(57)【要約】【課題】特に、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことにより、処理時間の短縮と低抵抗化とを図ることが可能な導電性パターンの製造方法、及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明における導電性パターンの製造方法は、酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、減圧されたチャンバー内に収容し、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行う。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、減圧されたチャンバー内に収容し、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことを特徴とする導電性パターンの製造方法。
【請求項２】
更に、前記チャンバー内に、水素ガスが存在する状態でプラズマ処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の導電性パターンの製造方法。
【請求項３】
前記酸素を、外部から前記チャンバー内に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電性パターンの製造方法。
【請求項４】
前記酸化銅は、少なくとも、酸化第一銅を含有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の導電性パターンの製造方法。
【請求項５】
前記被処理物に、前記酸化第一銅とリン酸基を有する有機化合物と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の導電性パターンの製造方法。
【請求項６】
酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、収容可能なチャンバーと、
前記チャンバー内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記チャンバー内に酸素を供給可能な酸素供給手段と、を有し、
前記被処理物は、減圧下の前記チャンバー内に前記酸素供給手段により前記酸素が供給された状態で、プラズマ処理されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性パターンの製造方法、及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材上に導電性パターンを形成する方法として、例えば、金属酸化物粒子を分散させたインクを、基材上に印刷や塗布法で描画してパターンを形成し、該パターンを、還元性雰囲気下で加熱して還元焼結させて、導電性パターンを形成する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、この方法では、必要とされる処理温度が高く、ＰＥＴやＰＥＮ等の耐熱性の低い基板材料には適用し難い。更に、処理時間は数十分と長い。
【０００４】
これに対し、プラズマ処理による方法では、ＰＥＴやＰＥＮ等、比較的耐熱性の低い基板に適用が可能であり、また、数分以内に導電性パターンを形成することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６０７２７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、量産化に対応するためには、抵抗値を上昇させることなく、更なる処理時間の短縮が求められている。
【０００７】
処理に時間が必要な要因の一つとして、導体原料をインク化する際に添加される分散剤や界面活性剤等の有機化合物を分解除去するために時間を要することが考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、処理時間の短縮と低抵抗化とを図ることが可能な導電性パターンの製造方法、及びプラズマ処理装置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】
本発明における導電性パターンの製造方法は、酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、減圧されたチャンバー内に収容し、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、更に、前記チャンバー内に、水素ガスが存在する状態でプラズマ処理を行うことが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、前記酸素を、外部から前記チャンバー内に供給することが好ましい。
【００１２】
また、本発明では、前記酸化銅は、少なくとも、酸化第一銅を含有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明では、前記被処理物に、前記酸化第一銅とリン酸基を有する有機化合物と、を含むことが好ましい。
【００１４】
また、本発明におけるプラズマ処理装置は、酸化銅を分散させたインクを用いて基板上にパターンを形成した被処理物を、収容可能なチャンバーと、前記チャンバー内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記チャンバー内に酸素を供給可能な酸素供給手段と、を有し、前記被処理物は、減圧下の前記チャンバー内に前記酸素供給手段により前記酸素が供給された状態で、プラズマ処理されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことにより、処理時間の短縮と低抵抗化とを図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の導電性パターンの製造工程を示すフロー図である。
【図２】本実施形態のプラズマ処理装置の模式図である。
【図３】本実施例の酸素濃度と比抵抗の関係を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態（以下、「実施形態」と略記する。）について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００１８】
［導電性パターンの製造工程］
図１は、本実施形態の導電性パターンの製造工程を示すフロー図である。まず、図１に示すように、インクの生成を行う（ステップＳＴ１）。本実施形態では、酸化銅を分散媒に分散させたインクを生成する。一例として、酸化第一銅の微粒子と、リン酸基を有する有機化合物を含有するインクを生成する。
【００１９】
続いて、インクを基板上に印刷や塗布等して、パターンを形成する（ステップＳＴ２）。本実施形態では、パターンの形成方法を限定するものでないが、例えば、スクリーン印刷、凹版ダイレクト印刷、凹版オフセット印刷、フレキソ印刷、平版オフセット印刷、反転転写印刷及び、インクジェット印刷等の印刷法や、ディスペンサー描画法を用いることができる。また、塗布法としては、ダイコート、スピンコート、スリットコート、バーコート、ナイフコート、スプレーコート、及びディップコート等の各種塗布法を用いることができる。
【００２０】
続いて、基板上に形成されたパターンを乾燥させる（ステップＳＴ３）。この工程により、パターン中の分散媒を除去することができる。乾燥の方法を限定するものでないが、一般的に知られている乾燥方法を用いることができる。例えば、熱風加熱オーブン、赤外線加熱炉、ホットプレート、及び、真空乾燥機を用いて、溶媒を乾燥することができる。
【００２１】
続いて、パターン付き基板（被処理物）を、プラズマ処理装置１のチャンバー２内に収容する（ステップＳＴ４）。
【００２２】
図２は、本実施形態のプラズマ処理装置１の模式図である。図２に示すように、プラズマ処理装置１は、チャンバー２と、チャンバー２内に配置されたステージ３と、ステージ３と対向する位置に配置された、誘電体１３と、金属からなる窓部材４と、マイクロ波を発生させるマイクロ波発生器５と、マイクロ波発生器（マグネトロン）５と窓部材４との間の導波管６と、チャンバー２内にガスを供給するためのガス供給口８と、排気口９と、内圧調整バルブ１４と、を有して構成される。被処理物７は、ステージ３の表面に載置される。
【００２３】
被処理物７をチャンバー２内に収容した後、プラズマ処理を行う（ステップＳＴ５）。本実施形態で用いるプラズマ処理は、熱風や赤外線を用いた加熱法と比較し、より低い温度、及び短い時間での処理が可能である。したがって、耐熱性の低い樹脂フィルムを基板とする場合の焼成法としては、プラズマ処理法は、より好ましい方法の一つである。
【００２４】
図２では、マイクロ波発生器５から出力されたマイクロ波は、アイソレーター、パワーモニター、チューナーを経由し導波管６を介して、窓部材４に到達する。窓部材４にはスリット１２がある。例えば、誘電体１３は、石英である。この窓部材４のスリット１２から、例えば、２４５５ＭＨｚ±２０ＭＨｚのマイクロ波が、排気口９からの排気にて減圧されたチャンバー２内に照射され、表面波プラズマを発生させる。被処理物７は、ステージ３の上に設置され処理される。ステージ３は、必要に応じサンプルを加熱もしくは冷却するための機能を設けても良い。なお、プラズマを発生させる方式は、上記に限定されるものではない。例えば、チャンバー２内に対向する電極を配置し、電極間に高周波電源を接続して、電極間にプラズマを生じせてもよい。このとき、被処理物７は、一方の電極の表面に載置されて、プラズマ処理が施される。
【００２５】
また、プラズマ処理の際、通常は、還元性ガスもしくは還元性ガスと、不活性ガスの混合ガスを、ガス供給口８からチャンバー２内に流し、マイクロ波によりプラズマを発生させる。これにより、チャンバー２内の被処理物７は、還元反応が促進される。更には、インクに添加された分散剤や、界面活性剤等に含まれる有機物が適切に、分解除去されて、導電性に優れた導電性パターンを得ることができる（ステップＳＴ６）。
【００２６】
なお、酸化状態の粒子を導電性パターンとするためには、還元性気体として、水素以外に一酸化炭素、アンモニア、メタン、エタン、プロパン、ブタン、アセチレン等の炭化水素系ガス、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、ジメチルエーテール、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル、エチレンオキサイド、オキセタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等のアルデヒド類、蟻酸等を挙げることができ、これらの中から一種で、又は二種以上混合して用いてもよい。
【００２７】
また、不活性ガスとして、プラズマの発生を容易にする効果のあるヘリウムガスを好ましく使用することができる。なお、ヘリウムガス以外にもネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、キセノンガス、窒素ガスなどを用いても良い。また、不活性ガスは、二種以上混合して用いても良い。
【００２８】
更に、プラズマ処理の際、処理時間の短縮と低抵抗化に効果のある水を供給しても良い。水の供給は、例えば、不活性ガス及び還元性ガスのいずれか一方、もしくは両方のガスに水を混合して、チャンバー２内に供給する方法によって行うことができる。また、被処理物７の基板に水を吸着させ、または、水を吸着させた材料を、チャンバー２内に投入する方法によっても行うことができる。
【００２９】
プラズマ処理装置１では、マイクロ波投入パワー、導入ガス流量、チャンバー内圧、プラズマ発生源から処理サンプルまでの距離、処理サンプル温度、処理時間等の調整が可能である。これらを適宜調整することで、プラズマ処理の強度を変えることができる。従って、上記した各調整項目の最適化を図ることにより、基板に無機材料の基板を用いる場合はもちろんのこと、有機材料の熱硬化性樹脂フィルムや、紙、耐熱性の低い熱可塑性樹脂フィルムとして、例えば、ＰＥＴや、ＰＥＮ等を基板として用いた場合でも、導電性パターンの形成が可能である。
【００３０】
但し、プラズマ処理の最適条件は、プラズマ処理装置１の構造やインクの組成、パターンの厚み、及び基板の材質等により異なる。したがって、各種状況に合わせて、プラズマ処理の最適条件を調整する必要がある。また、被処理物７をチャンバー２内に焼成毎に投入し取出しを行うバッチ方式であっても、ロールにより連続的に供給する方式でも良い。また、被処理物７を加熱もしくは冷却可能な機構を設けても良い。被処理物７の加温温度については、通常、プラズマ処理を行うときは、温度が高い程、焼結が進みやすくなるため、被処理物７を加熱し処理を行う方法が知られている。しかし、温度が高過ぎると、基板の変形や溶融が起こる。そのため、基板の耐熱温度以下の設定とするのが好ましい。本実施の形態では、焼結能力が高いため、被処理物７を加熱せずに、温度設定が室温付近やそれ以下であっても、充分焼結が可能である。特に、基板の耐熱温度が低い場合は、室温以下に設定してもよい。被処理物７の加温温度の上限は、基板の耐熱温度以下が好ましく、下限は処理後の抵抗値で決めればよい。
【００３１】
導電性パターンを形成後、被処理物７をチャンバー２から取り出す（ステップＳＴ７）。
【００３２】
ところで、従来では、プラズマ処理に時間を要した。インクには、微粒子を分散させた分散体の凝集防止のために加えられる分散剤、ハジキなどの欠陥防止のために加えられる界面活性剤やレベリング材、パターン形成のための塗布や印刷性を良好にすることを目的に加えられる増粘のためのバインダーや流動性調整剤、その他、密着性を付与する密着性付与剤、安定剤など多種の添加剤が加えられる。
【００３３】
適切に微粒子の焼結を促進させるためには、添加剤の分解除去が適切に行われなければならない。しかしながら、多種多様な添加剤を加えることで、分解除去に時間を要する。これが、プラズマ処理に時間を要する一つの原因として考えられる。
【００３４】
そこで、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、プラズマ処理を、酸素が存在する状態で行うことで、処理時間の短縮と抵抗値の低下という効果を得ることができることを見出した。
【００３５】
このような効果が得られる原因は定かではないが、酸素存在下でプラズマ処理を行うことで、酸素が分解され、酸素ラジカルや励起された酸素が発生する。
【００３６】
これらは、パターン中に存在する分散剤や、界面活性剤、増粘剤等の有機物と反応する。これにより、有機物が速やかに酸化分解により除去され、その結果、焼結がしやすくなる。一方、還元性気体として用いられる水素ガスは、プラズマ処理を行うことで、水素ラジカルを生じ、金属酸化物の還元に寄与する。以上のメカニズムにより、処理時間の短縮及び抵抗値の低下を図ることができるものと推定される。
【００３７】
また、酸素ラジカルや励起された酸素は、有機物と反応した場合、最終的に、二酸化炭素と水になるが、反応で生じた二酸化炭素は結合乖離エネルギーが大きく還元されにくい。このため、酸素ラジカルや励起された酸素が優先的に消費され、水素が分解することで生じた水素ラジカルが、酸化銅の還元に効果的に寄与する。また、インク中に含まれる有機成分以外に、樹脂基板も同様な酸素ラジカルや励起された酸素を消費する働きをするものと推定される。更に、実際にパターン形成に使われる樹脂基板以外の樹脂や有機材料、カーボンなど酸素を消費する材料をチャンバー２中に収容し処理を行っても良い。
【００３８】
なお、酸素を供給することで、酸素と水素とが反応し、水素が消費され、還元能力が低下することが考えられるが、反応により生成した水から、プラズマにより水素ラジカルが生成して還元に寄与することにより、還元能力が殆ど低下しないものと推定される。
【００３９】
なお、チャンバー２内の酸素量は、チャンバー２内に同時に供給されている水素ガス量の１．７％から９５％、好ましくは８％から９０％、より好ましくは１３％から８０％、更に好ましくは２７％から７０％、更により好ましくは３０％から６０％が好ましい。
【００４０】
［酸素の供給方法］
次に、プラズマ処理装置１への酸素供給方法について説明する。酸素は、外部からチャンバー２内に、酸素ガス単独で、もしくは空気や不活性ガス等との混合気体を、所定の濃度となるよう流量を制御しながら供給すればよい。
【００４１】
酸素を、外部からチャンバー２内に供給する場合、例えば、不活性ガスや還元性ガスに、チャンバー２の外部で、酸素或いは酸素を含む空気を混合し、図２に示すガス供給口８を通じて供給することができる。また、図２に示すように、新たに、酸素或いは酸素を含む空気を供給する酸素供給口１０を設け、酸素供給口１０から、酸素或いは空気をチャンバー２内に供給してもよい。
【００４２】
上記のように、ガス中に酸素を含ませる場合、不活性ガス及び還元性ガスのいずれか一方、もしくは両方のガスに酸素を混合してチャンバー２内に供給する際、その混合比により、ガス中に含まれる酸素の割合をコントロールすることができる。
【００４３】
また、図２に示す酸素供給口１０からチャンバー２へ酸素を供給する方法では、例えば、流量をモニターして、酸素量を制御することができる。流量を制御する方法では、ニードルバルブなどの調整バルブ１１（図２参照）を手動で調整する方法を用いることができる。
【００４４】
また、これらのガスの流量制御は、マスフローコントローラーを用いる等既知の方法で、容易に行うことができる。
【００４５】
また、プラズマ処理装置１に、被処理物７を収容した後の、酸素の供給タイミング（ステップＳＴ８）としては、被処理物７のチャンバー２内への収容工程とプラズマ処理工程との間、プラズマ処理工程中等を選択でき、また、プラズマ処理中、任意に供給タイミングと時間を変えてもよい。例えば、プラズマ処理中、常に供給する、或いは処理の途中で、任意のタイミングと時間で供給する、処理中に供給と停止を繰り返してもよい。
【００４６】
［本実施形態の効果］
上記したように、本実施形態では、酸素が存在する状態でプラズマ処理を行うことにより、プラズマ処理の処理時間の短縮と導電性パターンの低抵抗化とを図ることができる。
【００４７】
プラズマ処理時間を、１５〜２４０秒程度で、導電性パターンの抵抗値を、５０〜９０μΩｃｍ程度とすることができる。また、酸素が存在しない状態でプラズマ処理を施した従来例と比較すると、プラズマ処理の処理時間を、本実施形態と比較例とで同じにし、比較例の導電性パターンの抵抗値を１としたとき、本実施形態の導電性パターンの抵抗値は、０．２〜０．５程度に低くすることができる。また、導電性パターンの抵抗値を、本実施形態と比較例とで同じにし、比較例のプラズマ処理の処理時間を１としたとき、本実施形態のプラズマ処理時間は、０．２〜０．５程度に短くすることができる。
【００４８】
本実施形態では、酸化銅を分散させたインクを使用することができる。以下では、使用するインクについて詳しく説明する。
【００４９】
［使用するインク］
インクに含有される酸化銅は、金属酸化物の中でも還元が容易であり、更に、微粒子を得ることが可能であり、焼結が容易である。更に、酸化銅は、価格的にも銅であるがゆえに銀などの貴金属類と比較すると安価である。また、銀と比較すると、マイグレーションに対し有利であるといった特徴を有する。
【００５０】
酸化銅としては、酸化第一銅及び、酸化第二銅が入手可能であるが、酸化第一銅の方が還元されやすく好ましい。
【００５１】
酸化銅粒子の平均一次粒子径の好ましい範囲は、酸化銅を還元処理することにより得られる金属の緻密性、及び電気的特性の観点、及び、焼成時の基板へのダメージを低減すべく低温化の観点から、調整される。具体的には、平均一次粒子径の好ましい範囲は、キュムラント法で求めた平均一次粒子径が、１００ｎｍ以下、より好ましくは、５０ｎｍ以下、更に好ましくは、２０ｎｍ以下である。
【００５２】
酸化銅粒子の一次粒子径を１００ｎｍ以下とすることで、焼成処理において投入エネルギーを低減できる傾向にあり、基板へのダメージを回避することができる。酸化銅粒子の平均粒径の下限値は、特に制限値はないが、取り扱いの容易性から１ｎｍ以上が好ましい。これより小さいと、分散安定性を保つための分散剤使用量が増大し、焼成処理時に除去すべき分散剤成分が多くなる。その結果、分散剤を適切に除去しにくくなる。
【００５３】
インク中に分散された酸化銅粒子は、プラズマ処理により容易に還元され金属（導体）になる。そして、各金属粒子（銅粒子）が焼結することで、導電性を得ることが可能になる。
【００５４】
なお、本実施形態では、酸化銅を含むことが好ましいが、別の例としては、少なくとも酸化銀を用いる構成とすることができ、例えば、酸化銅とともに酸化銀を混ぜて使用することができる。
【００５５】
［酸化第一銅］
次に、酸化第一銅について説明する。酸化第一銅粒子に関しては、市販品を用いても良いし、合成して用いても良い。市販品として、（株）希少金属材料研究所製の一次粒径５〜５０ｎｍのものを用いることができる。
【００５６】
また、合成法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
（１）ポリオール溶剤中に、水と銅アセチルアセトナト錯体を加える。続いて、いったん有機銅化合物を加熱溶解させ、次に、反応に必要な水を後添加する。更に、昇温して有機銅の還元温度で加熱する加熱還元する。
（２）有機銅化合物（銅−Ｎ−ニトロソフェニルヒドロキシアミン錯体）を、ヘキサデシルアミンなどの保護剤の存在下で、且つ不活性雰囲気中で、３００℃程度の高温にて加熱する。
（３）水溶液に溶解した銅塩を、ヒドラジンで還元する。
【００５７】
上記のうち、（３）の方法は操作が簡便で、かつ、粒径の小さい酸化第一銅が得られるので好ましい。
【００５８】
［酸化第一銅の分散体の調整］
例えば、上記の（３）に記載したように、水溶液に溶解した銅塩を、ヒドラジンで還元して、酸化第一銅を合成する。得られた酸化第一銅は、軟凝集体である。このままでは、印刷や塗布に適さないため、分散媒に分散させた酸化第一銅の分散体を作成する。
【００５９】
まず、酸化第一銅の合成終了後、合成溶液と酸化第一銅の分離を行う。このとき、遠心分離などの既知の方法を用いて分離を行うことができる。得られた酸化第一銅を後述する分散剤や、分散媒、また、必要に応じて界面活性剤などを加え、ホモジナイザーなど既知の方法で攪拌し分散する。
【００６０】
なお、分散媒によっては分散し難く、分散が不充分な場合がある。このような場合は一例として、分散しやすいアルコール類、例えば、ブタノールなどを用い分散させる。その後、所望の分散媒への置換と所望の濃度への濃縮を行う。例えば、ＵＦ膜による濃縮、所望の分散媒による希釈、及び、濃縮を繰り返す方法で分散体を得ることができる。
【００６１】
［分散剤］
本実施形態において分散剤を限定するものではないが、酸化銅として第一酸化銅を使用する場合、分散剤としてリン酸基を有する有機化合物を用いることが好ましい。リン酸基は、銅酸化物粒子に吸着し、立体障害効果により凝集を抑制する。
【００６２】
分散剤の数平均分子量は、特に制限はないが、３００〜３００００であることが好ましい。数平均分子量を３００以上とすることで、得られる分散体の分散安定性が増す傾向がある。また、数平均分子量を３００００以下とすることで、焼成しやすい効果がある。
【００６３】
分散剤の具体例としては、ビックケミー社製の「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０２」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１０３」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１０」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１１」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１８」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１４２」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１４５」、「Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１８０」、「Ｂｙｋ−９０７６」、第一工業製薬製の「プラサーフＭ２０８Ｆ」、「プライサーフＤＢＳ」を挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、複数を混合して用いても良い。分散剤の必要量は、酸化銅の量に比例し、要求される分散安定性を考慮して調整する。
【００６４】
本実施形態の分散体に含まれるリン酸基を有する有機化合物と酸化銅との重量比率は、酸化銅を１とした時、０．００１〜０．３５であり、好ましくは０．０２〜０．３、より好ましくは０．０１〜０．２５である。分散剤の量は、分散安定性に影響し、分散剤の量が少ないと凝集しやすく、分散剤の量が多いと、分散安定性が向上する傾向がある。但し、分散剤の含有率が３５．０重量％を超えると、焼成して得られる導電体において分散剤由来の残渣が多くなり導電性が悪くなる傾向がある。
【００６５】
より長い期間の分散安定性を求めるのであれば分散剤を増やす方向で、短い期間でよければ減らす方向で混合比率を調整すれば良い。
【００６６】
［添加剤］
パターン形成に際し、基板への濡れ性向上によるハジキなどの欠陥防止のために加えられる界面活性剤やレベリング材、パターン形成のための塗布や印刷性を良好にすることを目的に加えられる増粘のためのバインダーや流動性調整剤、密着性を付与、安定剤など多種の添加剤などを必要に応じ加えても良い。
【００６７】
［金属粒子］
導電性パターンの強度向上、導電性向上や印刷性向上のための粘度増加のために金属粒子を加えても良く、金属の種類としては、金、銀、銅、ニッケル、錫、亜鉛などいずれか一種もしくは二種類以上の粒子を加えることができる。粒子形状は球状、鱗片状、針状、樹枝状、その他多面体であっても良い。
【００６８】
［分散媒］
本実施形態に用いられる分散媒は、分散という観点からは、分散剤のリン酸基を有する有機化合物の溶解が可能なものの中から、分散可能なものを選択する。一方、分散体を用いてパターンを形成するという観点からは、分散媒の揮発性が作業性に影響を与えるため、パターンの形成方法、例えば印刷や塗布の方式に適するものである必要がある。従って、分散媒は分散性と印刷や塗布の作業性に合わせて下記の溶剤から選択すれば良い。
【００６９】
具体例としては、次の材料を挙げることができる。すなわち、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、３−メトキシ−３−メチル−ブチルアセテート、エトキシエチルプロピオネート、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プロピルエーテル、プロピレングリコールターシャリーブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、２−ペンタンジオール、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、２，５−ヘキサンジオール、２，４−ヘプタンジオール、２−エチルヘキサン−１，３−ジオール、ジエチレングリコール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、トリエチレングリコール、トリ−１，２−プロピレングリコール、グリセロール、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ペンタノール、ｉ−ペンタノール、２−メチルブタノール、２−ペンタノール、ｔ−ペンタノール、３−メトキシブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−メチルペンタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、２−エチルブタノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、ｎ−オクタノール、２−エチルヘキサノール、２−オクタノール、ｎ−ノニルアルコール、２、６ジメチル−４−ヘプタノール、ｎ−デカノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、３、３、５−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール、テルピネオールが挙げられる。これら具体的に記載したもの以外にも、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、グリコールエステル類溶剤、水を分散媒に用いることができる。
【００７０】
これらは単独で用いても良いし、複数を混合して用いても良く、印刷方式に応じ蒸発性や、印刷機材、被印刷基板の耐溶剤性を考慮し選択する。ただし、沸点は溶剤の作業性に影響を与える。沸点が低すぎれば揮発が速いため、固形物の析出による欠陥の増加や清掃頻度の増大により作業性が悪化する。したがって、塗布や、ディスペンサー方式では４０℃以上とすることが好ましく、インクジェット方式、スクリーン方式、及びオフセット方式では１２０℃以上とすることが好ましく、１５０℃以上とすることがより好ましく、２００℃以上とすることが更に好ましい。また、温度の上限値は、乾燥の観点から３００℃以下とすることが好ましい。
【００７１】
［基板］
本実施形態の酸化銅を分散させたインクを塗布や印刷する基板については、特に制限されるものではないが、材質の一例を下記に記載する。
【００７２】
基板は、無機材料及び有機材料の別を問わないが、無機材料としては、例えば、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、石英ガラスなどのガラスや、アルミナなどのセラミック材料が挙げられる。
【００７３】
有機材料としては、高分子材料や、紙が挙げられる。高分子材料としては、樹脂フィルムを用いることができ、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ガラス−エポキシ樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類、液晶高分子化合物などを挙げることができる。紙としては、一般的なパルプを原料とした上質紙、中質紙、コート紙、ボール紙、段ボールなどの洋紙やセルロースナノファイバーを原料としたものが挙げられる。紙の場合は、高分子材料を溶解したもの、もしくはゾルゲル材料などを含浸硬化させたものを使うことができる。また、これらの材料は、ラミネートするなど貼り合わせて使用しても良い。
【００７４】
更に、これらの上に平滑化層、バリア層、易接着層などとして、高分子材料としては、ポリイミド、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ、ポリビニルフェノール、等を単独もしくは組み合わせて使用しても良く、シリカ等の無機材料等の粒子などを混合して用いても良い。また無機系材料としては、シリカ、アルミナなどを、スパッタ法や、蒸着法で形成しても良い。また、ゾルゲル系材料でシリカや、アルミナ系の膜を塗布法で形成することができる。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例によって、本発明を更に詳細に説明する。しかしながら、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００７６】
［実施例１］
水３６７０ｇ、１，２−プロピレングリコール（和光純薬製）１６９６ｇの混合溶媒中に、酢酸銅（ＩＩ）一水和物（和光純薬製）３９１．５ｇを溶かした。そして、ヒドラジン一水和物（和光純薬製）１１４ｇを加えて攪拌した後、遠心分離で上澄みと沈殿物に分離した。
【００７７】
得られた沈殿物２００ｇに、分散剤として、Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ−１１８（ビッグケミー製）２７．６ｇ、界面活性剤としてＳ−６１１（セイミケミカル製）６．９ｇ及びエタノール（和光純薬製）４５５．５ｇを加え、ホモジナイザーを用いて分散し、インクとした。
【００７８】
このインクを、ＰＥＮ基板に、Ｎｏ．４バーを用いてコートし、室温で乾燥し、プラズマ処理用のサンプルとした。
【００７９】
プラズマ処理装置にて、ステージ３の温度を２８℃とし、マイクロ波電力を１．５０ｋｗとし、チャンバー内へ予め、水素濃度３％、ヘリウム濃度９７％に調整したガスと、酸素源として希望する比率となるよう空気とを、合わせて２００ｓｃｃｍ供給し、チャンバー内圧力を１１０Ｐａに調整し、前記サンプルを、空気比率（チャンバー内酸素濃度）を違えた条件で、各々２分間処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を、表１に示す。なお、ここに記載したｓｃｃｍとは、温度０℃、圧力１０１．３ｋＰａに換算した流量（ｍｌ／分）を表すものである。なお、プラズマ処理後のパターンの膜厚は、０．２５μｍであった。
【００８０】
［比較例１］
実施例１と同様な方法で、プラズマ処理用サンプルを得た。チャンバー内へ空気を導入しないこと以外は、実施例１と同様にして処理を行い、比抵抗を測定した。その結果を、表１に示す。
【００８１】
【表１】
2020004648.tif 000002
【００８２】
以上の結果を、図３に示す。図３から、空気（酸素）をチャンバー内へ導入すると、酸素を導入しない場合と比較して、同じ処理時間では、より抵抗を下げる効果があることが分かった。このことから、所定の抵抗値が要求された場合、プラズマ処理において酸素を導入することにより、酸素を導入しない場合と比較して、処理時間を短縮することが可能であると推定される。また、酸素濃度は、水素濃度より低くすることで、上記インクを良好に導通できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の導電性パターンは、配線基板、アンテナ、メッシュ方式透明電極、電磁波シールド、電磁波反射、フラットディスプレイ用配線、電極、太陽電池の配線などで用いることができ、生産性の向上に寄与する。
【符号の説明】
【００８４】
１  プラズマ処理装置
２  チャンバー
３  ステージ
４  窓部材
５  マイクロ波発生器
６  導波管
７  被処理物
８  ガス供給口
９  排気口
１０  酸素供給口
１１  調整バルブ
１２  スリット
１３  誘電体
１４  内圧調整バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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