(57)【要約】【課題】  導電性が大きく、タッチパネルの電極などの電子部品に好適に使用できる導電性ペーストを提供する。【解決手段】  （ａ）導電性粒子、（ｂ）導電性ポリマーおよび（ｃ）水性結着成分を含むことを特徴とする導電性ペースト。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）導電性粒子
（ｂ）導電性ポリマーおよび
（ｃ）水性結着成分
を含むことを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】
（ｂ）水溶性導電性ポリマーが、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、およびこれらの誘導体の少なくとも一つの化合物にドーパントを導入したものであることを特徴とする請求項１記載の導電性ペースト。
【請求項３】
（ｃ）水性結着成分がアクリル系重合体の水分散体であることを特徴とする請求項１記載の導電性ペースト。
【請求項４】
（ａ）導電性粒子が、銀、金、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケルから選ばれる金属または該金属の合金の粒子であることを特徴とする請求項１記載の導電性ペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペーストに関し、さらに詳しくは、導電性が大きく、タッチパネルの電極などの電子部品に好適に使用できる導電性ペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の実装分野においては、導線性粒子として銀粒子などを含有した導電性ペーストが広く使用されている。導電性ペーストに用いられる溶剤としては、引火点の低いトルエンやＭＥＫのようなシンナー系溶剤が主に用いられている。しかし、これらは危険物（第四類 引火性液体、第一石油類）に該当し、近年では環境負荷の大きい溶剤として使用の見直しを求められている。
従来の溶剤を使用しない導電性ペーストとしては、金属粉にバインダーとして乳化剤にポリエステル系材料を使用したアクリルエマルジョンを用いたものが例えば特開平７−１２６５５６号に開示されている。しかしながら、この導電性ペーストでは、金属粉の分散状態を安定化し、基材との密着性を発現するものの、金属粉同士の鎖状連結による高導電性の発現、導電塗膜の物理的・化学的安定性を発現するという点で充分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１２６５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の事情の下になされたものであって、環境負荷の小さい溶剤やバインダー成分を用いて、電子部品等の製造に使用する上で十分な導電性を有する導電性ペースト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】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明者らは鋭意研究した結果、環境負荷の小さい水溶性導電性ポリマー及び水溶性結着成分を主バインダーとして用いることにより、導電性に優れた導電性ペーストが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、（ａ）導電性粒子、（ｂ）水溶性導電性ポリマーおよび（ｃ）水溶性結着成分を含むことを特徴とする導電性ペーストである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の導電性ペーストは、環境負荷の大きい溶剤や樹脂などを含有しなくても、実用上十分大きな導電性を有する。このため本発明の導電性ペーストは、タッチパネル用電極などの電子部品に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、ＰＣ用のタッチパネル１の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の導電性ペーストは、（ａ）導電性粒子、（ｂ）水溶性導電性ポリマーおよび（ｃ）水溶性結着成分を含むことができる。以下、本発明の導電性ペーストに含まれる各成分について説明する。
【０００９】
（ａ）導電性粒子
本発明において、導電性粒子としては、銀、金、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケルから選ばれる金属または該金属の合金の粒子を使用することができる。
導電性粒子のレーザー粒度測定法による平均粒子径は、２〜１０μｍであることが好ましく、より好ましくは３〜８μｍであり、さらに好ましくは４〜７μｍである。導電性粒子の平均粒子径が、２μｍより小さいと、導電性粒子同士の接着面積が小さいため、導電性が低下する場合がある。一方１０μｍより大きいと、導電性粒子同士の接着面積が大きいため、導電性が増加するが、スクリーン印刷機で塗膜を形成する際に印刷版に目詰まりするなどの問題が生じ、均一な塗膜を形成することが困難となる場合がある。
【００１０】
導電性粒子の形状は球状、フレーク状などが挙げられるが、フレーク状であることが好ましい。
本発明においては、特にアスペクト比ｘが６０≦ｘ＜１２０の銀粒子を使用することが好ましい。
ここでアスペクト比ｘとは、導電性粒子の厚さ方向の形状を囲む最小長方形における短辺の長さ（A）に対する長辺の長さ（B）の比を意味する。
つまり、このアスペクト比ｘは、レーザー粒度測定で測定した長辺の長さB（平均粒子径）を、下記の計算式により算出した短辺の長さAで割った値で表される。下記の式中でＳは比表面積（cm2/g）、Ｖは１ｇ当たりの体積（cm3）、ρは比重（g/cm3）を示す。
１ｇ当たりの体積Ｖ＝１／ρ
Ｖ＝Ｓ／２×A
A＝２／Ｓ×Ｖ＝２／Ｓ×１／ρ
【００１１】
本発明の導電性ペースト中の導電性粒子の含有量は、３０〜８０質量％が好ましく、より好ましくは３３〜７５質量％であり、さらに好ましくは３５〜７０質量％である。銀粉（ａ）の含有量が、３０質量％より少ないと、良好な導電性を付与することが困難となる。一方８０質量％より多いと、得られる導電性ペーストの流動性が急激に低下し、スクリーン印刷機で塗膜を形成する際に印刷版に目詰まりするなどの問題が生じることがある。更に、コストがかかるという問題も生じる。
【００１２】
（ｂ）（水溶性）導電性ポリマー
導電性ポリマーは、電子伝導性を有するポリマーである。本発明の導電性ペーストが導電性ポリマー（ｃ）を含有していると、導電性ペーストの導電性を高めることができる。
導電性ポリマー（ｃ）としては、たとえばポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリイソチアナフテン、ポリアズレン、ポリフラン、ポリフェノール、ポリアセチレン等を挙げることができる。これらは全て、ドーパント種と対で水系媒体中に溶解、分散していることが好ましい。ただし、導電性ポリマー構造中にドーパント種となる電荷を持つ化合物に関しては、他のトーパント種を加える必要はない。これらの中では、水系溶媒中でより高導電性を発現できる点で、ポリエチレンオキチオフェンを用いることが好ましい。
【００１３】
本発明の導電性ペーストにおける導電性ポリマーの含有量は、導電性粒子１００質量部に対して０．０５〜５質量部が好ましく、より好ましくは０．１〜４質量部であり、さらに好ましくは０．２〜３質量％である。導電性ペーストにおける導電性ポリマーの含有量が、０．０５質量部より少ないと、導電性の改善は見られない。一方５質量部より多いと導電性ポリマーがペースト中で溶解せず、導電性は悪化する傾向がある。
【００１４】
（ｃ）水性結着成分
本発明において、水性結着成分とは、水系溶媒に溶解または分散できる重合体成分であり、水系溶媒とは、エタノール、イソプロパノールなどの低級アルコールおよび水を挙げることができる。
水系溶媒に溶解できる重合体成分としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルイソブチルエーテルのようなビニル系ポリマー；ポリエチレングリコール、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体のようなポリエーテル系ポリマー；ならびにメチルセルロース、２−ヒドロキシエチルセルロース、２−ヒドロキシプロピルセルロース、２−ヒドロキシブチルセルロースのようなセルロース誘導体などの、水溶性の熱可塑性樹脂が例示され、これらには類似の共重合体なども包含され、単独で用いても、２種以上を併用しても差支えない。これらのうち、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースが好ましい。
【００１５】
水系溶媒に分散した重合体成分としては、（ア）エチレン系不飽和カルボン酸単量体０〜８０重量％、（イ）エチレン系不飽和カルボン酸エステル単量体０〜８０重量％および（ウ）前記（ア）成分および（イ）成分と共重合可能な他の単量体０〜５０重量％〔但し、（ア）＋（イ）＋（ウ）＝１００重量％〕の共重合体の水系分散体を挙げることができる。
（ア）エチレン性不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸等のモノカルボン酸類；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のジカルボン酸類；マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチル、コハク酸モノ〔２−（メタ）アクリロイルオキシエチル〕、フタル酸モノ〔２−（メタ）アクリロイルオキシエチル〕等のハーフエステル類等を挙げることができる。
【００１６】
（イ）エチレン系不飽和カルボン酸エステル単量体としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−アミル（メタ）アクリレート、ｉ−アミル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート類；
【００１７】
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等のヒドロキシル基含有（メタ）アクリレート類；
２，２，２−トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、８，８，８，７，７，−ペンタフルオロ−ｎ−オクチル（メタ）アクリレート等のフッ素含有（メタ）アクリレート類；
アミノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノメチル（メタ）アクリレート、２−アミノエチル（メタ）アクリレート、２−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、２−（ｎ−ブチルアミノ）エチル（メタ）アクリレート等のアミノ基含有（メタ）アクリレート類；
【００１８】
ベンジル（メタ）アクリレート、２−フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−（アルキルフェノキシ）エチル（メタ）アクリレート、フェノキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシプロピレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、フタル酸のモノ（エチレングリコールモノ（メタ）アクリレート）／２−ヒドロキシエチル混合エステル等を挙げることができる。
【００１９】
（ウ）前記（ア）成分および（イ）成分と共重合可能な他の単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、２−メチルスチレン、３−メチルスチレン、４−メチルスチレン、４−エチルスチレン、４−ｔ−ブチルスチレン、３，４−ジメチルスチレン、４−メトキシスチレン、４−エトキシスチレン、４−ヒドロキシメチルスチレン、２−クロロスチレン、３−クロロスチレン、４−クロロスチレン、４−クロロ−３−メチルスチレン、２，４−ジクロロスチレン、２，６−ジクロロスチレン、１−ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物；
【００２０】
（メタ）アクリルアミド、Ｎ−アミノメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（ジメチルアミノメチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−アミノエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−ジメチルアミノエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（３−メチルアミノプロピル）（メタ）アクリルアミド等の不飽和アミド化合物；
（メタ）アクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等のシアン化ビニル化合物；
フッ化ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル化合物；
酢酸ビニル、脂肪酸ビニルエステル等のビニルエステル類；
アリルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート、メチルグリシジル（メタ）アクリレート等の不飽和エポキシ化合物；
アクロレイン、ジアセトンアクリルアミド、２−アセトキシエチル（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性アセトキシ（メタ）アクリレートや、以下商品名で、プラクセルＡＴＦＡ１、プラクセルＡＴＦＡ２、プラクセルＡＴＦＭ１、プラクセルＡＴＦＭ２（以上、ダイセル化学工業（株）製）等のカルボニル基含有不飽和化合物等を挙げることができる。
これらの他のエチレン系不飽和単量体は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【００２１】
さらに、エポキシエマルジョン、ポリウレタンエマルジョン、ポリエステルエマルジョン、アクリルウレタンエマルジョン、アクリルシリコンエマルジョン、ポリシロキサン、他のシリコン含有エマルジョンなどが挙げられる。
【００２２】
上記共重合体のガラス転移温度は１０〜７０℃であることが好ましく、上記の共重合体の水系溶媒への分散粒径は、通常１０〜１００ｎｍである。
本発明の導電性ペーストにおいて、水性結着成分は導電性粒子１００重量部に対して１〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量部である。なお、水性結着成分が水系分散体である場合には、水系分散体の分散媒は前記使用量に含まれないものとする。
【００２３】
本発明において、導電性ペーストは上記（ａ）〜（ｃ）成分の他に水系溶媒を含有する。水系溶媒はエタノール、イソプロパノールなどの低級アルコールおよび水であり、導電性ペーストにおいて、導電性粒子１００重量部に対して５０〜１３０重量部含有することができる。
【００２４】
本発明の導電性ペーストには、上記以外に分散安定剤、消泡剤、レベリング剤、増粘剤、耐摩耗性を向上させる滑剤、基材との密着助剤などをさらに含んでいてもよい。
【００２５】
本発明の導電性ペーストは、（ａ）導電性粒子、（ｂ）水溶性導電性ポリマーおよび（ｃ）水溶性結着成分、さらにその他の成分を、攪拌脱泡装置、ロール混練機、ミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミルなどの混練機を用いて混練することにより調製することができる。
上記のようにして調製される導電性ペーストは、たとえば公知の膜形成材料層の形成方法、すなわち、スクリーン印刷法などによってガラス基板等の表面に直接塗布される。塗布された導電性ペーストは、通常１００〜１５０℃で１０〜３０分間加熱することにより導電性塗膜ないしパターンとなる。
【００２６】
本発明の導電性ペーストは、電子部品等において広く利用可能であり、その中でもタッチパネルの電極等の製造に好適に使用することができる。
図１にＰＣ用タッチパネルの概略断面図を示した。タッチパネル１においては、ガラス基板２上にＩＴＯ膜３Ａが形成され、ＩＴＯ膜３Ａ上の一端部にシール４Ａが設けられ、他端部にシール４Ｂが、さらにシール４Ｂ上にコネクタ５が設けられている。シール４Ａおよびコネクタ５上にＩＴＯ膜３Ｂが形成され、ＩＴＯ膜３Ｂの上に上ガラス６が設けられている。つまりタッチパネル１においては、ＩＴＯ膜３ＡおよびＩＴＯ膜３Ｂが、その両端部にシール４Ａ、シール４Ｂおよびコネクタ５を挟んで、向かい合わせに配置されており、ＩＴＯ膜３ＡとＩＴＯ膜３Ｂとの間に空間８が形成されている。空間８内の、ＩＴＯ膜３Ａ上にドットスペーサー７が、ＩＴＯ膜３Ｂに接触しないように形成されている。このドットスペーサー７を、本発明の導電性ペーストを用いて形成することができる。
ドットスペーサー７が本発明の導電性ペーストによって形成されていると、塗膜への密着性が高いという利点がある。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されない。なお、実施例および比較例中の「部」および「％」は、特記しない限り、「重量部」および「重量％」を示す。
【００２８】
実施例および比較例における各種測定は、下記の方法により行った。
（１）抵抗値測定
各実施例および比較例で得られた硬化膜の体積抵抗値を、抵抗値測定装置（ＮＰＳ（Receptivity Proccessor Model Σ-5））を用いて測定した。
（２）基板密着性
各実施例および比較例で得られた硬化膜に対してＪＩＳ  Ｋ５４００に準拠したクロスカットテストを実施して、下記の基準で各硬化膜の基板密着性を評価した。
○：剥離無し
×：剥離有り
［実施例１］
【００２９】
レーザー粒度測定法による平均粒径６μｍ、アスペクト比：７５の銀粒子（福田金属箔粉工業株式会社製ナノメルトAg−XF301）１００部、固形分濃度０．５７％ポリエチレンジオキシチオフェンの水／低沸点溶剤溶液(エノコートＢＰ−１０５、有限会社ケミトレックス製)２部、アクリルエマルジョン（ブチルアクリレート／メチルメタクリレート／アクリロニトリル／ADIC＝３１部／６２部／５部／２部の共重合体の固形分濃度３５．４％の水分散体）４部を攪拌脱泡装置により１０００rpmで１０分間攪拌して導電性ペーストを作製した。
この導電性ペーストをAGC旭硝子製の基板上にスクリーン印刷により塗布し、１２０℃で２０分間ベークすることにより硬化膜を作製した。得られた硬化膜の膜厚を表１に示した。
上記硬化膜を用いて上記方法により抵抗値および基板密着性を評価した。これらの結果を表１に示した。
［実施例２および比較例１〜２］
【００３０】
実施例１において、各成分の使用量を表１のとおりとした以外は、実施例１と同様にして導電性ペーストを作成した。得られた導電性ペーストを用いて、実施例１と同様にして硬化膜を作成し、抵抗値および基板密着性を評価した。結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
2011134630.tif 000002
【符号の説明】
【００３２】
１  タッチパネル
２  ガラス基板
３Ａ、３Ｂ  ＩＴＯ膜
４Ａ、４Ｂ  シール
５  コネクタ
６  上ガラス
７  ドットスペーサー
８  空間
【図１】
2011134630.tif 000003