(57)【要約】      （修正有）【課題】基材への導電性パターンの実装密度を高める。【解決手段】導電性パターン形成用組成物は、少なくとも１種の金属からなる導電性微粒子と、導電性微粒子を分散させる分散剤とを分散媒中に含有している。分散剤は、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーである。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の金属からなる導電性微粒子と、前記導電性微粒子を分散させる分散剤とを分散媒中に含有する導電性パターン形成用組成物であって、
前記分散剤は、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーであることを特徴とする導電性パターン形成用組成物。
【請求項２】
インクジェット方式により基材の表面に導電性パターンを形成することを特徴とする請求項１記載の導電性パターン形成用組成物。
【請求項３】
前記導電性微粒子は銅からなることを特徴とする請求項１または２記載の導電性パターン形成用組成物。
【請求項４】
前記導電性微粒子の平均粒径が０．１ｎｍ以上、かつ２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物。
【請求項５】
前記分散媒は、水不溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物の液滴により基材の表面に液滴パターンを描画する描画工程と、
前記描画工程において描画された液滴パターンを加熱することによりこの液滴パターンに導電性を付与する加熱工程とを有することを特徴とする導電性パターンの形成方法。
【請求項７】
前記描画工程において、前記導電性パターン形成用組成物の液滴をインクジェット方式によって吐出することにより前記液滴パターンを描画することを特徴とする請求項６記載の導電性パターンの形成方法。
【請求項８】
前記描画工程において、０．１μｍ〜１０μｍのノズル径のノズルから前記導電性パターン形成用組成物の液滴を吐出することを特徴とする請求項７記載の導電性パターンの形成方法。
【請求項９】
前記描画工程において、線幅が２０μｍ以下の液滴パターンを描画することを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の導電性パターンの形成方法。
【請求項１０】
分散剤を含有する水性分散媒中で、少なくとも１種の金属を有する金属化合物を還元することにより導電性微粒子を得る還元工程を含む導電性パターン形成用組成物の製造方法であって、
前記分散剤として、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーを用いることを特徴とする導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１１】
前記還元工程において、還元剤として有機アミン化合物を用いることを特徴とする請求項１０記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記還元工程において、前記水性分散媒の温度を２０℃〜６０℃とすることを特徴とする請求項１０または１１記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記還元工程の後に、前記導電性微粒子と前記分散剤とを前記水性分散媒相から、非水溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒相に相間移動させる相間移動工程を含むことを特徴とする請求項１０〜１２の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記相間移動工程の後に、精製水を用いて前記有機分散媒相の水溶性成分の少なくとも一部を除去する精製工程を含むことを特徴とする請求項１３記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１５】
分散剤を含有し、少なくとも一種の金属からなる導電性微粒子を分散させた水性分散媒相から、非水溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒相に、前記導電性微粒子と前記分散剤とを相間移動させる相間移動工程を含む導電性パターン形成用組成物の製造方法であって、
前記分散剤として、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーを用いることを特徴とする導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１６】
前記相間移動工程において、前記水性分散媒及び前記有機分散媒相の温度を５０℃〜９０℃とすることを特徴とする請求項１５記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１７】
前記相間移動工程において、前記水性分散媒のｐＨを７〜１０とすることを特徴とする請求項１５または１６記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記相間移動工程の後に、精製水を用いて前記有機分散媒相の水溶性成分の少なくとも一部を除去する精製工程を含むことを特徴とする請求項１５〜１７の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材上に導電性パターンを形成する導電性パターン形成用組成物、導電性パターン形成用組成物の製造方法及び導電性パターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基材の表面に導電性パターンを形成する技術として、導電性パターン形成用組成物の液滴からなる液滴パターンをインクジェット方式によって基材の表面に形成し、この液滴パターンを加熱して導電性パターンとする技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような技術に用いられる導電性パターン形成用組成物には、微小化された導電性微粒子が分散した状態で含有されており、これら導電性微粒子は基材の表面で加熱されることによって融着し、導電性パターンを形成するようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３４８７８号公報
【特許文献２】
特開平１１−８０６４７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、基材への導電性パターンの実装密度を高めるべく、微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターンを形成することが望まれている。しかしながら、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子を微小化する場合には、導電性微粒子が凝集してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、基材への導電性パターンの実装密度を高めることができる導電性パターン形成用組成物、導電性パターンの形成方法及び導電性パターン形成用組成物の製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、少なくとも１種の金属からなる導電性微粒子と、前記導電性微粒子を分散させる分散剤とを分散媒中に含有する導電性パターン形成用組成物であって、
前記分散剤は、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーであることを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、導電性パターン形成用組成物に含まれる分散剤は第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーであるので、導電性パターン形成用組成物中において導電性微粒子は分散剤を保護コロイドとして、凝集することなく分散した状態となる。従って、従来と比較して微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターンを形成することができるので、基材への導電性パターンの実装密度を高めることができる。また、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子を微小化することができるため、基材の表面に導電性パターン形成用組成物の液滴によって描画された液滴パターンに対し、従来よりも低温の加熱によって導電性を付与することができる。
なお、金属としては銅又は貴金属が好ましく、貴金属としては、金、銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金がある。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の導電性パターン形成用組成物において、
インクジェット方式により基材の表面に導電性パターンを形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、導電性パターン形成用組成物はインクジェット方式により基材の表面に導電性パターンを形成するものであり、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子は従来と比較して微小となっているので、導電性パターン形成用組成物を吐出するノズルに目詰まりが生じ難い。従って、従来と比較して容易に導電性パターンを形成することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の導電性パターン形成用組成物において、
前記導電性微粒子は銅からなることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、導電性微粒子が銅からなるので、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子を分散剤によって確実に分散化することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物において、
前記導電性微粒子の平均粒径が０．１ｎｍ以上、かつ２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、導電性微粒子の平均粒径が０．１ｎｍ以上、かつ２０ｎｍ以下であるので、微細な導電性パターンを形成することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物において、
前記分散媒は、水不溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒であることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、分散媒は水不溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒であるので、分散剤による分散効果とミクロブラウン運動とによって導電性微粒子を分散した状態で安定に保持することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物の液滴により基材の表面に液滴パターンを描画する描画工程と、
前記描画工程において描画された液滴パターンを加熱することによりこの液滴パターンに導電性を付与する加熱工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物の液滴により描画された液滴パターンを加熱してこの液滴パターンに導電性を付与することにより、液滴パターンを導電性パターンとすることができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の導電性パターンの形成方法において、前記描画工程において、前記導電性パターン形成用組成物の液滴をインクジェット方式によって吐出することにより前記液滴パターンを描画することを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、インクジェット方式によって液滴パターンを描画することにより、微細なの液滴パターンを容易に描画することができる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の導電性パターンの形成方法において、
前記描画工程において、０．１μｍ〜１０μｍのノズル径のノズルから前記導電性パターン形成用組成物の液滴を吐出することを特徴とする。
【００２２】
請求項８記載の発明によれば、０．１μｍ〜１０μｍのノズル径のノズルから導電性パターン形成用組成物の液滴を吐出することにより、微細な液滴パターンを形成することができる。
【００２３】
請求項９記載の発明は、請求項６〜８の何れか一項に記載の導電性パターンの形成方法において、
前記描画工程において、線幅が２０μｍ以下の液滴パターンを描画することを特徴とする。
請求項９記載の発明によれば、微細な液滴パターンを形成することができる。
【００２４】
請求項１０記載の発明は、分散剤を含有する水性分散媒中で、少なくとも１種の金属を有する金属化合物を還元することにより導電性微粒子を得る還元工程を含む導電性パターン形成用組成物の製造方法であって、
前記分散剤として、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーを用いることを特徴とする。
【００２５】
請求項１０記載の発明によれば、分散剤として、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーを用いることにより、導電性パターン形成用組成物中において、導電性微粒子は分散剤を保護コロイドとして、凝集することなく分散した状態となる。従って、従来と比較して微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターンを形成することができるので、基材への導電性パターンの実装密度を高めることができる。また、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子を微小化することができるため、基材の表面に導電性パターン形成用組成物の液滴によって描画された液滴パターンに対し、従来よりも低温の加熱によって導電性を付与することができる。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法において、
前記還元工程において、還元剤として有機アミン化合物を用いることを特徴とする。
【００２７】
ここで、還元剤の種類や温度などの還元条件が強いと、析出する導電性微粒子の粒径のバラツキが大きくなるとともに酸化反応が進み易くなる。そのため、還元条件は弱い方が好ましい。
【００２８】
請求項１１記載の発明によれば、還元剤として有機アミン化合物を用いて還元工程を行うことにより、比較的弱い還元条件で金属化合物を還元することができる。従って、析出する導電性微粒子の粒径のバラツキを小さくすることができるとともに酸化反応を進み難くすることができる。また、毒性のあるヒドラジン等を用いて還元する場合と異なり、有害性の少ない条件で還元工程を行うことができる。
【００２９】
請求項１２記載の発明は、請求項１０または１１記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法において、
前記還元工程において、前記水性分散媒の温度を２０℃〜６０℃とすることを特徴とする。
【００３０】
請求項１２記載の発明によれば、還元工程において水性分散媒の温度を２０℃〜６０℃とすることにより、２００℃以上の高温度条件下で還元する場合と異なり、安全な条件で還元工程を行うことができる。
【００３１】
請求項１３記載の発明は、請求項１０〜１２の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法において、
前記還元工程の後に、前記導電性微粒子と前記分散剤とを前記水性分散媒相から、非水溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒相に相間移動させる相間移動工程を含むことを特徴とする。
【００３２】
請求項１３記載の発明によれば、分散剤の存在下で導電性微粒子と分散剤とを水性分散媒相から有機分散媒相に相間移動させることにより、導電性微粒子を凝集させることなく分散した状態で有機分散媒相に抽出することができる。従って、導電性微粒子を、水性分散媒相における場合と異なり、酸素に対して遮蔽された状態とすることができる、つまり酸化され難い状態とすることができる。
【００３３】
請求項１４記載の発明は、請求項１３記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法において、
前記相間移動工程の後に、精製水を用いて前記有機分散媒相の水溶性成分の少なくとも一部を除去する精製工程を含むことを特徴とする。
【００３４】
請求項１４記載の発明によれば、精製工程を行うことにより、還元剤及び分散剤の一部を除去することができる。従って、導電性パターン形成用組成物の液滴により描画された液滴パターンを加熱する際に、導電性微粒子同士を確実に融着させることができる、つまり液滴パターンに確実に導電性を付与することができる。
【００３５】
請求項１５記載の発明は、分散剤を含有し、少なくとも一種の金属からなる導電性微粒子を分散させた水性分散媒相から、非水溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒相に、前記導電性微粒子と前記分散剤とを相間移動させる相間移動工程を含む導電性パターン形成用組成物の製造方法であって、
前記分散剤として、第３級アミン型モノマーを主鎖に含み、かつポリエーテル型の非イオン性のモノマーを側鎖に含むポリマーを用いることを特徴とする。
【００３６】
請求項１５記載の発明によれば、分散剤の存在下で導電性微粒子と分散剤とを水性分散媒相から有機分散媒相に相間移動させることにより、導電性微粒子を凝集させることなく分散した状態で有機分散媒相に抽出することができる。従って、導電性微粒子を、水性分散媒相における場合と異なり、酸素に対して遮蔽された状態とすることができる、つまり酸化され難い状態とすることができる。また、従来と比較して微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターンを形成することができるので、基材への導電性パターンの実装密度を高めることができる。また、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子を微小化することができるため、基材の表面に導電性パターン形成用組成物の液滴によって描画された液滴パターンに対し、従来よりも低温の加熱によって導電性を付与することができる。
【００３７】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法において、
前記相間移動工程において、前記水性分散媒及び前記有機分散媒相の温度を５０℃〜９０℃とすることを特徴とする。
【００３８】
請求項１６記載の発明によれば、水性分散媒及び有機分散媒の温度を５０℃〜９０℃とすることにより、導電性微粒子と分散剤とを水性分散媒相から有機分散媒相へ安定した状態で相間移動させることができる。
【００３９】
請求項１７記載の発明は、請求項１５または１６記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法において、
前記相間移動工程において、前記水性分散媒のｐＨを７〜１０とすることを特徴とする。
【００４０】
請求項１７記載の発明によれば、水性分散媒のｐＨを７〜１０とすることにより、導電性微粒子と分散剤とを水性分散媒相から有機分散媒相へ安定した状態で相間移動させることができる。
【００４１】
請求項１８記載の発明は、請求項１５〜１７の何れか一項に記載の導電性パターン形成用組成物の製造方法において、
前記相間移動工程の後に、精製水を用いて前記有機分散媒相の水溶性成分の少なくとも一部を除去する精製工程を含むことを特徴とする。
【００４２】
請求項１８記載の発明によれば、精製工程を行うことにより、還元剤及び分散剤の一部を除去することができる。従って、導電性パターン形成用組成物の液滴により描画された液滴パターンを加熱する際に、導電性微粒子同士を確実に融着させることができる、つまり液滴パターンに確実に導電性を付与することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４４】
本発明の導電性パターン形成用組成物は、インクジェット方式などにより基材の表面に導電性パターンを形成するものであり、分散媒中に導電性微粒子と導電性微粒子を分散させる分散剤とを含有している。
分散媒は、水不溶性の有機溶剤、具体的にはＭＥＫ（メチルエチルケトン）やＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン等を主成分としている。
【００４５】
導電性微粒子は少なくとも１種の金属から形成されており、本実施の形態においては銅から形成されている。導電性微粒子の平均粒径は０．１ｎｍ以上、かつ２０ｎｍ以下となっている。
【００４６】
分散剤は、複数の側鎖が櫛の歯のように主鎖に結合されたくし型の形状を有するオリゴマーであり、溶液重合などによってラジカル重合した複数のモノマーから形成されている。この分散剤の重量平均分子量は３０００〜１０００００となっている。
【００４７】
より詳細には、分散剤は、主鎖となるモノマー単位のところどころに他種のモノマーが側鎖として配列したグラフトポリマーであり、かつ複数種のモノマーがそれぞれ連続して重合することにより形成されたブロックポリマーである。
【００４８】
分散剤の主鎖には、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチルや（メタ）アクリル酸ジエチルアミノエチル等、窒素を含む含窒素第３級アミン型モノマーが共重合成分として含まれている。そのため、分散剤は第３級アミン型モノマー由来の部分の窒素原子から電子を供与することによって導電性微粒子を安定して保持する、つまり導電性微粒子を分散した状態とするようになっている。
また、分散剤の主鎖には、上記の含窒素第３級アミン型モノマー以外にも（メタ）アクリル酸またはその誘導体が含まれることが好ましい。この場合には、モノマーを確実にラジカル重合させることができる。
また、分散剤の主鎖には、ステアリル基のような長鎖アルキル基やスチレンが含まれることが好ましい。この場合には、分散剤は、オルガノゾルの系において、導電性微粒子を確実に分散させることができる。なお、長鎖アルキル基としては、（メタ）アクリル酸アルキルエステルや２−エチルヘキシル（メタ）アクリル酸エステル、ラウリル（メタ）アクリル酸エステル、ステアリル（メタ）アクリル酸エステル等がある。
更に、分散剤の主鎖には、導電性微粒子に対する反応性モノマーとして、グリシジル（メタ）アクリルエステルやグリシジル（メタ）アクリル酸エステルの第１級アミン誘導体、グリシジル（メタ）アクリル酸エステルのポリエチレンイミン誘導体、ポリ（メタ）アクリル酸にポリエチレンイミン付加物、２―ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等が含まれることが好ましい。この場合には、分散剤は導電性微粒子に対して効果的に付着し、これら導電性微粒子を分散させることができる。
【００４９】
また、分散剤の側鎖には、ポリエーテル型の非イオン性のモノマー成分が含まれている。具体的には、分散剤の側鎖には、親水性のポリエチレンオキサイドと、疎水性のポリプロピレンオキサイドまたはポリブチレンオキサイドとが含まれている。
これら側鎖成分により、分散剤は導電性微粒子の分散効果を有効に発揮するようになっている。また、分散剤は、このように側鎖成分に親水性成分及び疎水性成分を含むため、分散媒中でミクロドメイン構造を形成するようになっている。また、この分散剤はエチレンオキサイド、或いはプロピレンオキサイドの付加モル数の自由なコントロールが可能なため、導電性微粒子を分散させる効果や、温度やｐＨの変化に対する安定性、分散媒との相性に優れたモノマーを形成することができるようになっている。更に、この分散剤は、側鎖成分に屈曲性の大きな分子鎖を付加することにより、導電性微粒子の表面をこの分子鎖で被覆して吸着層を作り、導電性微粒子の分散性を向上させるとともに、系を安定化させることができる。また、分散剤は、後述する導電性パターン形成用組成物の製造工程において有機分散媒と水性分散媒との混合分散媒を、有機分散媒―水性分散媒の均一相、或いはマイクロエマルジョンの状態から、完全に２層に分離した状態にさせることができるようになっている。
【００５０】
次に、本発明に係る導電性パターン形成用組成物の製造方法について説明する。
まず、湯浴内のフラスコ内に溶媒としてのイソプロピルアルコールと、分散剤の前記モノマー成分と、重合開始剤としてのアゾイソブチロニトリルとを入れ、溶液重合を行う。これにより、複数のモノマーがラジカル重合し、分散剤が合成される。
次に、銅などの金属化合物と上記分散剤とを酸性の水性分散媒に溶解する。なお、分散剤は第３級アミノ基を有するので、酸性の水性分散媒に対する溶解性が高くなっている。ここで、銅の化合物としては、例えば蟻酸銅や酢酸銅、ナフテン酸銅、オクチル酸銅、アセチルアセトン銅、塩化銅、硫酸銅、硝酸銅などがあり、このうち、安価な硫酸銅または硝酸銅を用いることが好ましい。
【００５１】
次に、水性分散媒相の銅イオンを還元することにより、導電性微粒子を形成する（還元工程）。具体的には、常温下で、第１級アミンや第２級アミン等の有機アミンを水性分散媒に加えるとともに攪拌を行う。これにより銅イオンは還元されて水性分散媒相に析出する。ここで、水性分散媒相には分散剤が存在しているため、析出する導電性微粒子は分散剤を保護コロイドとして水性分散媒相に安定な状態で分散し、導電性微粒子の粒径は０．１ｎｍ以上、２０ｎｍ以下となる。また、還元剤として有機アミン化合物を用いて還元工程を行うことにより、比較的弱い還元条件で銅イオンが還元されるため、析出する導電性微粒子の粒径のバラツキが小さくなる。なお、水性分散媒に加える有機アミンとしては、メチルアミノエタノールやエタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン等のアルカノールアミンが好ましく、ポリエチレンイミンがより好ましい。ポリエチレンイミンを用いる場合には、銅イオンを還元するとともに、析出する導電性微粒子を分散させることができる。なお、ポリエチレンイミンは、ポリマー中に側鎖として含まれるものであっても良く、具体的には（メタ）アクリル酸誘導体を主鎖成分とするグラフトポリマー中に側鎖として含まれるものが好ましい。
【００５２】
次に、導電性微粒子が分散した水性分散媒を、前記水不溶性有機溶剤を主成分とする有機分散媒と接触させ、導電性微粒子を水性分散媒相から有機分散媒相に相間移動させる（相間移動工程）。具体的には、水性分散媒に有機分散媒を接触させた後、アミン等の化合物を添加することによって水性分散媒相をアルカリ性とし、かつ水性分散媒及び有機分散媒を５０〜９０℃に加熱する。これにより、水性分散媒と有機分散媒とが２相に分離する。また、分散剤中のポリエーテル部分の酸素原子と水分子との水素結合による水和度が減少して水溶性が著しく低下するため、分散剤中のポリアルキレンオキサイド（メタ）アクリル酸誘導体由来の部分の水溶性が低下し、分散剤は有機分散媒相に相間移動する。また、導電性微粒子は、アミン等の化合物の添加時に銅イオンに由来して形成される有機酸塩または無機酸塩の塩析硬化によって有機分散媒相に相間移動する。その結果、導電性微粒子は水性分散媒相における場合と異なり、酸素から遮蔽された状態、つまり酸化され難い状態となる。また、導電性微粒子は、分散剤による分散効果とミクロブラウン運動とによって分散した状態で有機分散媒相で安定に保持される。
なお、この相間移動工程においては、水性分散媒と有機分散媒とを均一に混合するため超音波ミキサーをかけることが好ましい。これにより、水性分散媒と有機分散媒とは均一相、或いはマイクロエマルジョンを形成する。ここで、マイクロエマルジョンの粒径は３０ｎｍ以下が好ましく、１０ｎｍ以下がより好ましい。
【００５３】
次に、上記のようにして水性分散媒相と分離して得られた有機分散媒相を取り出し、精製水により水洗する（精製工程）。これにより有機分散媒中に分散している水溶性成分、具体的には還元剤として使用したアミン化合物、分散剤の一部及び中和塩が除去され、加熱によって導電性微粒子同士を確実に融着させることが可能となる。なお、精製工程後に有機分散媒中に残存する分散剤量は、銅に対して重量換算で２０Ｗｔ％以下とすることが好ましい。この場合には、有機分散媒中の導電性微粒子同士を接触させることができるため、導電性パターンを形成することができる。
【００５４】
次に、有機分散媒を蒸発させて乾固させる。
そして、乾固した有機分散媒を樹脂成分及び硬化剤と混合し、混合物を混練して導電性パターン形成用組成物を製造する。
【００５５】
次に、本発明の導電性パターンの形成方法について説明する。
まず、図１に示すように、フィルム状の基材１の少なくとも一方の面に、導電性パターン用組成物の液滴からなる液滴パターンを所定形状の格子状となるように描画する（描画工程）。なお、本実施の形態においては、インクジェット方式のプリンタ（図示せず）によって導電性パターン用組成物の液滴を吐出して液滴パターンを形成するものとして説明する。このプリンタには、導電性パターン用組成物を吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドが備えられている。この記録ヘッドのノズルは、ノズル径が０．１μｍ〜１０μｍとなっており、液滴パターンに起因して形成される導電性パターン２の線幅を２０μｍ以下とすることができるようになっている。一方、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子は０．１ｎｍ以上、かつ２０ｎｍ以下となっているので、ノズルに目詰まりが生じ難くなっている。
【００５６】
そして、描画された液滴パターンに対して熱を付与し、１〜６０分の間、液滴パターンを６０〜４５０℃に加熱する（加熱工程）。これにより液滴パターン中の導電性微粒子同士が融着するため、液滴パターンは導電性パターン２となる。ここで、加熱温度を６０℃以上としたのは、６０℃未満だと有機物質が十分に蒸発、或いは燃焼されないためである。また、加熱温度を４５０℃以下としたのは、４５０℃を超えると導電性パターン２が熱的ダメージを受けるためである。なお、この加熱工程は、導電性パターンの酸化を防ぐべく、真空雰囲気中またはほぼ４％以下の水素を含んだ不活性ガス雰囲気中で行われることが好ましい。
【００５７】
以上の導電性パターン形成用組成物によれば、従来と比較して微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターン２を形成することができるので、基材１への導電性パターン２の実装密度を高めることができる。
また、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子が微小化されているため、基材の表面に導電性パターン形成用組成物の液滴によって描画された液滴パターンに対し、従来よりも低温の加熱によって導電性を付与することができる。
また、導電性微粒子が銅からなるので、分散剤によって導電性パターン形成用組成物中で確実に分散させることができる。
【００５８】
なお、上記実施の形態においては、導電性微粒子を銅から形成されていることとして説明したが、金や銀、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金などの他の金属から形成されていることとしても良い。
また、還元を水性分散媒相中で行うこととして説明したが、水と有機溶媒とのエマルジョン中で行うこととしても良い。
また、導電性パターンの形成をインクジェット方式により行うこととして説明したが、スクリーン印刷など、他の方式により行うこととしても良い。
【００５９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本実施例では、以下のように分散剤の合成及び銅微粒子の製造と、２通りの導電性パターン形成用組成物の製造及び導電性パターンの形成とを行った。なお、以下の説明において、括弧内の数値は重量の比率を示すものとする。
【００６０】
《分散剤の合成》
まず、窒素流入下で７５℃の湯浴内に配置された４ツ口フラスコ内に溶媒としてのイソプロピルアルコール（１００）と、分散剤のモノマー成分と、重合開始剤としてのアゾイソブチロニトリル（１）とを入れ、溶液重合を行った。モノマー成分としては、メタクリル酸メチル（３０）、ステアリル・メタクリレート（１０）、メタクリル酸（エチレン・オキサイド）２０（プロピレン・オキサイド）５末端メトキシ付加物（３０）、メタクリル酸（エチレン・オキサイド）１２０（ブチレン・オキサイド）１０付加物（２０）及びメタクリル酸ジメチルアミノエチル（１０）を用いた。
重合の開始から３時間後、さらにアゾイソブチロニトリル（０．５）を添加した。
更に３時間後、アゾイソブチロニトリル（０．５）と、重合調整剤としてのラウリルチオカルコール（１０）とを添加し、２時間、溶液重合させた。
【００６１】
以上のように合成された分散剤の重量平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて求めた。ＧＰＣ装置のカラムとしてはＴＫＳｇｅｌＳｕｐｅｒ１０００，ＴＫＳｇｅｌＳｕｐｅｒ２０００，ＴＫＳｇｅｌＳｕｐｅｒ３０００（東ソー株式会社製）を用い、視差屈折率を利用して定量を行った。なお、キャリヤーとしてはテトラヒドラフラン（ＴＨＦ）を用いた。
測定された重量平均分子量は３５０００であった。
【００６２】
《銅微粒子の製造》
まず、撹拌しながら硝酸銅（５０）を精製水（３００）中に溶解した。
次に、上記のように合成された分散剤（１０）を溶液中に加え、均一に溶解した。
次に、３０分かけてモノエタノールアミン（３０）を攪拌しながらゆっくりと溶液中に添加し、これにより銅イオンを還元して銅微粒子を形成した。水性分散媒相のｐＨは８．５とした。その後２時間、水性分散媒相を５０℃に維持するとともに撹拌を継続した。
次に、水性分散媒に有機分散媒として酢酸エチル（１００）を加え、超音波ミキサーを１０分間かけることにより水性分散媒と有機分散媒とをマイクロエマルジョンとした。
次に、撹拌しながら２０分かけて上記マイクロエマルジョンを６０℃まで昇温した。
次に、撹拌を中止することによりマイクロエマルジョンを静止させ、水性分散媒相と銅微粒子が分散した有機分散媒相との２相に分離した。
次に、有機分散媒相を取り出して精製水（３００）により２回水洗し、平均粒子径８ｎｍの銅微粒子分散液を得た。
【００６３】
《導電性パターン形成用組成物の製造及び導電性パターンの形成（１）》
まず、上記のように得られた有機分散媒を蒸発させ乾固させた。
次に、乾固した有機分散媒を樹脂成分及び硬化剤と混合し、混合物を３本ロールにて混練して導電性パターン形成用組成物を調製した。より詳細には、樹脂成分としてはビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エピコート８２８、油化シェルエポキシ製）と、ダイマー酸をグルシジルエステル化したエポキシ樹脂（ＹＤ−１７１、東都化成製）（以下、ダイマー酸由来のエポキシ樹脂とする）とを用いた。また、硬化剤としてはアミンダクト硬化剤（ＭＹ−２４、味の素製）を用いた。また、上記混合物中において、乾固した有機分散媒を８５重量％、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を３重量％、ダイマー酸由来のエポキシ樹脂を９重量％、アミンダクト硬化剤を３重量％とした。
次に、上記導電性パターン形成用組成物をガラスエポキシ基材上にスクリーン印刷し、オーブン中にて導電性パターン形成用組成物を２０分、１５０℃に加熱して熱硬化させた。
形成された導電性パターンの線幅は３０μｍであり、比抵抗は７×１０−５Ω・ｃｍと良好な導電性を示した。
【００６４】
《導電性パターン形成用組成物の製造及び導電性パターンの形成（２）》
まず、上記のように得られた有機分散媒を蒸発させ乾固させた。
次に、乾固した有機分散媒をイソプロピルアルコールと混合し、導電性パターン形成用組成物を調整した。なお、混合物中において、上記乾固した有機分散媒の割合を２５重量％とした。
次に、上記導電性パターン形成用組成物をガラスエポキシ基材上にインクジェット印刷し、オーブン中にて導電性パターン形成用組成物を２０分、１５０℃に加熱して熱硬化させた。
形成された導電性パターンの線幅は１０μｍであり、比抵抗は８×１０−５Ω・ｃｍと良好な導電性を示した。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、従来と比較して微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターンを形成することができるので、基材への導電性パターンの実装密度を高めることができる。
【００６６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、従来と比較して容易に導電性パターンを形成することができる。
【００６７】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、導電性パターン形成用組成物中の導電性微粒子を分散剤によって確実に分散化することができる。
【００６８】
請求項４記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、微細な導電性パターンを形成することができる。
【００６９】
請求項５記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、分散剤による分散効果とミクロブラウン運動とによって導電性微粒子を分散した状態で安定に保持することができる。
【００７０】
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、導電性パターンを形成することができる。
【００７１】
請求項７記載の発明によれば、請求項６記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、インクジェット方式によって液滴パターンを描画することにより、微細なの液滴パターンを容易に描画することができる。
【００７２】
請求項８記載の発明によれば、請求項７記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、微細な液滴パターンを形成することができる。
請求項９記載の発明によれば、請求項６〜８の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、微細な液滴パターンを形成することができる。
【００７３】
請求項１０記載の発明によれば、従来と比較して微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターンを形成することができるので、基材への導電性パターンの実装密度を高めることができる。
【００７４】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１０記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、析出する導電性微粒子の粒径のバラツキを小さくすることができるとともに酸化反応を進み難くすることができる。また、毒性のあるヒドラジン等を用いて還元する場合と異なり、有害性の少ない条件で還元工程を行うことができる。
【００７５】
請求項１２記載の発明によれば、請求項１０または１１記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、２００℃以上の高温度条件下で還元する場合と異なり、安全な条件で還元工程を行うことができる。
【００７６】
請求項１３記載の発明によれば、請求項１０〜１２の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、導電性微粒子を、水性分散媒相における場合と異なり、酸素に対して遮蔽された状態とすることができる、つまり酸化され難い状態とすることができる。
【００７７】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１３記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、導電性パターン形成用組成物の液滴により描画された液滴パターンを加熱する際に、導電性微粒子同士を確実に融着させることができる、つまり液滴パターンに確実に導電性を付与することができる。
【００７８】
請求項１５記載の発明によれば、従来と比較して微小な導電性微粒子によって微細な導電性パターンを形成することができるので、基材への導電性パターンの実装密度を高めることができる。
【００７９】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１５記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、導電性微粒子と分散剤とを水性分散媒相から有機分散媒相へ安定した状態で相間移動させることができる。
【００８０】
請求項１７記載の発明によれば、請求項１５または１６記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、導電性微粒子と分散剤とを水性分散媒相から有機分散媒相へ安定した状態で相間移動させることができる。
【００８１】
請求項１８記載の発明によれば、請求項１５〜１７の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは勿論のこと、導電性パターン形成用組成物の液滴により描画された液滴パターンを加熱する際に、導電性微粒子同士を確実に融着させることができる、つまり液滴パターンに確実に導電性を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】回路基板を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  基材
２  導電性パターン
【図１】
2004327229.tif 000002