導(dǎo)電膜形成用組合物和導(dǎo)電膜的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及導(dǎo)電膜形成用組合物和使用該組合物的導(dǎo)電膜的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為在基材上形成導(dǎo)電膜的方法，已知一種技術(shù)，將金屬顆粒或金屬氧化物顆粒 的分散體通過印刷法涂布在基材上，進(jìn)行加熱處理使其燒結(jié)，由此形成導(dǎo)電膜或電路基板 中的配線等導(dǎo)電部位。
[0003] 與以往的利用高熱/真空工藝（濺射）或鍍覆處理的配線制作法相比，上述方法 簡便、節(jié)能、節(jié)省資源，因而在下一代電子開發(fā)中大受期待。
[0004] 例如，專利文獻(xiàn)1中公開了含有氧化銅顆粒、銅顆粒和多元醇的分散體以及燒制 上述分散體而得到的金屬薄膜（權(quán)利要求書）。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1 :國際公開第2003/51562號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 發(fā)明要解決的問題
[0009] 然而，本發(fā)明人參考專利文獻(xiàn)1對含有銅顆粒、氧化銅顆粒、具有羥基的還原劑和 溶劑的組合物進(jìn)行了研究，結(jié)果可知，有時所得到的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性不足或者所得到的導(dǎo) 電膜產(chǎn)生空孔（空隙）。需要說明的是，若導(dǎo)電膜中產(chǎn)生空孔，則會導(dǎo)致導(dǎo)電性或耐久性下 降，因此成為問題。
[0010] 因此，鑒于上述實(shí)際情況，本發(fā)明的課題在于提供一種能夠形成導(dǎo)電性優(yōu)異且空 孔少的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電膜形成用組合物和使用該組合物的導(dǎo)電膜的制造方法。
[0011] 用于解決問題的手段
[0012] 本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過混配含有銅以外的 金屬的金屬催化劑，并且使各成分的含量為特定范圍，由此形成可形成導(dǎo)電性優(yōu)異且空孔 少的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電膜形成用組合物，從而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過以下構(gòu)成 可以解決上述課題。
[0013] (1) -種導(dǎo)電膜形成用組合物，其含有平均粒徑為lnm~10μπι的銅顆粒、平均粒 徑為lnm~500nm的氧化銅顆粒、具有羥基的還原劑、含有銅以外的金屬的金屬催化劑和溶 劑，所述氧化銅顆粒的含量相對于所述銅顆粒的含量為50質(zhì)量％~300質(zhì)量％，所述還原 劑的含量相對于所述氧化銅顆粒的含量為100摩爾％~800摩爾％，所述金屬催化劑的含 量相對于所述氧化銅顆粒的含量為10質(zhì)量％以下。
[0014] (2)如上述（1)所述的導(dǎo)電膜形成用組合物，其中，所述還原劑為分子內(nèi)具有2個 以上羥基的化合物。
[0015] (3)如上述⑵所述的導(dǎo)電膜形成用組合物，其中，所述還原劑的沸點(diǎn)為250°C以 下，并且所述還原劑是由后文中的通式（1)或（2)表示的化合物。
[0016] (4)如上述⑴~⑶中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膜形成用組合物，其中，所述金屬催化 劑是含有選自由鈀、鉑、鎳和銀組成的組中的至少一種金屬的金屬催化劑。
[0017] (5)如上述⑴~⑷中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膜形成用組合物，其中，所述金屬催化 劑為鹽化合物。
[0018] (6)如上述⑴~（5)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膜形成用組合物，其中，所述溶劑的溶 解度參數(shù)（SP值）為10~20 (cal/cm3)1/2。
[0019] (7)如上述⑴~（6)中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)電膜形成用組合物，其中，還含有樹脂。
[0020] (8)如上述（7)所述的導(dǎo)電膜形成用組合物，其中，所述樹脂為熱固性樹脂。
[0021] (9) 一種導(dǎo)電膜的制造方法，其具備：涂膜形成工序，將上述（1)~（8)中任一項(xiàng) 所述的導(dǎo)電膜形成用組合物涂布在基材上，形成涂膜；加熱處理工序，對所述涂膜進(jìn)行加熱 處理，形成導(dǎo)電膜。
[0022] (10)如上述（9)所述的導(dǎo)電膜的制造方法，其中，所述加熱處理的溫度為200°C以 下。
[0023] 發(fā)明效果
[0024] 如下所示，根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠形成導(dǎo)電性優(yōu)異且空孔少的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電 膜形成用組合物和使用該組合物的導(dǎo)電膜的制造方法。
【具體實(shí)施方式】
[0025] [導(dǎo)電膜形成用組合物]
[0026] 本發(fā)明的導(dǎo)電膜形成用組合物（下面也簡稱為本發(fā)明的組合物）含有平均粒徑為 lnm~10μπι的銅顆粒、平均粒徑為lnm~500nm的氧化銅顆粒、具有羥基的還原劑、含有銅 以外的金屬的金屬催化劑和溶劑。
[0027] 此處，上述氧化銅顆粒的含量相對于上述銅顆粒的含量為50質(zhì)量％~300質(zhì) 量％，上述還原劑的含量相對于上述氧化銅顆粒的含量為lOOmol%~800mol%，上述金屬 催化劑的含量相對于上述氧化銅顆粒的含量為10質(zhì)量％以下。
[0028] 據(jù)認(rèn)為，對于本發(fā)明的組合物而言，通過獲取這種構(gòu)成，所得到的導(dǎo)電膜成為導(dǎo)電 性優(yōu)異且空孔少的導(dǎo)電膜。
[0029] 其細(xì)節(jié)尚未明確，但推測其大致以下所述。
[0030] 本發(fā)明的組合物含有氧化銅顆粒、銅顆粒和具有羥基的還原劑，因此若對由組合 物形成的涂膜賦予熱、光等能量，則氧化銅顆粒被還原劑所還原，同時被還原的氧化銅顆粒 使銅顆粒熔接。此處，本發(fā)明的組合物含有還原劑和金屬催化劑，因此氧化銅顆粒的還原反 應(yīng)容易進(jìn)行，利用來自氧化銅顆粒的還原銅有效進(jìn)行銅顆粒的熔接。結(jié)果可以認(rèn)為形成了 導(dǎo)電性優(yōu)異且空孔少的導(dǎo)電膜。該點(diǎn)也可由如下內(nèi)容推測得到：如后文中的比較例所示，在 不含有氧化銅的情況（比較例7)、含有氧化銅但氧化銅顆粒的含量相對于銅顆粒的含量未 滿足規(guī)定量的情況（比較例1)、不含有金屬催化劑的情況（比較例5和6)下，導(dǎo)電膜的導(dǎo) 電性不足，而且觀察到大量空孔。
[0031] 另外，本發(fā)明的組合物的特征還在于各成分的含量是特定的。即，還原劑相對于氧 化銅顆粒的含量為一定量以上，因此氧化銅顆粒的還原在體系整體中均勻地進(jìn)行。另外，還 原劑和金屬催化劑的含量為一定量以下，因此還原劑、金屬催化劑在還原后難以作為阻抗 成分而殘留。結(jié)果可以認(rèn)為，形成了導(dǎo)電性優(yōu)異且空孔少的導(dǎo)電膜。這些點(diǎn)也可以由如下 內(nèi)容推測得到：如后文中的比較例所示，在還原劑的含量未滿足一定量的情況（比較例 3)、 還原劑或金屬催化劑的含量超過一定量的情況（比較例2和4)下，導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性不足， 并且觀察到大量空孔。
[0032] 下面，首先對導(dǎo)電膜形成用組合物的各成分進(jìn)行詳述，之后對導(dǎo)電膜的制造方法 進(jìn)行詳述。
[0033]〈銅顆?！?br>[0034] 本發(fā)明的組合物中含有的銅顆粒只要是平均粒徑為lnm~10 μπι的顆粒狀銅就沒 有特別限定。
[0035] 顆粒狀是指小的粒狀，作為其具體例可以舉出球狀、橢圓體狀等。不需要是完整的 球狀或完整的橢圓體，局部也可以變形。
[0036] 銅顆粒的平均粒徑只要為lnm~ΙΟμπι的范圍就沒有特別限制，但其中優(yōu)選為 100nm~8μm，更優(yōu)選為1μm~5μm。
[0037] 需要說明的是，本發(fā)明中的平均粒徑是指平均一次粒徑。對于平均粒徑而言，通過 透射型電子顯微鏡（TEM)觀察，測定至少50個以上銅顆粒的粒徑（直徑），對它們進(jìn)行算術(shù) 平均從而求出平均粒徑。需要說明的是，在觀察圖中，銅顆粒的形狀非正圓狀時，測定長徑 作為直徑。
[0038] 在本發(fā)明的組合物中，銅顆粒的含量相對于組合物整體優(yōu)選為2質(zhì)量％~60質(zhì) 量％、更優(yōu)選為5質(zhì)量％~50質(zhì)量％。另外，銅顆粒的含量相對于組合物中的全部固體成 分優(yōu)選為5質(zhì)量％~80質(zhì)量％、更優(yōu)選為10質(zhì)量％~70質(zhì)量％。
[0039] <氧化銅顆粒>
[0040] 本發(fā)明的組合物中含有的氧化銅顆粒只要是平均粒徑為lnm~500nm的顆粒狀氧 化銅就沒有特別限定。顆粒狀的定義與銅顆粒相同。
[0041] 氧化銅顆粒優(yōu)選為氧化銅（I)顆粒（Cu20顆粒）或氧化銅（II)顆粒（CuO顆粒）， 從能夠廉價獲得的方面和在空氣中更加穩(wěn)定的方面出發(fā)，更優(yōu)選為氧化銅（II)顆粒。
[0042] 氧化銅顆粒的平均粒徑只要是lnm~500nm的范圍就沒有特別限制，但優(yōu)選為 5nm~300nm、更優(yōu)選為10nm~100nm。平均粒徑的測定方法與銅顆粒相同。
[0043] 在本發(fā)明的組合物中，氧化銅顆粒的含量相對于組合物整體為2質(zhì)量％~60質(zhì) 量％、更優(yōu)選為5質(zhì)量％~50質(zhì)量％。另外，氧化銅顆粒的含量相對于組合物中的全部固 體成分優(yōu)選為5質(zhì)量％~80質(zhì)量％、更優(yōu)選為10質(zhì)量％~70質(zhì)量％。
[0044] 在本發(fā)明的組合物中，氧化銅顆粒的含量相對于顆粒的含量為50質(zhì)量％~300質(zhì) 量％。其中，優(yōu)選為80質(zhì)量％~200質(zhì)量％。
[0045] 若氧化銅顆粒的含量相對于銅顆粒的含量超過300質(zhì)量％，則氧化銅的還原無法 充分進(jìn)行，導(dǎo)電性不足。另外，若氧化銅顆粒的含量相對于銅顆粒的含量低于50質(zhì)量％，則 銅顆粒彼此的熔接不充分，空孔增加，導(dǎo)電性不足。
[0046] <還原劑>
[0047] 對于本發(fā)明的組合物中含有的還原劑而言，只要是具有羥基的還原劑（下面也簡 稱為還原劑）且能夠還原氧化銅顆粒、或銅顆粒表面的氧化銅，就沒有特別限制，例如可以 優(yōu)選使用通過加熱處理、光照射處理等能量賦予而發(fā)生分解從而產(chǎn)生碳、氫的原材料。其 中，優(yōu)選為在常溫下對氧化銅顆粒實(shí)質(zhì)上沒有還原性但通過賦予能量從而發(fā)揮還原性的還 原劑（潛在性還原劑）。
[0048] 作為還原劑，可以舉出例如1-癸醇等醇類；抗壞血酸；赤蘚糖醇、木糖醇、核糖醇、 山梨糖醇等糖醇；赤蘚糖、木糖、核糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖、甘油醛等糖類；羥基 丙酮、二羥基丙酮等羥基酮類；1-氨基-2, 3-丙二醇、2-氨基-1，3-丙二醇等氨基醇類；乙 二醇、丙二醇、1，2-丁二醇、2, 3-丁二醇、1，2-戊二醇、1，2-己二醇、1，2-庚二醇、3, 4-庚二 醇、1，2-辛二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、雙季戊四醇、三季戊四醇等多元醇類；乙 醛酸；乙醇酸；聚環(huán)氧乙烷等。
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