(57)【要約】  基材に導電性トレースを形成するための導電性ペーストが提供される。導電性ペーストは、ビヒクル及び導電性材料を含む。ビヒクルは、樹脂、可塑剤、及び樹脂を溶解する溶媒を含む。基材への塗布後、導電性ペーストはペーストからの溶媒の蒸発によって環境温度において硬化し、これによって基材に導電性トレースが形成される。導電性トレースは硬化剤を必要とせず、基材への塗布から数分以内に低抵抗に達する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀粒子を含む６０〜９０質量％の導電性材料と、
１０〜３０質量％のバインダ系と、を含み、
１００質量％の前記バインダ系が、
ポリビニルブチラールを含む１０〜２０質量％の熱可塑性ポリマー樹脂と、
ビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールを含む５〜２０質量％の可塑剤と、
６０〜８５質量％の溶媒と、を含み、
前記熱可塑性ポリマー樹脂が前記溶媒に溶解され、
可塑剤の量に対する熱可塑性ポリマー樹脂の量の質量比が１．２５〜１．７５であり、
前記導電性ペーストが、関連付けられた基材に塗布されると、０．５〜１質量％の前記溶媒が環境温度において５分以内に導電性ペーストから蒸発する、
鉛、カドミウム、及びフタラートフリーの導電性ペースト。
【請求項２】
０．５〜１．５質量％のチキソトロープ剤をさらに含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
０．０５〜０．１５質量％の消泡剤をさらに含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
０．０５〜１質量％のゲル化剤をさらに含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項５】
前記ゲル化剤はジベンジリデンソルビトールを含む、請求項４に記載の導電性ペースト。
【請求項６】
前記溶媒がイソプロピルアルコールと変性エチルアルコールの混合物を含む、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項７】
前記溶媒は、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の０．５倍未満の蒸発速度を有する第１の溶媒と、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の２倍を超える蒸発速度を有する第２の溶媒と、の混合物である、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項８】
前記第１の溶媒がジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルであり、
前記第２の溶媒がイソプロピルアルコールである、請求項７に記載の導電性ペースト。
【請求項９】
前記溶媒がｎ−ブタノールである、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項１０】
基材に可撓性導電性トレースを形成する方法であって、
（ａ）６０〜９０質量％の導電性材料と、１０〜３０質量％のバインダ系と、を含む、鉛、カドミウム、及びフタラートフリーの導電性ペーストを提供する工程であって、
１００質量％の前記バインダ系が、１０〜２０質量％の熱可塑性ポリマー樹脂と、５〜２０質量％の可塑剤と、６０〜８５質量％の溶媒と、を含み、
前記熱可塑性ポリマー樹脂が前記溶媒に溶解され、
可塑剤の量に対する熱可塑性ポリマー樹脂の量の質量比が１．２５〜１．７５である工程と、
（ｂ）基材に所定パターンで前記導電性ペーストを塗布する工程と、
（ｃ）環境温度において前記導電性ペーストから前記溶媒を蒸発させることによって前記導電性ペーストを硬化させ、これにより前記基材に前記可撓性導電性トレースを形成する工程と、
０．５〜１質量％の前記溶媒が、前記基材へ前記導電性ペーストを塗布した後、５分以内に前記導電性ペーストから蒸発し、
導電性ペーストの前記所定パターンが、前記基材への塗布後１分以内に１．００×１０４オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成し、前記基材への塗布後５分以内に１オーム未満の電気抵抗を達成する、方法。
【請求項１１】
前記バインダ系が、
１２．５〜１７．５質量％の前記ポリマー樹脂と、
８〜１０質量％の前記可塑剤と、
７０〜７５質量％の前記溶媒と、を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記導電性ペーストが０．０５〜０．１５質量％の消泡剤をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記導電性ペーストが０．５〜１．５質量％のチキソトロープ剤をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記導電性ペーストが０．０５〜１質量％のゲル化剤をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマー樹脂がポリビニルブチラールを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記可塑剤がビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記溶媒が、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の０．５倍未満の蒸発速度を有する第１の溶媒と、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の２倍を超える蒸発速度を有する第２の溶媒と、の混合物である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の溶媒がジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルであり、
前記第２の溶媒がイソプロピルアルコールである、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記溶媒がｎ−ブタノールを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項２０】
前記導電性ペーストが、シリンジ堆積、デジタル印刷、スクリーン印刷、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される１つによって前記基材に塗布される、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、ポリマー導電性ペースト、導電性トレース（conductive traces）、及び関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基材上に導電性トレースを形成するための、銀薄片（silver flakes）を含む導電性ペーストが知られている。これらの材料は、広範な基材及び装置と親和性があり、ＲＦＩＤ用途又は他の電子装置において最も一般的に使用されている。
【０００３】
様々な導電性ペースト処方がガラスフリットを含む。これらのガラスフリット導電性ペーストは、基材へ塗布された後に、ペーストからいずれかの揮発性成分を除去すると共に、ガラスフリットを焼結するための焼成工程を必ず必要とする。したがって、これらの導電性トレースの生産には、焼成炉、ガラス焼きなまし炉（lehr）、又はキルン（kiln）等の特別な加熱装置を必ず必要とし、必要なガラスフリット焼結工程のために生産時間がより長くなってしまう。さらに、これらのペーストは、一般的に、曲げによって損傷を受けやすい又は劣化しやすい堅い導電性トレースとなってしまう。
【０００４】
他の種類の導電性ペースト処方は、ポリマー導電性ペースト（polymer conductive pastes）として知られ、一般的に、導電性材料を多量に添加された硬化性ポリマー（curable polymer）を含む。ポリマー導電性ペーストは基材に塗布され、ポリマーは、放射（例えば紫外線）によって、触媒作用によって、又は高温での熱的作用によって硬化される。このような処理は、ポリマーの硬化を完了させるために一定の時間を必ず必要とするので、このような導電性トレースを含む完成された回路が完全な機能性を得るときを遅延させ、これにより、このような回路を含む電子装置のプログラミング又は使用を遅延させる。触媒作用によって硬化されるペースト処方は、ペーストへの硬化触媒の添加によって、限られたポットライフ（pot life）を有するので、全バッチがペースト硬化前の所定の時間内に使用される必要があり、さもなければバッチの未使用部分が無駄となってしまうだろう。熱的硬化プロセスは、高温によって悪影響を受けない基材を必ず必要とするので、これらの用途に使用可能な基材の種類を限定してしまう。
【０００５】
したがって、これまでの処方の欠点に対処する改善された導電性ペースト処方の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
これまで知られていた系に関する困難性及び欠点は、本組成、方法、及び組立体において対処される。
【０００７】
非常に短い時間で電気的伝導性を得ることが可能なポリマー銀導電体（polymer silver conductor）への増大する需要が存在する。また、材料を加熱する必要なく、すなわち環境温度（ambient temperature）で、硬化して、高可撓性のフィルムが得られる、これらの材料の必要性も存在する。本発明は、基材に容易に塗布され、環境温度で迅速な電気的導電性を達成し、高可塑化された樹脂系を用いて蒸発性硬化プロセス（evaporative curing process）によって可撓性導電性トレースを製造するポリマー導電性ペーストからなる。
【０００８】
本導電性ペーストは、硬化剤を必要としない、すなわち、放射（例えば紫外線）でペーストを照射すること、硬化触媒を組成物に導入すること、又は環境温度よりも高い高温にペーストをさらすことを必要としない。一実施形態において、導電性トレースを形成する方法は、硬化剤を使用してペーストを硬化することを含まない。
【０００９】
一側面において、本主題は、鉛、カドミウム及びフタラート（phthalate）フリーの導電性ペーストを提供する。ペーストは、約５〜３５質量％のバインダ系、約６０〜９０質量％の導電性材料、及び約０．０５〜０．１５質量％の消泡剤を含む。バインダ系は、ポリマー樹脂、可塑剤、及び溶媒を含む。ポリマー樹脂は、溶媒に溶解される。可塑剤の量に対するポリマー樹脂の量の質量比は、約１．２５〜約１．７５である。溶媒は、関連基材に導電性ペーストを塗布した後、環境温度において、最初の５分で約０．５〜１質量％の速度で蒸発する。導電性ペーストは、基材への導電性ペーストの塗布から１分以内で所定パターンにおいて１．００×１０４オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成し、基材への導電性ペーストの塗布から５分以内で所定パターンにおいて１オーム未満の電気抵抗を達成し、これによって環境温度において可撓性導電性トレースを形成する。
【００１０】
別の側面において、本主題は、導電性トレースを形成する方法を提供する。当該方法は、約５〜３５質量％のバインダ系、約６０〜９０質量％の導電性材料、及び約０．０５〜０．１５質量％の消泡剤を含む導電性ペーストを提供する工程を含む。バインダ系は、溶媒に溶解されたポリマー樹脂及び可塑剤を含む。可塑剤の量に対するポリマー樹脂の量の質量比は、約１．２５〜約１．７５である。当該方法は、基材に導電性ペーストを所定のパターンに塗布する工程、及び導電性ペーストから溶媒を蒸発させることによって環境温度において導電性ペーストを硬化させ、これによって基材上に可撓性導電性トレースを形成する工程を含む。溶媒は、基材への導電性ペーストの塗布後、環境温度において、最初の５分で約０．５〜１質量％の速度で蒸発する。可撓性導電性トレースは、基材への塗布から１分以内で所定パターンにおいて１．００×１０４オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成し、環境温度において基材への塗布から５分以内で所定パターンにおいて１オーム未満の電気抵抗を達成する。
【００１１】
理解されるように、本書に記載された主題は、他の及び異なる実施形態を可能とし、そのいくつかの詳細は、特許請求された主題から逸脱することなくすべて、様々な点で変更することができる。したがって、図面及び明細書は、例示とみなされるべきものであり、限定とみなされるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本主題による実施例の導電性ペーストの、時間に対する抵抗についての記録データのグラフである。
【図２】図２は、本主題による実施例の導電性ペーストの、時間に対する抵抗についての記録データのグラフである。
【図３】図３は、本主題による実施例の導電性ペーストの、時間に対する蒸発速度についての記録データのグラフである。
【図４】図４は、本主題による実施例の導電性ペースト及び比較例の導電性ペーストの、時間に対する粘度上昇曲線（viscosity up curve）についての記録データのグラフである。
【図５】図５は、本主題による実施例の導電性ペースト及び比較例の導電性ペーストの、時間に対する粘度下降曲線（viscosity down curve）についての記録データのグラフである。
【図６】図６は、折り曲げられた基材上で硬化された本主題による導電性材料層の写真である。
【図７】図７は、折り曲げられた基材上で硬化された本主題による別の導電性材料層の写真である。
【図８】図８は、折り曲げられた基材上で硬化された本主題によるさらに別の導電性材料層の写真である。
【図９】図９は、折り曲げられた基材上で硬化された、可塑剤無しの導電性材料層の写真である。
【図１０】図１０は、本主題による実施例及び比較例の導電性ペーストの、時間に対する抵抗についての記録データのグラフである。
【図１１】図１１は、本主題による実施例の導電性ペーストの、時間に対する粘度上昇曲線及び下降曲線についての記録データのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本書に記載された主題は、環境温度において導電性トレースを形成する導電性ペースト系を提供する。当該系は、硬化剤（すなわち、放射、触媒、熱）、導電性ペーストの焼結、又は特別な保管もしくは輸送要件を必要としない。当該系は、延長された貯蔵寿命（shelf life）及びポットライフを提供すると共に、ＲＥＡＣＨ及びＲＯＨＳ規則に適合する。
【００１４】
本主題は、導電性トレースを形成するのに使用される導電性ペースト組成物及び処方に関する。本発明導電性ペーストは、有意な量の可塑剤に加えて、導電性材料、及び溶媒に溶解された熱可塑性ポリマーを含むビヒクルを含む。消泡剤、及びゲル化剤が、所定のパターンで基材に塗布される処方物に添加することができる。ペーストが基材に塗布された後、熱可塑性ポリマーは、溶媒の蒸発によって硬化され、これにより、低い電気的抵抗率を有する可撓性導電性トレースが得られる。いくつかの実施形態において、溶媒の蒸発は、環境温度（例えば、室温、約２３℃）でなされる。
【００１５】
溶媒の量及び蒸発速度は、導電性ペーストが導電性トレースへと速く展開するように調整される。急速に硬化する導電性ペーストは、硬化により、電子装置における電子回路に使用される際に、ほとんど即時の電気的伝導性を達成する導電性トレースを提供する。本発明は、このような導電性トレースを含む電気的（electrical）／電気（electric）／電子（electronic）装置を提供し、このような装置において、装置組み立て直後に電子装置の認識、電子回路を利用する電子装置の迅速なプログラミング、このような電子装置の製造時間の短縮、及びこのような装置の生産高の対応増加を可能にする。
【００１６】
本発明のある側面は、本書に記載された導電性ペーストを使用して形成された最終的な導電性トレースを提供し、導電性トレースは柔軟であり、電気的伝導性をなお保持しながらも、曲げ（bending）、ねじれ（twisting）、及びたわみ（flexing）に耐えることができる。このような導電性トレースは柔軟であり、本発明のペーストが３５〜１００μｍの被覆厚さでスクリーン印刷によって塗布され、０．３５ｍｍの厚さを有する真鍮板（brass sheet）に硬化され、真鍮板が折り曲げられたとき、導電性トレースは１００倍の倍率で観察しても応力亀裂（stress cracking）を示さない。一実施形態において、導電性トレースは、は、ＡＳＴＭ  Ｄ７９０−５９Ｔによる測定で約１〜４×１０３ｐｓｉの弾性係数を有する。これらの可撓性導電性トレースの一用途は、ワイヤレストランザクション及び本人確認（identity verification）に使用されるデュアルインターフェイス（Dual Interface）又は「コンビ（Combi）」カードである。
【００１７】
本発明によれば、基材に電気伝導体パターン又は回路を形成する方法が提供される。当該方法は、基材に所定パターンの本発明の導電性ペーストを塗布する工程と、環境温度（例えば約２３℃）で導電性ペーストを硬化する工程と、を含む。本プロセスによって形成された導電体は、既存の導電性ポリマーペーストに対する実質的な改善を提供することが判明された。他の種類の導電性ペーストに存在する前述の不利益がほとんど存在しておらず、本発明のプロセスは、様々な種類の基材への導電体の形成に適している。
【００１８】
別に記載のない限り、本書に開示されたすべての組成割合は質量パーセントであり、硬化／固化（curing/hardening）前の混合物について与えられる。下端にゼロで境界付けされた酸化物又は他の成分の数値範囲（例えば、０〜７質量％）は、成分の「［上限］まで」というコンセプトについてのサポートを提供することが意図されている。例えば、「０〜７質量％のＳｒＯ」は、「ＳｒＯ７質量％まで」についてのサポートに加えて、ＳｒＯがある量、例えば０．０１質量％又は０．１質量％、で、上限を超えない量で存在していることの積極的な記載（positive recitation）を提供することを意図している。後者の例は、「量が１０質量％を超えない条件で、ＳｒＯを含む」である。
【００１９】
本書に開示されたすべての範囲は、始めと終わりの範囲の数値並びに、その中のいずれかの及びすべてのサブレンジを包含すると理解されるべきである。例えば、「７質量％〜１７質量％」の所定範囲は、最小値７及び最大値１７（を含めて）の間のいずれかの及びすべてのサブレンジ；すなわち、最小値７以上で始まり、最大値１７以下で終わるすべてのサブレンジ、例えば、７．０〜８．７、９．３〜１２．９、１１．７〜１７等、を含むとみなされるべきである。
【００２０】
溶媒を蒸発させることによる硬化／固化前の、導電性ペーストは、約４０〜９８質量％（ｗｔ％）、約５０〜９５ｗｔ％、約６５〜９５ｗｔ％、約６０〜９０ｗｔ％、約７０〜８５ｗｔ％、又は約８０〜８５ｗｔ％の、銀粒子（例えばフレーク）を含むことができる導電性材料と；約２〜６０ｗｔ％、約５〜５０ｗｔ％、約５〜３５ｗｔ％、約１０〜３０ｗｔ％、約１５〜３０ｗｔ％、又は約１５〜２０ｗｔ％のビヒクルと、を含有することができる。
【００２１】
導電性ペースト、硬化した導電性トレース、及び関連方法のいくつかの詳細は、本書においてより詳細に記載される。
【００２２】
［ビヒクル（vehicle）］
本主題の導電性ペーストは、ポリマー樹脂、可塑剤、及び１つ又は複数の溶媒を含有するビヒクル（本書において「バインダ系」とも称する）を含む。ビヒクルは、基材に導電性材料を付与するために使用され、溶媒の揮発後、基材上に導電性トレースを形成するために基材に導電性材料を固定／接合する。トレースの電気伝導性は、導電性材料、例えばビヒクルに添加された銀薄片によって提供される。ポリマー樹脂は、溶媒に溶解され、これにより、公知の液体塗布技術により基材に塗布可能な液体ビヒクルが規定される。ビヒクルの粘度、硬化速度、及び他の特徴は、特定の用途に適するように調整することができる。
【００２３】
［樹脂］
本発明の導電性ペーストは、溶媒に溶解可能であり、基材に塗布後導電性ペーストからの溶媒の蒸発により環境温度で硬化可能な熱可塑性樹脂を利用する。
【００２４】
熱可塑性樹脂は、本主題によって特に限定されず、アセチレンアクリレートエステル、アクリル、アクリロニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、アルキルビニルエステル、アリールスルホン酸、ブタジエン、三酢酸セルロース、クロロプレン、エチレンフタルアミド、ホルムアルデヒド、イソブテン、イソプレン炭化水素、無水マレイン酸、メタクリル酸エステル、ナイロン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリベンゾイミダゾール、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオキシド、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、１，４−フェニレンエチレン、フェニレンスルホン、フェニルグリシジルエーテル、ピロメリトイミド、ポリプロピレン、プロピレンオキシド、ポリシロキサン、ポリスチレン、チオフェニレン、尿素、ポリウレタン、ポリビニルアセタール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルカルバゾール、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン、フェノキシ樹脂、及びポリビニルブチラール（ＰＶＢ）のうちの１つ又は複数のホモポリマー、コポリマー、又は物理的混合物を含むことができる。
【００２５】
いくつかの実施形態において、樹脂は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を含む。一側面において、樹脂はＰＶＢからなる。ポリビニルブチラールは、ビニルブチラール、ビニルアルコール、及び酢酸ビニルのアモルファスランダムコポリマーである。市販のＰＶＢは、おおよそ、１０〜２０％のビニルアルコール、０．１〜３％の酢酸ビニル、及び７５〜９０％のビニルブチラールユニットを含む。
【００２６】
ＰＶＢは、約１００，０００〜約１，５００，０００ダルトン（Ｄａ）、例えば約１５０，０００〜約５００，０００Ｄａ、及び約２００，０００〜約４００，０００Ｄａ、又は約４００，０００〜約１，２５０，０００Ｄａ、及び約５００，０００〜約１，０００，０００、の重量平均分子量（Ｍｗ）を有することができる。ＰＶＢのＴｇは、例えば、約６０℃〜約１００℃であり、例えば、約６０℃〜約８５℃又は約６２℃〜約７８℃、である。
【００２７】
好適なＰＶＢ樹脂は、ブトバール（Butvar）（登録商標）Ｂ−９８及びＢ−７６を含む、イーストマンケミカル社（Eastman Chemical Company）から入手可能な樹脂のブトバール（登録商標）系列のものを含む。好適なＰＶＢの他の例には、例えば、商品名モビタール（MOWITAL）（クラレアメリカ（Kuraray America））、Ｓ−ＬＥＣ（積水化学工業社）及びピオロフォーム（PIOLOFORM）（ワッカーケミカル社（Wacker Chemical Company））で製造されているポリマーが含まれる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、樹脂はフェノキシ樹脂を含む。一側面において、樹脂はフェノキシ樹脂からなる。フェノキシ樹脂は、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンの熱可塑性共重合体である。フェノキシ樹脂は、約２５，０００〜約２５０，０００ダルトン（Ｄａ）、例えば約３０，０００〜約２００，０００Ｄａ、及び約４０，０００〜約１００，０００Ｄａ、又は約５０，０００〜約６０，０００Ｄａ、の重量平均分子量（Ｍｗ）を有することができる。フェノキシ樹脂のＴｇは、例えば、約６０℃〜約１５０℃であり、例えば、約７０℃〜約１２０℃又は約９０℃〜約１００℃、である。好適なフェノキシ樹脂には、ガブリエルパフォーマンスプロダクツ社（Gabriel Performance Products, Inc）から入手可能な樹脂のＰＫＨＨ系列における固体ペレットが含まれる。
【００２９】
１００質量％（ｗｔ％）のビヒクルのうち、ポリマー樹脂は、約５〜３０ｗｔ％、約７．５〜２５ｗｔ％、約１０〜２０ｗｔ％、又は約１２．５〜１７．５ｗｔ％の量で含まれることができる。ポリマー樹脂は、約０．２５〜１０．５ｗｔ％、約０．７５〜７ｗｔ％、約１．２５〜５ｗｔ％、又は約１．５〜３ｗｔ％の量で導電性ペースト中に含まれることができる。
【００３０】
［可塑剤（Plasticizer）］
ビヒクルは、導電性ペースト全体において使用されるポリマー樹脂をより少なくすることを可能にする可塑剤を含む。導電性ペースト中のポリマー樹脂の量が減少すると、トレースがより速く低電気抵抗に到達することが可能となり、さらに、応力亀裂に対して耐える可撓性トレースも提供する。一実施形態において、可塑剤の量に対するポリマー樹脂の量の質量比は、約１〜２、又は１．２５〜１．７５、又は約１．４〜１．６、又は約１．５である。
【００３１】
可塑剤は、ビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコール（triethylene glycol bis(2-etthylhexanoate)）、ジ−ｎ−ヘキサン酸ジエチレングリコール、ジ−ｎ−ヘキサン酸トリエチレングリコール、ジ−２−メチル吉草酸トリエチレングリコール、ジ−２−エチル酪酸ペンタエチレングリコール、トリエチレングリコール−ジ−２−エチルブチレート、セバシン酸ジブチル、テトラエチレングリコール−ジ−ヘプタノアート、ジ（プロピレングリコール）ジベンゾアート、カプリン酸カプリル酸トリエチレングリコール、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジオクチル、アジピン酸ベンジルオクチル、アジピン酸ベンジルヘキシル、アジピン酸ベンジルブチル、アジピン酸ベンジルデシル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジ−ｎ−ペンチル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘキシル、アジピン酸ジ−ｎ−ヘプチル、アジピン酸ジ−ｎ−オクチル、ジ−２−エチル酪酸ジエチレングリコール、ジ−２−エチル酪酸トリエチレングリコール、ジ−２−エチル酪酸テトラエチレングリコール、亜麻仁油、クエン酸トリブチル、フタル酸アルキルベンジル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジアルキル、フタル酸ジオクチル、リシノール酸ブチル、トルエンスルホンアミド、ｎ−エチルトルエンスルホンアミド、リン酸２−エチルヘキシルジフェニル、リン酸イソデシルジフェニル、リン酸ｔｅｒｔ−ブチルフェニルジフェニル、トリアリールリン酸エステル混合物、リン酸トリクレシル、リン酸トリクレシル、ポリオキシエチレンアリールエーテル、ひまし油、水添ロジン酸メチル、又はこれらの組み合わせのうちの１つ又は複数とすることができる。
【００３２】
一実施形態において、可塑剤は、ビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールを含む。一側面において、可塑剤は、ビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールからなる。好適な可塑剤は、イーストマンケミカル社から入手可能なソルソルブ（Solusolv）Ｓ−２０７５；ＯＸＥＡ社から入手可能なオックスソフト（Oxsoft）３Ｇ８；及びホールスター社（The Hallstar Company）から入手可能なプラストホール（Plasthall）４１４１を含む。可塑剤は、溶媒の導入前、導入中、又は導入後に、ポリマー樹脂と混合することができる。
【００３３】
可塑剤は、約４〜２０ｗｔ％、約５〜２０ｗｔ％、約５〜１５ｗｔ％、約６．５〜１３．５ｗｔ％、又は約８〜１０ｗｔ％の量でビヒクル中に含まれることができる。可塑剤は、約０．２〜７ｗｔ％、約０．５〜５ｗｔ％、約０．８〜３ｗｔ％、又は約１〜２ｗｔ％の量で導電性ペースト中に含まれることができる。
【００３４】
［溶媒］
ビヒクルは、ポリマー樹脂を溶解すると共に、基材へ導電性材料を付与するための液体ビヒクルを提供する１つ又は複数の溶媒を含む。溶媒は、導電性ペーストのバッチが急速に硬化しすぎず、十分に長いポットライフを有するように十分にゆっくりであるが、基材への塗布後に溶媒がペーストからすぐに蒸発して低抵抗に到達するように十分に速い、特定の蒸発速度を有するように選択される。一実施形態において、溶媒は、関連基材への導電性ペーストの塗布後、環境温度において５分あたり約０．１〜５ｗｔ％、又は０．２〜１．５ｗｔ％、又は０．５〜１ｗｔ％で蒸発する。一側面において、このような溶媒蒸発により、基材への導電性ペーストの塗布から１分以内で所定パターンにおいて１．００×１０４オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成し、これにより可撓性導電性トレースを形成する導電性ペーストが得られることになる。別の実施形態において、導電性ペーストは、基材への導電性ペーストの塗布から５分以内で所定パターンにおいて１オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成する。
【００３５】
ポリマー樹脂及び可塑剤は、一般的に、機械的混合によって１つ又は複数の有機溶媒に添加され、これによりビヒクルを形成する。溶媒は、本主題によって特に限定されない。いくつかの実施形態において、１つ又は複数の溶媒は、ポリマー樹脂を溶解することができ、ポリマー溶液の形態のビヒクルを提供することができる。
【００３６】
溶媒は、熱可塑性樹脂を溶解し、基材への導電性ペーストの塗布に続いて、環境温度で迅速に蒸発することができる単一の溶媒又は溶媒の混合物とすることができる。溶媒は、エステル系溶媒、ケトン系溶媒、グリコールエーテル系溶媒、脂肪族溶媒、芳香族溶媒、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、等であることができる。
【００３７】
好適な溶媒は、例えば、酢酸（例えば氷状）、アセトン、ｎ−ブタノール、２−ブトキシエタノール、酢酸ｎ−ブチル、ｎ−ブチルアルコール、プロピオン酸ｎ−ブチル、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、ジメチルエステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸エチル（例えば８５％又は９５％）、エチルアルコール（例えば、９５％、変性、又は無水）、二塩化エチレン、エチレングリコールモノブチルエーテル、イソホロン、酢酸イソプロピル、イソプロピルアルコール（例えば、９５％又は無水）、酢酸メチル、メチルアルコール、メチルアミルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルプロピルケトン、塩化メチレン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ナフサ（軽溶媒）、プロピオン酸プロピル、二塩化プロピレン、テトラクロロエチレン、テトラヒドロフラン、トルエン、１，１，１−トリクロロエタン、キシレン、及びこれらの組み合わせ（例えば、トルエン：エチルアルコール、９５％（質量比６０：４０））を含む。
【００３８】
一実施形態において、溶媒は、イソプロピルアルコールと変性エチルアルコールの混合物を含む。
【００３９】
特に記載のない限り、特定の溶媒又は溶媒の混合物の記載された蒸発速度は、１で確立されている酢酸ｎ−ブチルの標準の約２５℃における蒸発速度に対する値である。実施形態において、溶媒は、約２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の０．５倍未満の蒸発速度を有する第１の溶媒と、約２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の２倍を超える蒸発速度を有する第２の溶媒との混合物を含む。この２つの共溶媒の添加−遅い蒸発速度を有するもの−によって、ペースト粘度を低下させて、基材に対する堆積（deposition）制御及びペースト移動を高めることができる。一側面において、溶媒は、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテル及びイソプロピルアルコールの混合物を含む。導電性ペーストが環境温度で硬化するとき、第２の溶媒（すなわち、より速い蒸発）の量に対する第１の溶媒（すなわち、より遅い蒸発）の量の比は、約１〜９９、約１〜１５、又は約１〜１０とすることができる。
【００４０】
さらに別の実施形態において、溶媒は、０．５未満の蒸発速度を有する。本実施形態の一側面において、溶媒はｎ−ブタノールを含む。別の側面において、溶媒はジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルを含む。
【００４１】
１つ又は複数の溶媒は、約５５〜９０ｗｔ％、約６０〜８５ｗｔ％、約６５〜８５ｗｔ％、又は約７０〜７５ｗｔ％の量でビヒクル中に含まれることができる。１つ又は複数の溶媒は、約２．７５〜３１．５ｗｔ％、約５〜３１ｗｔ％、約７．２５〜３０．５ｗｔ％、又は約１０〜３０ｗｔ％の量で導電性ペースト中に含まれることができる。
【００４２】
［導電性材料］
本主題によれば、導電性材料はビヒクルと混合され、基材の表面に付与され、接合される。導電性材料は、液体ビヒクルと物理的に混合され、ビヒクル内で導電性材料の実質的に複数成分の混合物を創出することができる。導電性材料は、完全に形成された導電性トレースにおいて十分なレベルの導電性を提供するように、ある添加量で含まれる。
【００４３】
導電性材料は、本主題によって特に限定されず、例えば、粒状形態のいずれかの導電性材料を含むことができ、粒子は、例えば、０．００５〜１００ミクロン（μｍ）、例えば０．０１〜１０μｍ又は０．２〜１０μｍ、の平均径を有する。異なる平均粒子径を有する２以上の粒子群を使用することができる。粒子は、例えば、薄片（フレーク）形状、棒状（ロッド）、錐状（コーン）、球状、板状、又は針状形状等のいずれかの形状を有することができ、例えば、約１０〜１、例えば少なくとも約５〜１、のアスペクト比を有することができる。一実施形態において、導電性材料は、２次元形状、例えば薄片形状、である。
【００４４】
導電性材料は、１つ又は複数の導電性金属、金属合金、又は金属の混合物を含むことができる。好適な導電性材料は、例えば、金、銀、ニッケル、インジウム、亜鉛、チタン、銅、クロム、タンタル、タングステン、白金、パラジウム、鉄、コバルト、及びこれらの合金又は組み合わせ等の金属を含むことができる。導電性材料は、前述の金属又は合金のうちの１つ又は複数で被覆又はめっきされた基体又は基材材料、例えば、銀メッキされた銅薄片又は銀メッキされたポリマー微粒子（マイクロスフィア）、であってもよい。一実施形態において、導電性材料は、銀又は銀メッキ材を含む。０．００５〜１０ミクロン、例えば０．０２〜１０ミクロン、の平均粒子径を有する銀薄片を使用することができる。
【００４５】
導電性材料は、約４０〜９５ｗｔ％、約６０〜９０ｗｔ％、８０〜９０ｗｔ％、又は約８０〜８５ｗｔ％の量で導電性ペースト中に存在することができる。一実施形態において、銀粒子の表面積／質量比は、０．１〜１．０ｍ２／ｇの範囲にある。
【００４６】
［ゲル化剤］
いくつかの実施形態において、ゲル化剤は、導電性ペーストに含まれ、機械的混合によってビヒクルに添加することができる。ゲル化剤は、ペースト用の安定助剤として含まれ、ペーストの材料分離を排除し、異成分混合物としてのペーストを維持する。ゲル化剤は、導電性ペーストの粘度を高めるためにも使用される。さらに、ゲル化剤は、ポリマー樹脂に対して可塑剤の量が多いときに生じ得る滲出（exudation）を抑制することができる。
【００４７】
ゲル化剤は、本主題によって特に限定されず、例えば、天然ガム、デンプン、ペクチン、寒天、アラビアゴム、グアーゴム、ゼラチン、カラギーナン、ローカストビーンガム、ジベンジリデンソルビトール、アラビアゴム、アルギン酸、ベントナイト、カルボマー、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、ポロキサマー、ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、トラガカントゴム、キサンタンガム、ローカストビーンガム（ceratonia siliqua gum）、ポリグリセリル−１０、ベヘン酸塩、エイコサン二酸塩、マンニトール、ソルビトール等の糖又は糖誘導アルコール、デンプン及びデンプン誘導体、微結晶セルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース等のセルロース誘導体、アタパルジャイト、ベントナイト、デキストリン、アルギン酸塩、トラガカントゴム、カオリン、レシチン、カーボポール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、二酸化ケイ素、界面活性剤、界面活性剤／湿潤剤混合系、乳化剤、他のポリマー材料、並びにこれらの組み合わせを含むことができる。
【００４８】
ある実施形態において、ゲル化剤は、ジベンジリデンソルビトールを含む。ゲル化剤は、約０．０２〜１．５ｗｔ％、又は約０．０５〜１ｗｔ％、又は約０．１〜０．９ｗｔ％の量で導電性ペースト中に含まれることができる。
【００４９】
［消泡剤］
本主題によれば、消泡剤は、導電性ペーストに含まれ、機械的混合によってビヒクルに添加することができる。消泡剤は、ペースト中の気泡の存在から生じる空洞又は包含（inclusions）が、硬化した導電性トレース中に形成されることを防止するために含まれる。
【００５０】
消泡剤は、油系消泡剤、粉末消泡剤、水系消泡剤、シリコーン系消泡剤、ＥＯ／ＰＯ消泡剤、及び／又はポリアクリル酸アルキル消泡剤を含むことができる。消泡剤は、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アジピン酸ジエチルヘキシル、ポリメタクリレート、ポリビニルアクリレート及びこれらの混合物のうちの１つ又は複数を含むことができる。
【００５１】
ある実施形態において、消泡剤は、約５０〜１００ｗｔ％の軽芳香族溶媒ナフサ（石油）、約０．２５〜０．５ｗｔ％の２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、及び約５〜７ｗｔ％の酢酸２−メトキシ−１−メチルエチルの混合物を含むシリコンフリー型消泡剤を含む。好適な消泡剤の例は、ＢＹＫ添加剤＆測定機器（BYK Additives and Instruments）から入手可能なＢＹＫ−Ａ５０１である。
【００５２】
消泡剤は、約０．０１〜２ｗｔ％、又は約０．０５〜１５ｗｔ％、又は約０．０７〜０．１ｗｔ％の量で導電性ペースト中に含まれることができる。
【００５３】
［添加剤］
導電性ペーストは、ペーストの又は最終的な硬化トレースのある特性を調整するために任意の添加剤を含むことができる。添加剤は、本主題によって特に限定されず、特定の用途に適するようないずれかの添加剤を含むことができる。ペーストに含まれるべき添加剤は、所望の塗布方法、ペースト又はトレースの所望の特徴等に依存して変わるだろう。
【００５４】
好適な添加剤は、特定の用途に適するような、例えば、チキソトロープ剤（thixotrope）、本書に記載の溶媒と同一又は異なる追加溶媒、着色剤、バインダ、潤滑剤、分散剤、レベリング剤（leveling agent）、帯電防止剤、酸化防止剤、充填剤、及びキレート剤を含むことができる。添加剤は、導電性ペーストの約２０ｗｔ％以下又はそれ以上含まれることができる。
【００５５】
１つの例示的実施形態において、チキソトロープ剤は、約０．５〜１．５ｗｔ％、又は約０．７〜１．０ｗｔ％含まれる。チキソトロープ剤は、特に限定されず、例えば、有機的変性ひまし油誘導体を含むことができる。本発明での使用に好適なチキソトロープ剤は、エレメンティススペシャリティズ（Elementis Specialties）から入手可能なチキサトロール（Thixatrol）ＳＴである。
【００５６】
［基材及び方法］
導電性ペーストは、一般的に、基材に堆積され、環境温度で硬化され、基材上に可撓性導電性トレースを形成する。基材は特に限定されず、導電性トレースを形成するのに望ましいいずれかの構造を備えることができる。基材は、プラスチックシートと、その上に堆積された任意の金属層又は絶縁層との組み合わせで構成される複合材料のシート又は層を備えることができる。
【００５７】
導電性ペーストの堆積は、例えば、シリンジ堆積（syringe deposition）、デジタル印刷、スクリーン印刷、ステンシル印刷、スピンコーティング、ブレードコーティング、ロッドコーティング、ディップコーティング、リソグラフィオフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、（マイクロコンタクト印刷等の）スタンプ印刷、又は他の従来の被覆技法を含む、いずれかの公知の液体堆積方法によって行うことができる。一実施形態において、シリンジ堆積が使用される。本実施形態の一側面において、溶媒は、ｎ−ブタノールであり、このような堆積方法に適したペーストを作製することができる蒸発速度０．４であるので使用される。
【００５８】
導電性ペーストの堆積質量は、本主題によって特に限定されず、堆積質量が大きくなると、トレースが硬化して所望の低抵抗に達するのに要する時間が長くなるが、堆積質量が小さくなると、トレースが硬化して所望の低抵抗に達するのに要する時間が短くなるだろう。
【００５９】
一般的に、導電性ペーストは、環境温度（例えば、約１５〜３０℃、又は約２０〜２５℃、又は約２３℃）で液体とすることができので、加熱を要することなく、環境温度で塗布及び硬化することができる。さらに、導電性ペーストは、溶媒を除去してペーストを硬化／固化し、導電性トレースを形成するために加熱を必要としない。加熱は必要とされないが、本主題は、ペーストを調製する、ペーストを基材に塗布する、又は基材に塗布した後、ペーストが導電性トレースを形成するようにより早く溶媒を除去しポリマーを硬化させるために、赤外（「ＩＲ」）放射、レーザビーム、フラッシュライト、マイクロ波放射、対流式オーブン、ＵＶ放射、又はこれらの組み合わせ等による加熱が使用される場面を考慮する。
【００６０】
導電性ペーストのいくつかの層は、印刷及び乾燥することができる。導電性ペーストは、好ましくは、粘度が１ｒｐｍ及びせん断速度３．８４ｓ−１において約１０〜５０Ｐａ・ｓであるレオロジーを示すことができる。ペーストは塗布においてずり減粘される（be shear thinned）が、その後、せん断の除去により粘度が回復し、基材に安定なパターンを形成することができる。
【００６１】
導電性ペーストは、いずれかの好適な方法で作製することができる。方法の一例は、まず、溶媒にポリマー樹脂及び可塑剤を溶解させることであり、ビヒクルを形成するために加熱及び／又は撹拌の使用を伴うこともできる。次に、導電性材料をビヒクルに添加することができる。熱及び／又は撹拌は、導電性材料の添加の間与えることができる。本書に開示された他の成分もビヒクルに添加することができる。
【００６２】
導電性インクが置かれる基材は、例えば、シリコン、ガラス、金属、セラミック、プラスチック、布、又は紙を含む、いずれの好適な基材とすることができる。構造的に可撓性のある装置においては、例えばポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミドシート等のプラスチック基材を使用することができる。
【００６３】
基材への塗布後、パターン化された堆積ペースト（deposited paste）は硬化工程を受ける。硬化工程は、実質的にすべてのインク溶媒を除去し、インクを基材に強固に付着させる工程である。本開示における硬化は、ポリマー樹脂の架橋又は他の変換を必要とせず、硬化工程が完了したときに溶媒が本質的に蒸発するように、環境温度において行われる。
【００６４】
実質的にすべての溶媒の除去は、溶媒の＞９０％が系から除去されることを意味する。理解されるように、硬化時間の長さは、溶媒の量、粘度、パターン形成に使用される方法、塗布されるペースト量等に基づいて変更可能である。シリンジ堆積においては、硬化は、約５分未満、２分未満、又は１分未満を要することができる。所望すれば、より長い時間又はより短い時間を使用することができる。
【００６５】
硬化は、空気中、不活性雰囲気中、例えば窒素もしくはアルゴン下、又は還元性雰囲気中、例えば、１〜約２０体積パーセント水素を含有する窒素下、で行うことができる。硬化は通常の大気圧下、又は、例えば、１０００ミリバール（mbars）〜約０．０１ｍバールの減圧下で行うこともできる。
【００６６】
得られた導電性トレースは、薄膜トランジスタ、有機発光ダイオード、ＲＦＩＤ（radio frequency identification）タグ、光起電、ディスプレイ、プリントアンテナ等の電子装置、及び導電性要素もしくは部品を必要とする他の電子装置又はその部分における、電極、導電性パッド、インタコネクト、導電線、導電性トラック（conductive tracks）等として使用することができる。
【実施例】
【００６７】
本主題の様々な側面及び利点をさらに評価するため、一連の研究を試み、導電性ペースト及びそれから形成される導電性トレースを評価した。いくつかの例において、種々の成分の質量割合（ｗｔ％）が合計すると１００ｗｔ％を超える又は１００ｗｔ％未満となることができる。種々の成分について記載された質量割合は、１００ｗｔ％以上又は以下であろうと、各成分の相対量を示していることは理解されるであろう。
【００６８】
いくつかの実施例のビヒクル及びゲル化剤組成物を、各組成物についての成分の質量割合を示す以下の表１にまとめられているように調製した。
【００６９】
【表１】
2019512849.tif 000003
【００７０】
ダワノール（Dowanol）ＤＢは、イーストマンケミカル社から入手可能であり、約０．０００４の蒸発速度を有する遅い蒸発溶媒である、ジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルである。ＣＤＡ−１９変性アルコール（２００）は、特定の式の添加物、すなわちＣＤＡ−１９式、を使用して変性されたエタノールであり、約３．３の蒸発速度を有する溶媒である。イソプロピルアルコールは、約２．９の蒸発速度を有する。ｎ−ブタノールは、約０．４の蒸発速度を有する溶媒である。ｍ−メチル−２−ピロリドンは、約０．６の蒸発速度を有する溶媒である。
【００７１】
ブトバールＢ−７６及びＢ−９８は、イーストマンケミカル社から入手可能なポリビニルブチラール樹脂である。ブトバールＢ−７６は、約９０，０００〜１２０，０００ダルトン（Ｄａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する樹脂である。ブトバールＢ−９８は、約４０，０００〜７０，０００ダルトン（Ｄａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）を有する樹脂である。
【００７２】
ソルソルブＳ−２０７５可塑剤は、ビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールであり、イーストマンケミカル社から入手可能である。
【００７３】
チキサトロールＳＴは、エレメンティススペシャリティズ社から入手可能な有機変性ひまし油誘導体のチキソトロープ剤である。
【００７４】
ジベンジリデンソルビトールはゲル化剤である。
【００７５】
ＢＹＫ−Ａ５０１は、ＢＹＫ添加剤＆測定機器から入手可能なシリコーンフリー脱泡添加剤であり、約５０〜１００ｗｔ％の軽芳香族溶媒ナフサ（石油）、約０．２５〜０．５ｗｔ％の２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、及び約５〜７ｗｔ％の酢酸２−メトキシ−１−メチルエチルの混合物である。
【００７６】
表１からのビヒクル及びゲル化剤組成物を使用するいくつかの実施例の導電性ペースト組成物を、各ペーストについての成分の質量割合を示す以下の表２にまとめられているように調製した。
【００７７】
【表２】
2019512849.tif 000004
【００７８】
表２からの実施例のうちのいくつかの評価は、導電性ペーストの特定の性質を評価するために行った。実施例２、５及び６の導電性ペーストは、体積１ｃｍ３で基材に塗布し、ペーストの抵抗率及び蒸発速度は時間に対して評価した。図１及び２に示すように、実施例のペーストの抵抗は、基材への導電性ペーストの塗布から１分以内に、所定のパターンにおいてそれらの初期値から１．００×１０４オーム（Ω）未満まで急速に低下する。５分以内に、実施例のペーストの抵抗は、所定のパターンにおいて１．００オーム（Ω）未満まで低下し、少なくとも４時間まで低下し続けた。Ｘ軸の時間に対するＹ軸の「％固体」によって表された、堆積試料の質量のプロットである図３において、２つの速い蒸発溶媒の組み合わせ、すなわち変性アルコール（蒸発速度３．３）及びイソプロピルアルコール（蒸発速度２．９）、を含む実施例２は、遅い蒸発溶媒、すなわちＮ−ブタノール（蒸発速度０．４）を含む実施例５及び６よりも速い蒸発速度を有していたことが分かった。
【００７９】
上記結果によって立証されたように、速い蒸発速度を有する溶媒を含む実施例２は、より遅い蒸発速度溶媒を含む実施例５及び６よりも低い初期抵抗を有した。しかしながら、実施例５及び６は、約２分以内に実施例２と同様の低抵抗を達成することができた。さらに、実施例５及び６は、より遅い蒸発速度溶媒を含むので、シリンジ塗布の間、ペーストの液滴の表面に、乾燥皮膚形成の見込みが低いことを示した。実施例５及び６のこの観点は、シリンジ堆積方法において実施例２のペーストを使用するとき生じ得る堆積問題の対処に役立つべきである。
【００８０】
図４及び５に示すように、実施例２、５、及び６は、１ｒｐｍ；３．８４／秒せん断速度；における粘度上昇曲線及び下降曲線について評価され、結果は、時間に対して比較例１と比較した。比較例１は、８２．５ｗｔ％銀フレーク、０．０８ｗｔ％消泡剤（ＢＹＫ−Ａ５０１）、２ｗｔ％可塑剤（Ｖｉｐｌｅｘ  ＬＳ）、７．３ｗｔ％高粘度及び低粘度エポキシ樹脂（Ｄｅｒ７３２エポキシ樹脂及びエポン（Epon）（登録商標）樹脂８２８）、並びに８．１３ｗｔ％硬化剤（アンカマイド（Ancamide）２１３７）から構成される２液型エポキシ系銀導電性ペーストであり、標準として使用された。図４〜５において立証したように、実施例２、５、及び６は、それぞれ、比較例１の初期、２時間マーク、及び３時間マークと一致して粘度（上昇曲線）を生ずる。実施例５及び６のより低い下降曲線粘度は導電性ペーストのずり減粘挙動を明確に示す。実施例５及び６のずり減粘挙動は、シリンジ塗布方法における空気圧の操作を通じた液滴サイズ形成の微調整に寄与することができる。
【００８１】
図６〜９は、導電性ペーストから形成された導電性フィルムの写真である。図６は比較例１のフィルムであり、図７は実施例５のフィルムであり、図８は実施例６のフィルムであり、図９は、可塑剤を含んでいないことを除いて、本主題によるペーストのフィルムである。フィルムは、０．３５ｍｍ厚を有する真鍮シートにスクリーン印刷によって３５〜１００μｍ厚で塗布し、乾燥させた。真鍮シートは、図６〜９の写真に写されているように折り曲げられ、曲げられたフィルムの範囲をストレスクラックについて顕微鏡（１００×倍率）で評価した。実施例５及び６は、比較例１と比較して優れた可撓性を示した。可塑剤を含んでいない図９に示されたフィルムは、図９に見ることができるストレスクラックを示した。
【００８２】
実施例１〜４の導電性ペーストを基材に体積１ｃｍ３塗布し、時間に対するペーストの抵抗率を評価した。図１０に示すように、実施例のペーストの抵抗率は、初期値から急速に低下する。２つの速い蒸発溶媒の組み合わせ、すなわち変性アルコール（蒸発速度３．３）及びイソプロピルアルコール（蒸発速度２．９）、を含有する実施例１及び２は、速い蒸発溶媒、すなわちイソプロピルアルコール（蒸発速度２．９）、と遅い蒸発溶媒、すなわちダワノールＤＢ（蒸発速度０．０００４）、の組み合わせを含有する実施例３及び４よりも低い初期抵抗を有した。実施例１〜４のすべてのペーストは、基材への導電性ペーストの塗布から１５分以内に、所定のパターンにおいて１．００×１０１オーム（Ω）未満の抵抗に達した。
【００８３】
図１１に示すように、実施例１〜４は、１ｒｐｍ；３．８４／秒せん断速度における粘度上昇曲線及び下降曲線について評価した。立証したように、実施例１及び２は、実施例３及び４よりも高い粘度（上昇曲線）を生じた。
【００８４】
発明は、以下の項目によってさらに定義される。
【００８５】
項目１：
銀粒子を含む６０〜９０質量％の導電性材料と、１０〜３０質量％のバインダ系と、を含み、
１００質量％の前記バインダ系が、
ポリビニルブチラールを含む１０〜２０質量％の熱可塑性ポリマー樹脂と、
ビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールを含む５〜２０質量％の可塑剤と、
６０〜８５質量％の溶媒と、を含み、
前記熱可塑性ポリマー樹脂が前記溶媒に溶解され、
可塑剤の量に対する熱可塑性ポリマー樹脂の量の質量比が１．２５〜１．７５であり、
導電性ペーストが、関連付けられた基材に塗布されると、０．５〜１質量％の前記溶媒が環境温度において５分以内に導電性ペーストから蒸発する、
鉛、カドミウム、及びフタラートフリーの導電性ペースト。
【００８６】
項目２：
０．５〜１．５質量％のチキソトロープ剤をさらに含む、項目１に記載の導電性ペースト。
【００８７】
項目３：
０．０５〜０．１５質量％の消泡剤をさらに含む、項目１に記載の導電性ペースト。
【００８８】
項目４：
０．０５〜１質量％のゲル化剤をさらに含む、項目１に記載の導電性ペースト。
【００８９】
項目５：
前記ゲル化剤はジベンジリデンソルビトールを含む、項目４に記載の導電性ペースト。
【００９０】
項目６：
前記溶媒がイソプロピルアルコールと変性エチルアルコールの混合物を含む、項目１に記載の導電性ペースト。
【００９１】
項目７：
前記溶媒は、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の０．５倍未満の蒸発速度を有する第１の溶媒と、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の２倍を超える蒸発速度を有する第２の溶媒との混合物である、項目１に記載の導電性ペースト。
【００９２】
項目８：
前記第１の溶媒がジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルであり、
前記第２の溶媒がイソプロピルアルコールである、項目７に記載の導電性ペースト。
【００９３】
項目９：
前記溶媒がｎ−ブタノールである、項目１に記載の導電性ペースト。
【００９４】
項目１０：
基材に可撓性導電性トレースを形成する方法であって、
（ａ）６０〜９０質量％の導電性材料と、１０〜３０質量％のバインダ系と、を含む、鉛、カドミウム、及びフタラートフリーの導電性ペーストを提供する工程であって、
１００質量％の前記バインダ系が、１０〜２０質量％の熱可塑性ポリマー樹脂と、５〜２０質量％の可塑剤と、６０〜８５質量％の溶媒と、を含み、
前記熱可塑性ポリマー樹脂が前記溶媒に溶解され、
可塑剤の量に対する熱可塑性ポリマー樹脂の量の質量比が１．２５〜１．７５である、工程と、
（ｂ）基材に所定パターンで前記導電性ペーストを塗布する工程と、
（ｃ）環境温度において前記導電性ペーストから前記溶媒を蒸発させることによって前記導電性ペーストを硬化させ、これにより前記基材に可撓性導電性トレースを形成する工程と、を含み、
０．５〜１質量％の前記溶媒が、前記基材へ前記導電性ペーストを塗布した後、５分以内に前記導電性ペーストから蒸発し、
前記所定パターンの導電性ペーストが、前記基材への塗布から１分以内に１．００×１０４オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成し、前記基材への塗布から５分以内に１オーム未満の電気抵抗を達成する、方法。
【００９５】
項目１１：
前記バインダ系が、
１２．５〜１７．５質量％の前記ポリマー樹脂と、
８〜１０質量％の前記可塑剤と、
７０〜７５質量％の前記溶媒と、を含む、項目１０に記載の方法。
【００９６】
項目１２：
前記導電性ペーストが０．０５〜０．１５質量％の消泡剤をさらに含む、項目１０に記載の方法。
【００９７】
項目１３：
前記導電性ペーストが０．５〜１．５質量％のチキソトロープ剤をさらに含む、項目１０に記載の方法。
【００９８】
項目１４：
前記導電性ペーストが０．０５〜１質量％のゲル化剤をさらに含む、項目１０に記載の方法。
【００９９】
項目１５：
前記ポリマー樹脂がポリビニルブチラールを含む、項目１０に記載の方法。
【０１００】
項目１６：
前記可塑剤がビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールを含む、項目１５に記載の方法。
【０１０１】
項目１７：
前記溶媒が、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の０．５倍未満の蒸発速度を有する第１の溶媒と、２５℃における酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の２倍を超える蒸発速度を有する第２の溶媒との混合物である、項目１０に記載の方法。
【０１０２】
項目１８：
前記第１の溶媒がジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルであり、
前記第２の溶媒がイソプロピルアルコールである、項目１７に記載の方法。
【０１０３】
項目１９：
前記溶媒がｎ−ブタノールを含む、項目１０に記載の方法。
【０１０４】
項目２０：
前記導電性ペーストが、シリンジ堆積、デジタル印刷、スクリーン印刷、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される１つによって前記基材に塗布される、項目１０に記載の方法。
【０１０５】
項目２１：
ポリマー樹脂、可塑剤、及び溶媒を含み、前記ポリマー樹脂が前記溶媒に溶解され、可塑剤の量に対するポリマー樹脂の量の質量比が約１．２５〜約１．７５である、約５〜３５質量％のバインダ系と、
約６０〜９０質量％の導電性材料と、を含み、
前記溶媒が、環境温度において、関連付けられた基材への導電性ペーストの塗布後最初の５分で約０．５〜１質量％の速度で蒸発し、導電性ペーストが、基材への塗布から１分以内に所定パターンにおいて１．００×１０４オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成し、基材への導電性ペーストの塗布から５分以内に所定パターンにおいて１オーム未満の電気抵抗を達成し、これにより環境温度において可撓性導電性トレースが形成される、鉛、カドミウム、及びフタラートフリーの導電性ペースト。
【０１０６】
項目２２：
前記バインダ系が、
約１０〜２０質量％の前記ポリマー樹脂と、
約５〜１５質量％の前記可塑剤と、
約６０〜８５質量％の前記溶媒と、を含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１０７】
項目２３：
約０．５〜１．５質量％のチキソトロープ剤をさらに含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１０８】
項目２４：
約０．０５〜０．１５質量％の消泡剤をさらに含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１０９】
項目２５：
約０．０５〜１質量％のゲル化剤をさらに含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１１０】
項目２６：
前記ゲル化剤はジベンジリデンソルビトールを含む、項目２５に記載の導電性ペースト。
【０１１１】
項目２７：
前記ポリマー樹脂がポリビニルブチラールを含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１１２】
項目２８：
前記可塑剤がビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールを含む、項目２７に記載の導電性ペースト。
【０１１３】
項目２９：
前記溶媒がイソプロピルアルコールと変性エチルアルコールの混合物を含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１１４】
項目３０：
前記溶媒が、酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の０．５倍未満の蒸発速度を有する第１の溶媒と、酢酸ｎ−ブチルの蒸発速度の２倍を超える蒸発速度を有する第２の溶媒との混合物を含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１１５】
項目３１：
前記溶媒がジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルとイソプロピルアルコールの混合物を含む、項目３０に記載の導電性ペースト。
【０１１６】
項目３２：
前記溶媒がｎ−ブタノールを含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１１７】
項目３３：
前記導電性材料が銀粒子を含む、項目２１に記載の導電性ペースト。
【０１１８】
項目３４：
（ａ）ポリマー樹脂、可塑剤、及び溶媒を含み、前記ポリマー樹脂が前記溶媒に溶解され、可塑剤の量に対するポリマー樹脂の量の質量比が約１．２５〜約１．７５である、約５〜３５質量％のバインダ系と、（ｂ）約６０〜９０質量％の導電性材料と、を含む導電性ペーストを提供する工程と、
基材に所定パターンで前記導電性ペーストを塗布する工程と、
前記導電性ペーストから前記溶媒を蒸発させることによって前記導電性ペーストを硬化させ、これにより前記基材に可撓性導電性トレースを形成する工程と、を含み、
前記溶媒が、環境温度において、前記基材への前記導電性ペーストの塗布後最初の５分で約０．５〜１質量％の速度で蒸発し、
前記可撓性導電性トレースが、環境温度において、基材への塗布から１分以内に所定パターンにおいて１．００×１０４オーム（Ω）未満の電気抵抗を達成し、前記基材への塗布から５分以内に所定パターンにおいて１オーム未満の電気抵抗を達成する、導電性トレースを形成する方法。
【０１１９】
項目３５：
前記バインダ系が、
約１０〜２０質量％の前記ポリマー樹脂と、
約５〜１５質量％の前記可塑剤と、
約６０〜８５質量％の前記溶媒と、を含む、項目３４に記載の方法。
【０１２０】
項目３６：
前記導電性ペーストが約０．０５〜０．１５質量％の消泡剤をさらに含む、項目３４に記載の方法。
【０１２１】
項目３７：
前記導電性ペーストが約０．５〜１．５質量％のチキソトロープ剤をさらに含む、項目３４に記載の方法。
【０１２２】
項目３８：
前記導電性ペーストが約０．０５〜１質量％のゲル化剤をさらに含む、項目３４に記載の方法。
【０１２３】
項目３９：
前記ゲル化剤はジベンジリデンソルビトールを含む、項目３８に記載の方法。
【０１２４】
項目４０：
前記ポリマー樹脂がポリビニルブチラールを含む、項目３４に記載の方法。
【０１２５】
項目４１：
前記可塑剤がビス（２−エチルヘキサン酸）トリエチレングリコールを含む、項目４０に記載の方法。
【０１２６】
項目４１：
前記溶媒がジエチレングリコールｎ−ブチルエーテルとイソプロピルアルコールの混合物を含む、項目３４に記載の方法。
【０１２７】
項目４２：
前記溶媒がイソプロピルアルコールと変性エチルアルコールの混合物を含む、項目３４に記載の方法。
【０１２８】
項目４３：
前記溶媒がｎ−ブタノールを含む、項目３４に記載の方法。
【０１２９】
項目４４：
前記導電性材料が銀粒子を含む、項目３４に記載の方法。
【０１３０】
項目４５：
前記導電性ペーストが、シリンジ堆積、デジタル印刷、スクリーン印刷、又はこれらの組み合わせからなる群から選択される１つによって基材に塗布される、項目３４に記載の方法。
【０１３１】
多くの他の利点は、この技術の将来的な用途及び開発から間違いなく明らかになるであろう。
【０１３２】
本書に記載されたすべての特許、用途、標準、及び物は、援用により全体としてここに繰み込まれる。
【０１３３】
本主題は、本書に記載された特徴及び側面の実施可能なすべての組み合わせを含む。したがって、例えば、ある特徴がある実施形態に関連して記載され、別の特徴が別の実施形態に関連して記載されるならば、本主題は、これらの特徴の組み合わせを有する実施形態を含むことは理解されるであろう。
【０１３４】
上記に記載したように、本主題は、以前の対策、システム、及び／又は装置と関連付られた多くの問題を解決する。しかしながら、本主題の本質を説明するために本書に記載及び図示された、成分の詳細、材料及び配置の様々な変更は、添付の請求の範囲に表記されたような、特許請求された主題の原理及び範囲から逸脱することなく当業者によって行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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