导电膜形成用组合物和导电膜的制造方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种能够形成导电性优异且空洞少的导电膜的导电膜形成用组合物以及使用该组合物的导电膜的制造方法。本发明专利技术的导电膜形成用组合物含有平均粒径为1nm～10μm的铜颗粒、平均粒径为1nm～500nm的氧化铜颗粒、具有羟基的还原剂、含有铜以外的金属的金属催化剂和溶剂，所述氧化铜颗粒的含量相对于所述铜颗粒的含量为50质量％～300质量％，所述还原剂的含量相对于所述氧化铜颗粒的含量为100摩尔％～800摩尔％，所述金属催化剂的含量相对于所述氧化铜颗粒的含量为10质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及导电膜形成用组合物和使用该组合物的导电膜的制造方法。
技术介绍
作为在基材上形成导电膜的方法，已知一种技术，将金属颗粒或金属氧化物颗粒 的分散体通过印刷法涂布在基材上，进行加热处理使其烧结，由此形成导电膜或电路基板 中的配线等导电部位。 与以往的利用高热/真空工艺（溅射）或镀覆处理的配线制作法相比，上述方法 简便、节能、节省资源，因而在下一代电子开发中大受期待。 例如，专利文献1中公开了含有氧化铜颗粒、铜颗粒和多元醇的分散体以及烧制 上述分散体而得到的金属薄膜（权利要求书）。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :国际公开第2003/51562号
技术实现思路
专利技术要解决的问题 然而，本专利技术人参考专利文献1对含有铜颗粒、氧化铜颗粒、具有羟基的还原剂和 溶剂的组合物进行了研究，结果可知，有时所得到的导电膜的导电性不足或者所得到的导 电膜产生空孔（空隙）。需要说明的是，若导电膜中产生空孔，则会导致导电性或耐久性下 降，因此成为问题。 因此，鉴于上述实际情况，本专利技术的课题在于提供一种能够形成导电性优异且空 孔少的导电膜的导电膜形成用组合物和使用该组合物的导电膜的制造方法。 用于解决问题的手段 本专利技术人为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，通过混配含有铜以外的 金属的金属催化剂，并且使各成分的含量为特定范围，由此形成可形成导电性优异且空孔 少的导电膜的导电膜形成用组合物，从而完成了本专利技术。即，本专利技术人发现，通过以下构成 可以解决上述课题。 (1) -种导电膜形成用组合物，其含有平均粒径为lnm~10μπι的铜颗粒、平均粒 径为lnm~500nm的氧化铜颗粒、具有羟基的还原剂、含有铜以外的金属的金属催化剂和溶 剂，所述氧化铜颗粒的含量相对于所述铜颗粒的含量为50质量％~300质量％，所述还原 剂的含量相对于所述氧化铜颗粒的含量为100摩尔％~800摩尔％，所述金属催化剂的含 量相对于所述氧化铜颗粒的含量为10质量％以下。 (2)如上述（1)所述的导电膜形成用组合物，其中，所述还原剂为分子内具有2个 以上羟基的化合物。 (3)如上述⑵所述的导电膜形成用组合物，其中，所述还原剂的沸点为250°C以 下，并且所述还原剂是由后文中的通式（1)或（2)表示的化合物。 (4)如上述⑴~⑶中任一项所述的导电膜形成用组合物，其中，所述金属催化 剂是含有选自由钯、铂、镍和银组成的组中的至少一种金属的金属催化剂。 (5)如上述⑴~⑷中任一项所述的导电膜形成用组合物，其中，所述金属催化 剂为盐化合物。 (6)如上述⑴~（5)中任一项所述的导电膜形成用组合物，其中，所述溶剂的溶 解度参数（SP值）为10~20 (cal/cm3)1/2。 (7)如上述⑴~（6)中任一项所述的导电膜形成用组合物，其中，还含有树脂。 (8)如上述（7)所述的导电膜形成用组合物，其中，所述树脂为热固性树脂。 (9) 一种导电膜的制造方法，其具备：涂膜形成工序，将上述（1)~（8)中任一项 所述的导电膜形成用组合物涂布在基材上，形成涂膜；加热处理工序，对所述涂膜进行加热 处理，形成导电膜。 (10)如上述（9)所述的导电膜的制造方法，其中，所述加热处理的温度为200°C以 下。 专利技术效果 如下所示，根据本专利技术，可以提供能够形成导电性优异且空孔少的导电膜的导电 膜形成用组合物和使用该组合物的导电膜的制造方法。【具体实施方式】 本专利技术的导电膜形成用组合物（下面也简称为本专利技术的组合物）含有平均粒径为 lnm~10μπι的铜颗粒、平均粒径为lnm~500nm的氧化铜颗粒、具有羟基的还原剂、含有铜 以外的金属的金属催化剂和溶剂。 此处，上述氧化铜颗粒的含量相对于上述铜颗粒的含量为50质量％~300质 量％，上述还原剂的含量相对于上述氧化铜颗粒的含量为lOOmol%~800mol%，上述金属 催化剂的含量相对于上述氧化铜颗粒的含量为10质量％以下。 据认为，对于本专利技术的组合物而言，通过获取这种构成，所得到的导电膜成为导电 性优异且空孔少的导电膜。 其细节尚未明确，但推测其大致以下所述。 本专利技术的组合物含有氧化铜颗粒、铜颗粒和具有羟基的还原剂，因此若对由组合 物形成的涂膜赋予热、光等能量，则氧化铜颗粒被还原剂所还原，同时被还原的氧化铜颗粒 使铜颗粒熔接。此处，本专利技术的组合物含有还原剂和金属催化剂，因此氧化铜颗粒的还原反 应容易进行，利用来自氧化铜颗粒的还原铜有效进行铜颗粒的熔接。结果可以认为形成了 导电性优异且空孔少的导电膜。该点也可由如下内容推测得到：如后文中的比较例所示，在 不含有氧化铜的情况（比较例7)、含有氧化铜但氧化铜颗粒的含量相对于铜颗粒的含量未 满足规定量的情况（比较例1)、不含有金属催化剂的情况（比较例5和6)下，导电膜的导 电性不足，而且观察到大量空孔。 另外，本专利技术的组合物的特征还在于各成分的含量是特定的。即，还原剂相对于氧 化铜颗粒的含量为一定量以上，因此氧化铜颗粒的还原在体系整体中均匀地进行。另外，还 原剂和金属催化剂的含量为一定量以下，因此还原剂、金属催化剂在还原后难以作为阻抗 成分而残留。结果可以认为，形成了导电性优异且空孔少的导电膜。这些点也可以由如下 内容推测得到：如后文中的比较例所示，在还原剂的含量未满足一定量的情况（比较例 3)、 还原剂或金属催化剂的含量超过一定量的情况（比较例2和4)下，导电膜的导电性不足， 并且观察到大量空孔。 下面，首先对导电膜形成用组合物的各成分进行详述，之后对导电膜的制造方法 进行详述。〈铜颗粒〉 本专利技术的组合物中含有的铜颗粒只要是平均粒径为lnm~10 μπι的颗粒状铜就没 有特别限定。 颗粒状是指小的粒状，作为其具体例可以举出球状、椭圆体状等。不需要是完整的 球状或完整的椭圆体，局部也可以变形。 铜颗粒的平均粒径只要为lnm~ΙΟμπι的范围就没有特别限制，但其中优选为 100nm~8μm，更优选为1μm~5μm。 需要说明的是，本专利技术中的平均粒径是指平均一次粒径。对于平均粒径而言，通过 透射型电子显微镜（TEM)观察，测定至少50个以上铜颗粒的粒径（直径），对它们进行算术 平均从而求出平均粒径。需要说明的是，在观察图中，铜颗粒的形状非正圆状时，测定长径 作为直径。 在本专利技术的组合物中，铜颗粒的含量相对于组合物整体优选为2质量％~60质 量％、更优选为5质量％~50质量％。另外，铜颗粒的含量相对于组合物中的全部固体成 分优选为5质量％~80质量％、更优选为10质量％~70质量％。 <氧化铜颗粒> 本专利技术的组合物中含有的氧化铜颗粒只要是平均粒径为lnm~500nm的颗粒状氧 化铜就没有特别限定。颗粒状的定义与铜颗粒相同。 氧化铜颗粒优选为氧化铜（I)颗粒（Cu20颗粒）或氧化铜（II)颗粒（CuO颗粒）， 从能够廉价获得的方面和在空气中更加稳定的方面出发，更优选为氧化铜（II)颗粒。 氧化铜颗粒的平均粒径只要是lnm~500nm的范围就没有特别限制，但优选为 5nm~300nm、更优选为10nm~100nm。平均粒径的测定方法与铜颗粒相同。 在本专利技术的组合物中，氧化铜颗粒的含量相对于组合物整体为2质量％~60质 量％、更优选为5质量％~50质量％。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电膜形成用组合物，其含有平均粒径为1nm～10μm的铜颗粒、平均粒径为1nm～500nm的氧化铜颗粒、具有羟基的还原剂、含有铜以外的金属的金属催化剂和溶剂，所述氧化铜颗粒的含量相对于所述铜颗粒的含量为50质量％～300质量％，所述还原剂的含量相对于所述氧化铜颗粒的含量为100摩尔％～800摩尔％，所述金属催化剂的含量相对于所述氧化铜颗粒的含量为10质量％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：津山博昭，渡边徹，早田佑一，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP