(57)【要約】【課題】  本発明は、耐熱性に乏しい基材に対しても使用可能な温度範囲において、金属元素および／または金属元素化合物の分散体を用いた電子デバイスの製造および電子デバイスの製造方法に関する。【解決手段】  基体表面に金属元素および／または金属元素化合物の分散体を印刷または塗装した構成物に、レーザーを照射することにより、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させ、導電性、半導電性、抵抗性、誘電性もしくはその他の電子デバイスに必要な回路特性を発現させる方法により、製造された電子デバイスおよび電子デバイスの製造方法を提供する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体表面に平均粒径１０００ｎｍ未満の金属元素および／または金属元素化合物の超微粒子分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面からレーザー光を照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
基体表面に平均粒径１００ｎｍ未満の金属元素および／または金属元素化合物の超微粒子分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面からレーザー光を照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させることを特徴とする請求項１記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
印刷が、凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷またはインクジェット印刷で行なわれることを特徴とする請求項１または２記載の電子デバイス。
【請求項４】
金属元素が金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、ニッケル、アルミニウム、ケイ素から選ばれる一種または二種以上の合金および／または混合物であることを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
金属元素化合物が金属酸化物、金属窒化物、金属ハロゲン化物、金属硫化物、金属炭化物から選ばれる一種またはこれらの二種以上の混合物および／または複合物であることを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の電子デバイス。
【請求項６】
レーザー光の波長が５００〜１０００ｎｍの範囲に選択されることを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の電子デバイス。
【請求項７】
金属元素および／または金属元素化合物の金属が金の場合に、金属元素および／または金属元素化合物層形成に用いられるレーザー光の波長が５００〜７００ｎｍの範囲に選択されることを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の電子デバイス。
【請求項８】
金属元素および／または金属元素化合物の金属が銀の場合に、金属元素および／または金属元素化合物層形成に用いられるレーザー光の波長が７００〜１０００ｎｍの範囲に選択されることを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の電子デバイス。
【請求項９】
レーザー光照射により形成される印刷物の平均膜厚が１００ｎｍ〜１ｃｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至８何れか記載の電子デバイス。
【請求項１０】
レーザー光照射により形成される印刷物の平均膜厚が１００ｎｍ〜５０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１乃至８何れか記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平均粒径１０００ｎｍ未満好ましくは１００ｎｍ未満の金属微粒子および／または金属元素化合物を主成分とし、分散剤および／または溶剤および／またはビヒクル成分を含有することにより流動性を有する流動体により、基体上に、金属層および／または金属元素化合物層を形成させることによって製造される電子デバイスに関するものであって、電子デバイスの製造および電子デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来金属元素および／または金属元素化合物を用いて製造される電子デバイスは、基材に薄膜形成あるいは配線のパターニングを行うことによって達成され、薄膜形成あるいは配線のパターニングは、一般的に、金属元素あるいは金属元素化合物のペースト（金属元素あるいは金属元素化合物と樹脂との混合物）により回路あるいは回路パターンを印刷し、熱処理をする方法あるいはエッチング法により回路あるいは回路パターンを形成し、熱処理する方法が知られている。印刷法による例として、非特許文献１には、金ペーストを用い、アルミナ基板に回路パターンを印刷し、電気炉等の焼成炉において８００℃以上で焼成する方法が記載されている。また、エッチング法の例として、特開２０００−３０５２６０号公報には、感光性導電体ペーストとして、アルカリ可溶性ネガ型感光性樹脂組成物、光重合開始剤、金属粉末および金属超微粒子からなる感光性ペーストが開示されている。該公報では、感光性樹脂組成物をパターニングした後、電気炉やベルト炉等の焼成炉で有機成分を揮発させ、無機粉末を焼成させることにより導電性パターン膜を形成しており、その際の焼成の雰囲気は、大気中または窒素雰囲気中で、８００〜１０００℃である。
【０００３】
また、近年金属元素もしくは金属元素化合物分散体を基板等の支持体に塗布して導電性若しくは半導電性を付与して回路を作成する方法が試みられており、特開２００２−７２４６８号公報、特開２００３−１１０２２５号公報には金属分散体に活性エネルギー線にて硬化する化合物をバインダー成分として用いた導電性インキの例が挙げられている。また、特開２００３−１４０３３０号公報には分散体にラジカル発生剤を添加し分散体を除去することで導電性を発現させることを特徴とする手法が知られている。しかしながら、前者は導電率としては比抵抗値として１０−４Ω・ｃｍと高く、回路設計には十分な導電性とはいえず、後者は１０−６Ω・ｃｍの比抵抗値を有する結果が得られているがラジカル発生剤と紫外線によりラジカルを発生させた後に２５０℃で３０分以上の加熱を必要としており、この熱により金属が焼結し導電性が発現されたことは明らかであり、良好な導電性を発現するには２５０℃以上の加熱が必要となる。この加熱行程は他の電子部品や基板にダメージを与えるために好ましくなく、従来のエッチングに変わる回路のパターニングが行われていなかった最大の理由である。
【０００４】
また、特開２００２−２９９８３３号公報にも平均粒径１〜１００ｎｍの所謂ナノ粒子を使用した分散体を用い、回路パターンの作製時の焼成温度を低く（２５０℃以下）する試みが開示されているが、回路パターンを塗布後、該公報の実施例によれば１５０℃もしくは２１０℃の熱処理が必要であり、１５０℃未満の常温に近い温度領域で形成を行うためには、不十分である。
さらに、特開２００３−２３２３１号公報には、加熱処理を行わずに、レーザーを照射する方法により金属微粒子を金属化（焼結）させて電気回路を形成させる方法も考案されているが、使用される金属微粒子を媒質、特に、有機溶媒その中でもフッ素系溶媒およびシリコンオイル中に単純に分散させただけでは、２次凝集等を抑制することが困難であり、製造される製品の品質（特に、導電性）に影響を及ぼす可能性が大きい。特開２００３−１５６８３９号公報にもレーザーにより印刷パターンを形成させる方法が掲載されているが、示されているレーザーの波長では、効率的に、製造することがし難い。
【０００５】
従って、耐熱性に乏しい基材に対しても使用可能な温度範囲において、金属元素および／または金属元素化合物の分散体を用いた電子デバイスの製造および電子デバイスの製造方法が望まれている。
【非特許文献１】「絶縁・誘電セラミックスの応用技術」２００３．８．１８普及版、第１刷、監修  塩嵜忠、発行者  島健太郎、発行所  株式会社  シーエムシー出版
【特許文献１】特開２０００−３０５２６０号公報
【特許文献２】特開２００２−７２４６８号公報
【特許文献３】特開２００３−１１０２２５号公報
【特許文献４】特開２００３−１４０３３０号公報
【特許文献５】特開２００２−２９９８３３号公報
【特許文献６】特開２００３−２３２３１号公報
【特許文献７】特開２００３−１５６８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、耐熱性に乏しい基材に対しても使用可能な温度範囲において、金属元素および／または金属元素化合物の分散体を用いた電子デバイスおよび電子デバイスの製造方法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】
【０００７】
上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、基材等に導電性、半導電性、抵抗性、誘電性もしくはその他の電子デバイスに必要な回路特性を付与する電子デバイスを製造する際に、それらの導電性に代表される回路特性を得るのに妨げとなっている、金属元素若しくは金属元素化合物を被覆している分散剤もしくは樹脂の影響を効率的に少なくする方法として、基体表面に金属元素および／または金属元素化合物の分散体を印刷または塗装した構成物に、基体表面および／または基体裏面からレーザー光を照射することにより、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させ、導電性、半導電性、抵抗性、誘電性もしくはその他の電子デバイスに必要な回路特性を発現させる方法により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
【０００８】
即ち、本発明は、基体表面に平均粒径１０００ｎｍ未満の金属元素および／または金属元素化合物の超微粒子分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面からレーザー光を照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させることを特徴とする電子デバイスの製造方法に関する。
また、本発明は、基体表面に平均粒径１００ｎｍ未満の金属元素および／または金属元素化合物の超微粒子分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面からレーザー光を照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させることを特徴とする電子デバイスの製造方法に関する。
【０００９】
また、本発明は、基体表面への印刷が、凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷またはインクジェット印刷によってされたものであることを特徴とする上記電子デバイスの製造方法に関する。
【００１０】
また、本発明は、金属元素が金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、ニッケル、アルミニウム、ケイ素から選ばれる一種またはこれらの二種以上の合金および／または混合物であることを特徴とする上記電子デバイスの製造方法に関する。
【００１１】
また、本発明は、金属元素化合物が金属酸化物、金属窒化物、金属ハロゲン化物、金属硫化物、金属炭化物から選ばれる一種またはこれらの二種以上の混合物および／または複合物であることを特徴とする上記電子デバイスの製造方法に関する。
【００１２】
さらに、本発明は、上記記載の金属元素および／または金属元素化合物からなる超微粒子分散体の金属元素および／または金属元素化合物形成に用いられるレーザー光の波長域が５００〜１０００ｎｍの範囲に選択されることを特徴とする第１の発明乃至第５の発明の電子デバイスである。
さらに、本発明は、上記の金属元素および／または金属元素化合物からなる超微粒子分散体において、金属元素および／または金属元素化合物の金属が金の場合に、金属元素および／または金属元素化合物層形成に用いられるレーザー光の波長が５００〜７００ｎｍの範囲に選択されることを特徴とする上記記載の電子デバイスである。
さらに、本発明は、上記の金属元素および／または金属元素化合物からなる超微粒子分散体において、金属元素および／または金属元素化合物の金属が銀の場合に、金属元素および／または金属元素化合物層形成に用いられるレーザー光の波長が７００〜１０００ｎｍの範囲に選択されることを特徴とする上記記載の電子デバイスである。
さらに、本発明は、上記の金属元素および／または金属元素化合物からなる超微粒子分散体により塗布、印刷され、レーザー光照射により形成される印刷物の平均膜厚が１００ｎｍ〜１ｃｍの範囲であることを特徴とする上記記載の電子デバイスである。
さらに、本発明は、上記の金属元素および／または金属元素化合物からなる超微粒子分散体により塗布、印刷され、レーザー光照射により形成される印刷物の平均膜厚が１００ｎｍ〜５０μｍの範囲であることを特徴とする上記記載の電子デバイスである。
【００１３】
なお、本発明において、「基体」とは、基材、基板、基盤をも意味する。
また、本発明において、「硬化」とは、架橋、または乾燥をも意味する。
さらに、本発明において、金属元素には、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、ニッケル、アルミニウム、ケイ素を含み、一般的な定義の金属（例えば、「基礎無機化学」（２０００．１１、著者  塩川二郎、発行所  丸善株式会社）に記載の金属）を示す。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、ニッケル、アルミニウム、ケイ素等の金属元素および／または金属酸化物、金属窒化物、金属ハロゲン化物、金属硫化物、金属炭化物等の超微粒子分散体の印刷物に対し、レーザー光を照射することで、印刷された画線部あるいは塗装部のみが限定的に加熱され、レーザー光が照射されない電子部品、あるいは照射されるレーザー光に対し吸収波長を持たない基盤部に影響を及ぼさずに焼結あるいは焼成を行い、その結果、導電性、半導電性、抵抗性、誘電性もしくはその他の電子デバイスに必要な回路特性が良好である金属元素および／または金属元素化合物層が得られ、電子デバイスとして、多層配線板、ＩＣカード等のアンテナの回路、パッケージ用途等について一層の微細化を与えると共に、高い生産性の向上を図ることができる。また、従来のエッチング等による方法に比べ廃液処理等の観点から環境負荷を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電子デバイスを示す概略構成の断面図を示す。すなわち、基体表面に金属元素および／または金属元素化合物層を設けたものである。基体表面に金属元素および／または金属元素化合物の超微粒子分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面からレーザー光を照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させる。また、金属元素および／または金属元素化合物層は、回路あるいは回路パターンとして形成されるため、図１に示すように、非連続体の場合が多いが、連続体であっても良い。
さらに、図２は、本発明のさらなる一実施形態に係る電子デバイスを示す概略構成の断面図を示す。すなわち、基体表面に金属元素および／または金属元素化合物層を設け、さらに、保護層３を設けたものである。基体表面に金属元素および／または金属元素化合物の分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面からレーザーを照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させる。また、金属元素および／または金属元素化合物層は、回路あるいは回路パターンとして形成されるため、図２に示すように、非連続体の場合が多いが、連続体であっても良い。
【００１６】
また、図３は、本発明のさらなる一実施形態に係る電子デバイスを示す概略構成の断面図を示す。すなわち、基体表面に、プライマー層（下塗り層）４を設け、その上に金属元素および／または金属元素化合物層を設けたものである。基体表面に金属元素および／または金属元素化合物の分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面からレーザーを照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させる。さらに、金属元素および／または金属元素化合物層は、回路あるいは回路パターンとして形成されるため、図３に示すように、非連続体の場合が多いが、連続体であっても良い。
【００１７】
また、図４は、本発明のさらなる一実施形態に係る電子デバイスを示す概略構成の断面図を示す。すなわち、基体表面に、断熱効果のあるプライマー層（下塗り層）４を設け、その上に金属元素および／または金属元素化合物層を設けたものである。基体表面に金属元素および／または金属元素化合物の分散体を印刷または塗装し、基体表面および／または基体裏面から電子線を照射し、金属元素および／または金属元素化合物層を形成させる。さらに、金属元素および／または金属元素化合物層は、回路あるいは回路パターンとして形成されるため、図４に示すように、非連続体の場合が多いが、連続体であっても良い。
【００１８】
基体には、近年多用される有機系基板としてポリイミドフィルム基板、ガラスエポキシ基板等のほかに、前述した非特許文献１に示されているアルミナ基板、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板等のセラミックス基板、さらに、ホーロー基板、テフロン（登録商標）・ガラスクロス基板等が挙げられる。
【００１９】
本発明に用いる金属元素としては、特開２００３−１４０３３０号公報に開示されているような金属コロイド粒子あるいは特開２００２−２９９８３３号公報、再表２００２−０３５５５４号公報に開示されているような金属（超）微粒子を１種、あるいは２種以上組み合わせて用いることができる。また、本発明で使用される金属元素の粒径は、平均粒径１００ｎｍ以下が良く、さらには、１ｎｍ〜１００ｎｍが良く、好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍが良い。さらに好ましくは、５ｎｍ〜１０ｎｍである。
【００２０】
本発明において使用される金属元素もしくは金属としては、一般的な定義の金属元素（例えば、「基礎無機化学」（２０００．１１、著者  塩川二郎、発行所  丸善株式会社）に記載の金属）であれば良く、元素周期律表第ＶＩＩＩ族（鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金）および第ＩＢ族（銅、銀、金）からなる群より選ばれる少なくとも１種であれば、導電性が高いので好ましく、中でも金、銀、白金、パラジウム、銅は特に導電性が高くより好ましい。さらに、本発明においては、アルミニウム、インジウム、ケイ素、亜鉛、錫も金属元素もしくは金属に含有される。
【００２１】
本発明に用いられる金属元素化合物としては、特表平１０−５０２６１１号公報に開示されているような非酸化物粉末、あるいは、特表２００２−５２６６３０号公報に開示されているような無機酸化物を１種、あるいは２種以上組み合わせて用いることができ、金属元素化合物としては、金属酸化物、金属窒化物、金属ハロゲン化物、金属硫化物、金属炭化物等が挙げられる。また、本発明で使用される金属元素化合物の粒径は、平均粒径１００ｎｍ以下が良く、さらには、１ｎｍ〜１００ｎｍが良く、好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍが良い。さらに好ましくは、５ｎｍ〜１０ｎｍである。
【００２２】
本発明において使用される金属元素化合物としては、下記一般式（１）で表される複合物を含むものであれば良く、特に、セラミックス粉末が良い。
一般式（１） ＡＢｘ
（ただしＸは０．５以上の実数であり、Ｂは酸素、窒素、ハロゲン、イオウ、炭素から選ばれる１種、あるいは２種以上の組み合わせを表す。）
【００２３】
本発明において上記Ａ元素としては、元素周期律表の第IA族、第IIA族、第IIB族、第IIIA族、第IIIB族、第IVA族、第IVB族、第VA族、第VB族、第VIA族、第VIIA族、第VIII族の中から選ばれる１種、あるいは２種以上の元素の組み合わせを表す。本発明において、金属元素化合物には、ペロブスカイト型複合酸化物等の複合物も含む。
【００２４】
上記一般式（１）で表されるＡ元素の例としては、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、ケイ素、インジウム、鉄、錫、亜鉛、ジルコニウム、ニッケル、リチウム、バリウム、マンガン、コバルト、希土類元素（スカンジウム、イットリウム、ランタン等）等を挙げることができるが、これのみに限定されるものではない。
【００２５】
また本発明において用いられる、金属酸化物には、単純酸化物であるセラミックス粉末、例えば酸化マグネシウム、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化バリウム、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ネオジウム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、さらに、それらに、アンチモン、リン、フッ素、タングステン、タンタル、ガリウム、スズ、インジウム、アルミニウム等の異種元素を１種または２種以上ドープしたもの、あるいは、それらの表面にケイ素、タングステン、ジルコニウム、アルミニウム等の酸化物または水和酸化物を１種または２種以上被覆したもの等が挙げられ、さらに、上述した元素によって構成された複合酸化物、例えば酸化アルミニウムバリウム、酸化アルミニウムマグネシウム等さらには酸化マグネシウム鉄、酸化ケイ素アルミニウム、さらに、ペロブスカイト型複合酸化物である酸化チタンバリウム等のセラミックス粉末も含まれる。
【００２６】
さらに、金属窒化物としては、窒化アルミにム、窒化クロム、窒化チタン、窒化ケイ素、窒素ホウ素、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウム等が挙げられ、金属炭化物としては、炭化ケイ素、炭化ジルコニウム、炭化タングステン、炭化タンタル、炭化チタン、炭化ニオブ、炭化バナジウム、炭化ホウ素、炭化モリムデン等が挙げられる。また、金属ハロゲン化物としては、塩化亜鉛、塩化亜鉛アンモニウム、塩化アルミニウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化希土類、塩化銀、塩化金、塩化クロム、塩化ケイ素、塩化コバルト、塩化ジルコニウム、塩化錫、塩化ストロンチウム、塩化セシウム、塩化銅、塩化タングステン、塩化タンタル、塩化チタン、塩化鉄、塩化銅、塩化白金、塩化パラジウム、塩化ニオブ、塩化ニッケル、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化マンガン、塩化マグネシウム、臭化亜鉛、臭化カリウム、臭化カルシウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化銅、ヨウ化ナトリウム等が挙げられ、金属硫化物としては、硫化亜鉛、硫化鉄、硫化ナトリウム等が挙げられる。
【００２７】
本発明において、金属元素および／または金属元素化合物層に導電性を特に求められる場合には、金属元素異種元素をドープしたものを用いるのが好ましい。中でも酸化錫とアンチモン、リン、フッ素、タングステンまたはタンタル、酸化インジウムとスズ、酸化亜鉛とフッ素、アルミニウム、ガリウム、インジウムまたはスズの組み合わせが好ましい。異種の元素のドープ量は、導電性酸化物の種類や用いる元素との組み合わせにもよるが、例えば、アンチモンをドープした酸化スズであれば、アンチモンがＳｂ２Ｏ３として０．５〜２０重量％の範囲で含まれるのが好ましく、より好ましくは８〜１５重量％の範囲であり、リンをドープした酸化スズであれば、リンがＰ２Ｏ５として０．３〜１５重量％の範囲で含まれるのが好ましく、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲である。
【００２８】
本発明は、金属元素および／または金属元素酸化物の微粒子が有機溶媒中、樹脂中あるいは分散剤中に安定に分散したペースト組成物、すなわち従来の微粒子のような凝集体が生じることのないペースト組成物よりなり、電子線を照射することにより低温で融着、焼成あるいは焼結させ、微細な回路あるいは回路パターン等の電子デバイスを形成している。
【００２９】
金属元素および／または金属元素化合物の分散体に使用される分散剤としては公知の化合物を用いることができ、例えば、クエン酸およびその誘導体、アニリンおよびその誘導体、メルカプト酢酸、メルカプトプロピオン酸、チオジプロピオン酸、メルカプトコハク酸、チオ酢酸等の酸チオール類、ドデシルアミン、２-メチルアミノエタノール，ジエタノールアミン，ブトキシプロピルアミン，ジエチルメチルアミン，２-ジメチルアミノエタノール，メチルジエタノールアミンなどのアミン化合物、メチルメルカプタン、エチルメルカプタン、プロピルメルカプタン、イソプロピルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカプタン、アリルメルカプタン、ジメチルメルカプタン、メルカプトエタノール、アミノエチルメルカプタン、チオジエチルアミン等の脂肪族チオール類、アルキルアルコール類，エチレングリコール，プロピレングリコール、シクロヘキシルチオール等の脂環式チオール類、チオフェノール等の芳香族チオール類等のチオール類、チオジエチレングリコール、チオジグリコール酸、エチレンチオグリコール等のチオグリコール類、チオホルムアミド等のチオアミド類、ジチオール類、チオン類、ポリチオール類、チオ炭酸類、チオ尿素類、硫化水素等のイオウ化合物およびそれらの誘導体等が挙げられ、これらを１種または２種以上を用いても良い。
【００３０】
本発明において金属元素および／または金属元素化合物の分散体を印刷または塗装する方法としては、凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷またはインクジェット印刷、ディスペンサー、含浸、スピンコートなどの各種手法を用いれば良く、凸版印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷またはインクジェット印刷が好ましい。
【００３１】
本発明において使用するレーザー光は５００〜１０００ｎｍの波長域からなる範囲のレーザー光を用いることが好ましく、金属元素および金属元素化合物の金属が金の場合、５００ｎｍ〜７００ｎｍが好ましく、銀の場合は、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長域の使用が好ましい。レーザーを発生させる装置として半導体レーザー照射装置、ＹＡＧレーザー照射装置等が挙げられる。
平均粒径１０００ｎｍ未満あるいは１００ｎｍ未満の金属元素および／または金属元素化合物の超微粒子分散体をレーザー光により焼結あるいは焼成させる場合、超微粒子分散体のレーザー光の吸収波長、あるいは吸収効率及びレーザー光の強度によって焼結する効率が決定する。
例えば、９４０ｎｍの波長のレーザー光に対しポリイミドフィルム、あるいはガラス基盤等は殆ど波長の吸収を示さないためレーザー光によって加熱されないが、平均粒径５ｎｍの銀の超微粒子分散体は吸収を示すため、レーザー光照射により銀の超微粒子分散体は一瞬の間に大凡３００〜３５０℃まで加熱され、焼結が行われる。
つまり、電子デバイス画像を形成する超微粒子分散体部分は一瞬で高温域まで加熱されるが、それを保持する基盤、ガラス等に対して余剰のレーザー光が照射されたとしても、電子デバイス画像部以外が加熱されない。
これは、従来のオーブン、或いは熱風の吹きつけによる加熱等と比較すると、非常に選択的であり、かつ効率的な焼成方法であると言える。
本発明において、金属元素および／または金属元素化合物からなる超微粒子分散体により塗布、印刷され、レーザー光照射により形成される印刷物の平均膜厚は、１００ｎｍ〜１ｃｍの範囲が良く、好ましくは、１００ｎｍ〜１０００μｍが良く、さらに、１００ｎｍ〜５００μｍが良く、より好ましくは、１００ｎｍ〜１００μｍが良く、さらに好ましくは、１００ｎｍ〜５０μｍが良く、１００ｎｍ〜２０μｍが良く、１００ｎｍ〜１０μｍがさらに良い。さらには、１００ｎｍ〜１μｍが良い。
また、本発明において、レーザーを照射する速度については０ｍ／分〜１００ｍ／分の範囲が良く、好ましくは０ｍ／分〜７０ｍ／分の範囲が良く、より好ましくは０ｍ／分〜５０ｍ／分の範囲が良く、さらに好ましくは０ｍ／分〜３０ｍ／分の範囲が良く、０ｍ／分〜１０ｍ／分が良く、０ｍ／分〜５ｍ／分がさらに良い。
【００３２】
本発明の組成物は溶媒を含むこともでき、用いられる溶媒としては、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、アルコール類、Ｎ-メチル-２-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ-ジメチルフォルムアミド、Ｎ，Ｎ-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドなどの極性の非プロトン性溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、乳酸エチルなどのエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類などが挙げられ、これらを単独、または混合して使用することができる。
【００３３】
本発明の組成物は、基体との接着性をさらに高めるために、アミノ基、およびアミノ残基を有しないシランカップリング剤、チタンキレート剤などを添加することもできる。
【００３４】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
【００３５】
以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
【００３６】
[実施例１]
銀微粒子１００重量部、ドデシルアミン１５重量部、ターピネオール７５重量部からなる真空冶金株式会社製超微粒子分散液独立分散超微粒子パーフェクトシルバーに１００重量部にキシレン３０重量部を添加して銀超微粒子を主成分とする流動体１を調製した。
【００３７】
厚さ２５μｍのポリイミドフィルム表面に流動体１をバーコーター＃９を用いて塗布し、熱風にてキシレン成分を除去した後、精電舎電子工業株式会社製のファイバカップリング式高出力半導体レーザー発信装置（クラスIV）を用い、波長９４０±３ｎｍのレーザーをコア径３．０ｍｍ、スキャン速度４０ｍｍ／ｓｅｃにて走査して照射したところ、ポリイミドフィルム上に完全に焼結をした平均膜厚２．８μｍ、長さ８ｃｍ、幅３ｍｍの直線状の銀薄膜を得た。得られた銀薄膜を３ｍｍ×３０ｍｍの大きさに切断し金属薄膜の膜厚を針触型表面形状測定器（株式会社東京精密サーフコム２８００ＤＸ）にて測定し４点測定法にて比抵抗を測定した結果、５．８μΩｃｍと極めて低い抵抗値となり、極めて良好な導電性金属薄膜が得られた。
[実施例２]
２リットルのコルベンにディスパービック１９０（ビックケミー社製、固形分率４０質量％）１３．８ｇ、及び、イオン交換水４２０．５ｇを入れた。このコルベンをウォーターバスに入れ、ディスパービック１９０が溶解するまで５０℃で攪拌した。ここに、イオン交換水４２０．５ｇに溶解させた硝酸銀１００ｇを攪拌しながら加えて、７０℃で１０分間攪拌した。次に、ジメチルアミノエタノール２６２ｇを加えたところ、液が一瞬で黒変し、液温が７６℃まで上昇した。そのまま放置して液温が７０℃まで下がったところで、この温度を保ちながら２時間攪拌を続け、黒っぽい黄色を呈する銀コロイドの水溶液が得られた。
【００３８】
得られた反応液を１リットルのポリ瓶に移し換え、６０℃の恒温室で１８時間静置した。次に、限外濾過モジュールＡＨＰ１０１０（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数４００本）、マグネットポンプ、下部にチューブ接続口のある３リットルのステンレスカップをシリコンチューブでつないで、限外濾過装置とした。先の６０℃の恒温室で１８時間静置した反応液をステンレスカップに入れて、更に２リットルのイオン交換水を加えてから、ポンプを稼動させて限外濾過を行った。約４０分後にモジュールからの瀘液が２リットルになった時点で、ステンレスカップに２リットルのエタノールを加えた。その後、濾液の伝導度が３００μＳ／ｃｍ以下になったことを確認し、母液の量が５００ｍｌになるまで濃縮を行った。
【００３９】
続いて母液を入れた５００ｍｌステンレスカップ、限外濾過モジュールＡＨＰ００１３（旭化成社製；分画分子量５００００、使用膜本数１００本）、チューブポンプ、及び、アスピレーターからなる限外濾過装置を組んだ。このステンレスカップに先に得られた母液を入れ、固形分濃度を高めるための濃縮を行った。母液が約１００ｍｌになった時点でポンプを停止して、濃縮を終了することにより、固形分６０％の銀超微粒子を主成分とする流動体２を調製した。
【００４０】
厚さ２５μｍのポリイミドフィルム表面に流動体２をバーコーター＃１２を用いて塗布し、熱風にてエタノール溶剤を除去した後、精電舎電子工業株式会社製のファイバカップリング式高出力半導体レーザ発信装置（クラスIV）を用い、波長９４０±３ｎｍのレーザーをコア径３．０ｍｍ、スキャン速度４０ｍｍ／ｓｅｃにて走査して照射したところ、ポリイミドフィルム上に完全に焼結をした平均膜厚２．５μｍ、長さ８ｃｍ、幅３ｍｍの直線状の銀薄膜を得た。得られた銀薄膜を３ｍｍ×３０ｍｍの大きさに切断し金属薄膜の膜厚を針触型表面形状測定器（株式会社東京精密サーフコム２８００ＤＸ）にて測定し４点測定法にて比抵抗を測定した結果、６．９μΩｃｍと極めて低い抵抗値となり、極めて良好な導電性金属薄膜が得られた。
【００４１】
比較例
厚さ２５μｍのポリイミドフィルム表面に銀超微粒子からなる流動体１をバーコーター＃５を用いて塗布し、オーブン中にて２３０℃、１時間の加熱を行った所、ポリイミドフィルム上に完全に焼結をした平均膜厚２．６μｍの銀薄膜を得た。得られた銀薄膜を３ｍｍ×３０ｍｍの大きさに切断し金属薄膜の膜厚を針触型表面形状測定器（株式会社東京精密サーフコム２８００ＤＸ）にて測定し４点測定法にて比抵抗を測定した結果、４．７μΩｃｍと極めて低い比抵抗値となり、極めて良好な導電性金属薄膜が得られた。
【００４２】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明により製造された電子デバイスの一実施例を示す拡大模式断面図である。
【図２】本発明により製造された電子デバイスの一実施例を示す拡大模式断面図である。
【図３】本発明により製造された電子デバイスの一実施例を示す拡大模式断面図である。
【図４】本発明により製造された電子デバイスの一実施例を示す拡大模式断面図である。
【００４４】
１．金属元素単体および／または金属元素化合物層
２．基体
３．保護層
４．プライマー層（下塗り層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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