[go: up one dir, main page]

TW202122505A - 低溫成形用導電性組成物及帶導電膜的基板 - Google Patents

低溫成形用導電性組成物及帶導電膜的基板 Download PDF

Info

Publication number
TW202122505A
TW202122505A TW109140939A TW109140939A TW202122505A TW 202122505 A TW202122505 A TW 202122505A TW 109140939 A TW109140939 A TW 109140939A TW 109140939 A TW109140939 A TW 109140939A TW 202122505 A TW202122505 A TW 202122505A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
mass
film
conductive
forming agent
conductive film
Prior art date
Application number
TW109140939A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI874498B (zh
Inventor
杉山高啓
沼口穣
Original Assignee
日商則武股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商則武股份有限公司 filed Critical 日商則武股份有限公司
Publication of TW202122505A publication Critical patent/TW202122505A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI874498B publication Critical patent/TWI874498B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102Metallic powder coated with organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

根據本發明,提供一種低溫成形用導電性組成物,其包含導電性粉末(A)、樹脂黏合劑(B)、膜形成劑(C)以及溶媒(D),且用於在130℃以下的低溫下成形導電膜。所述導電性粉末(A)的至少一部分於表面附著有羧酸系表面處理劑。所述膜形成劑(C)為於25℃下不溶於所述溶媒(D)、且於成形所述導電膜時可溶於所述溶媒(D)的化合物。

Description

低溫成形用導電性組成物及帶導電膜的基板
本發明是有關於一種低溫成形用導電性組成物及帶導電膜的基板。 再者,本申請案主張基於2019年12月12日提出申請的日本專利申請案2019-224163號的優先權,並將該申請案的全部內容作為參照而組入本說明書中。
先前,為了形成電子零件等的電極或配線圖案而廣泛使用導電性組成物(例如,參照專利文獻1~專利文獻6)。例如,於在暴露於高溫時性能會降低般的基板(例如,塑膠基板)上形成電極或配線圖案的情況下,可較佳地利用能夠於常溫(25℃)~200℃這一比較低的溫度下成形導電膜的導電性組成物。與此相關,專利文獻1中揭示有一種導電性組成物,其是將導電性粉末、熱硬化性樹脂以及稀釋劑攪拌混合並製備為糊狀(包含漿料狀、油墨狀)而成。專利文獻1中記載有:於在基板上以所期望的圖案賦予導電性組成物後,在150℃下進行加熱,使熱硬化性樹脂硬化,藉此於基板上成形導電膜。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利申請案公開2016-106356號公報 [專利文獻2]日本專利申請案公開2016-100134號公報 [專利文獻3]日本專利第4702499號公報 [專利文獻4]日本專利申請案公開2014-002992號公報 [專利文獻5]日本專利申請案公開2014-107533號公報 [專利文獻6]日本專利申請案公開2004-137345號公報
但是,為了擴大基材的變化(variation)而亦能夠應用於例如聚碳酸酯(polycarbonate,PC)製的基板等,需要將成形導電膜時的溫度設定得更低。此外,根據本發明者等人的研究,所述導電膜有時膜強度不足而缺乏耐久性。更具體而言,例如若於電子設備的組裝或使用時受到衝擊或施加有負荷,則有時導電膜會變形或剝落而產生斷線或絕緣不良等不良情況。因此,本發明者等人考慮有:於導電性組成物中添加已知可提高樹脂的強度的添加劑、例如被稱為膜形成劑或反應促進劑等般的添加劑,來提高導電膜的強度。然而,若對所謂的一液型導電性組成物隨便添加此種添加劑,則有時例如於導電性組成物的保管時,黏度會上升而處理性惡化,或者導電性組成物凝膠化而無法成形導電膜。另外,有時成形後的導電膜的體積電阻率變高,電氣傳導性達不到實用水準。
本發明是鑑於所述方面而成,其目的在於提供一種經日穩定性優異、且能夠成形兼具高的膜強度與電氣傳導性的導電膜的低溫成形用導電性組成物。
根據本發明,提供一種低溫成形用導電性組成物,其包含導電性粉末(A)、樹脂黏合劑(B)、膜形成劑(C)以及溶媒(D),且用於在130℃以下的低溫下成形導電膜。所述導電性粉末(A)的至少一部分於表面附著有羧酸系表面處理劑。所述膜形成劑(C)為於25℃下不溶於所述溶媒(D)、且於成形所述導電膜時可溶於所述溶媒(D)的化合物。
所述結構的低溫成形用導電性組成物於在常溫(25℃)下保管時,樹脂黏合劑(B)溶解於溶媒(D),且膜形成劑(C)不溶解於溶媒(D)。藉此,即便為所謂的一液型,於保管時低溫成形用導電性組成物亦不易增稠,可實現優異的經日穩定性。另外,於成形導電膜時,膜形成劑(C)溶解於溶媒(D),並作用於導電性粉末(A)的表面,藉此,即便為130℃以下的低溫,亦可實現兼具高的膜強度與電氣傳導性的導電膜。
再者,於本說明書中,所謂「膜形成劑(C)不溶於溶媒(D)」,是指於按照後述的順序進行溶解性評價時,膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的溶解度小於3質量%。另外,於本說明書中,所謂「膜形成劑(C)可溶於溶媒(D)」,是指於按照後述的順序進行溶解性評價時,膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的溶解度為3質量%以上。
於此處所揭示的較佳的一態樣中,所述膜形成劑(C)的含有比例相對於所述樹脂黏合劑(B)100質量份而為5質量份以上且150質量份以下。藉此,可更穩定地發揮此處所揭示的技術效果,並且可提高導電膜的電氣傳導性。
於此處所揭示的較佳的一態樣中,所述膜形成劑(C)包含有機鋯化合物、有機鈦化合物、有機鋁化合物、有機錫化合物中的至少一種有機金屬化合物。藉此,可更穩定地發揮此處所揭示的技術效果,並且可提高導電膜的電氣傳導性。
於此處所揭示的較佳的一態樣中,於將所述膜形成劑(C)與所述溶媒(D)的合計設為100質量%時,所述膜形成劑(C)的含有比例為4質量%以上且25質量%以下。藉此,可更穩定地發揮此處所揭示的技術效果。
於此處所揭示的較佳的一態樣中,所述樹脂黏合劑(B)包含重量平均分子量為1500以上的熱硬化性樹脂。藉此,可提高導電膜對於基材的接著性及膜強度中的至少一個。
於此處所揭示的較佳的一態樣中,所述樹脂黏合劑(B)包含重量平均分子量為3000以上的熱塑性樹脂。藉此,可提高導電膜對於基材的接著性及膜強度中的至少一個。
於此處所揭示的較佳的一態樣中,不含硬化劑、或者相對於樹脂黏合劑(B)100質量份而硬化劑小於1質量份。藉此,可提高經日穩定性及電氣傳導性中的至少一個。
於此處所揭示的較佳的一態樣中,用於在110℃以下的溫度下成形所述導電膜。藉此,對於耐熱溫度低的塑膠基板、例如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)製的基板或聚碳酸酯(PC)製的基板亦可適宜地成形導電膜。
另外,根據本發明,提供一種帶導電膜的基板,其包括:基板、以及成形於所述基板上且包含所述低溫成形用導電性組成物的乾燥體的導電膜。所述導電膜即便於在例如130℃以下的低溫下成形導電膜的情況下,亦可將體積電阻率抑制得小。較佳為可將例如於100℃下煆燒2小時後的體積電阻率抑制為100 μΩ·cm以下。
以下,對本發明的適宜的實施形態進行說明。再者,本說明書中特別提及的事項(例如,低溫成形用導電性組成物的組成)以外的事情且本發明的實施中所需的事情(例如,低溫成形用導電性組成物的製備方法或導電膜的成形方法、帶導電膜的基板的製造方法等)可基於由本說明書所指點的技術內容與該領域中的本領域技術人員的一般的技術常識來理解。本發明可基於本說明書中所揭示的內容與該領域中的技術常識來實施。
再者,於本說明書中,所謂「導電膜」,是指使低溫成形用導電性組成物於樹脂黏合劑不會變質的溫度(130℃以下、例如110℃以下)下乾燥而成的膜狀的乾燥體。導電膜包含配線(線狀體)、配線圖案、整體圖案。另外,於本說明書中,所謂「常溫」,是指25℃。另外,於本說明書中,所謂「相互作用」,包含:於分子間形成共價鍵;以及形成比共價鍵弱的分子間力、例如離子與偶極子的相互作用、偶極子間的相互作用、氫鍵、凡得瓦力(Van der Waals force)鍵等之類的作用於分子間的力。另外,於本說明書中,表示範圍的「X~Y」的表述包含X以上且Y以下的含義、以及「較佳為大於X」及「較佳為小於Y」的含義。
《低溫成形用導電性組成物》 此處所揭示的低溫成形用導電性組成物(以下,有時簡稱為「組成物」)為所謂的一液型、且用於在130℃以下的低溫下成形導電膜。於一例中,出於如下目的而使用:將組成物塗佈於基材上後,在比常溫(25℃)高且為120℃以下、進而30℃~110℃、50℃~100℃、例如80℃~100℃的溫度下進行加熱乾燥,藉此成形導電膜。組成物的賦予例如可利用網版印刷或平板印刷等進行。於平板印刷中,於將附著於版的組成物暫時轉印(offset)到橡膠毯等中間轉印體後,塗佈於基材。作為平板印刷的典型例,可列舉使用平版的平版平板印刷或使用凸版的乾式平板印刷等。此處所揭示的組成物可作為網版印刷用或平板印刷用而適宜地使用。此處所揭示的組成物包含導電性粉末(A)、樹脂黏合劑(B)、膜形成劑(C)以及溶媒(D)作為必需成分。以下,對各構成成分依次進行說明。
<導電性粉末(A)> 導電性粉末為對導電膜賦予電氣傳導性的成分。導電性粉末的種類並無特別限定,例如可根據用途等,自先前公知者中單獨使用一種、或者適宜地組合使用兩種以上。雖無特別限定,但作為導電性粉末,例如可例示:金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鎳(Ni)、釕(Ru)、銠(Rh)、鎢(W)、銥(Ir)、鋨(Os)等金屬單質、及該些的混合物或合金、核殼粒子等。
作為合金,例如可列舉:銀-鈀(Ag-Pd)、銀-鉑(Ag-Pt)、銀-銅(Ag-Cu)等銀合金。核殼粒子例如具有:核部、以及被覆核部的表面的至少一部分的包含金屬的被覆部。作為被覆至少一部分的金屬,例如可列舉:金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鎳(Ni)、釕(Ru)、銠(Rh)、鎢(W)、銥(Ir)、鋨(Os)等。
於適宜的一態樣中,導電性粉末包含銀系粒子。銀的成本比較低,且電氣傳導率高。因此,藉由導電性粉末包含銀系粒子,可實現成本與低電阻的平衡優異的導電膜。再者,於本說明書中,所謂「銀系粒子」,包含含有銀成分的粒子全部。作為銀系粒子的一例,例如可例示:銀單質、所述銀合金、以銀系粒子為殼的核殼粒子等。
另外,於併用兩種以上的導電性粉末的情況下,第一導電性粉末與第二導電性粉末的混合比並無特別限定。作為一例,就低電阻的觀點而言,於將體積電阻率相對小的第一導電性粉末(例如,銀系粒子)設為100質量份的情況下,可將體積電阻率相對大的第二導電性粉末(例如,銀系粒子以外的導電性粉末)的含量設為大致100質量份以下、例如75質量份以下、50質量份以下、25質量份以下、15質量份以下、10質量份以下、5質量份以下、1質量份以下、0.5質量份以下、0.1質量份以下。
導電性粉末的形狀並無特別限定。導電性粉末例如可為球狀、薄片狀、針狀、不定形形狀等。就減低製造成本的觀點等而言,導電性粉末可為球狀。就提高電氣傳導性的觀點等而言,導電性粉末可為薄片狀。再者,於本說明書中,所謂「球狀」,表示作為整體而看作大致球體(球(ball))的形態,且為亦包含橢圓狀、多角體狀、圓盤球狀等的用語。於本說明書中,所謂「球狀」,例如是指平均縱橫比為1.0~2.0、較佳為1.5以下。另外,於本說明書中,所謂「薄片狀」,為亦包含鱗片狀、板狀等的用語,是指平均縱橫比為大致2以上、典型的是3以上、例如5~50、8~40、進而10~30。另外,於本說明書中,所謂「平均縱橫比」,是指利用電子顯微鏡對構成導電性粉末的多個導電性粒子進行觀察,並根據所獲得的觀察圖像而算出的縱橫比的算術平均值(長徑/短徑比,典型的是長徑/厚度比)。
雖無特別限定,但導電性粉末的D50 粒徑可為大致0.1 μm以上、典型的是0.5 μm以上、例如0.8 μm以上、進而1 μm以上,且為大致10 μm以下、7 μm以下、例如5 μm以下、進而3 μm以下。藉由將D50 粒徑設為規定值以上,可高度抑制溶媒中的導電性粉末的凝聚,提高經日穩定性(壽命)。進而,導電膜中的導電性粒子的界面變少,可提高電氣傳導性。另外,藉由將D50 粒徑設為規定值以下,可使組成物具有適宜的流動性(黏度),可提高成形導電膜時的塗敷性或處理性。進而,可穩定地形成薄膜狀或細線狀的導電膜。再者,於本說明書中,所謂「D50 粒徑」,是指於基於雷射繞射-散射法的體積基準的粒度分佈中,自粒徑小的一側起相當於累計值50%的粒子徑。
構成導電性粉末的導電性粒子的至少一部分於表面附著有羧酸系表面處理劑。羧酸系表面處理劑具有於溶媒(D)中提高導電性粉末(A)的分散性、或者防止導電性粉末(A)的表面氧化的功能。羧酸系表面處理劑具有與後述的膜形成劑(C)產生相互作用的結構部分(典型的是官能基)。作為可與膜形成劑(C)產生相互作用的官能基,例如可列舉酚性羥基、羧基、酯鍵結基等含氧基。其中,較佳為羧基。就以高水準發揮此處所揭示的技術效果的觀點而言,導電性粉末(A)可將附著有羧酸系表面處理劑的導電性粒子作為主體(超過整體的50質量%的成分)而構成,附著有羧酸系表面處理劑的導電性粒子可為導電性粉末(A)整體的大致60質量%以上、例如80質量%以上,實質上可佔100質量%(95質量%以上)。
再者,附著有羧酸系表面處理劑的導電性粒子可購入市售品,亦可利用先前公知的方法來製作。作為一例,可藉由使金屬粉末與羧酸或其鹽於液相中進行反應來製作。羧酸或其鹽的種類並無特別限定,可自先前公知者中單獨使用一種、或者適宜地組合使用兩種以上。雖無特別限定,但作為羧酸,例如可例示:癸酸(decanoic acid)(癸酸(capric acid))、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸等飽和脂肪族單羧酸(飽和脂肪酸);壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等飽和脂肪族二羧酸;油酸、亞麻油酸(linoleic acid)、次亞麻油酸(linolenic acid)等不飽和脂肪族單羧酸(不飽和脂肪酸);富馬酸、馬來酸、衣康酸、中康酸、檸康酸、二聚酸、三聚酸、環己烷二羧酸等不飽和脂肪族二羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、苯基丁酸、苯氧基乙酸、抗壞血酸、萘二羧酸等芳香族羧酸、或該些的烷基取代體、烯基取代體;酸酐等。
於適宜的一態樣中,作為表面處理劑的羧酸的碳數可為大致5以上、例如10以上、進而15以上。藉此,可更良好地提高溶媒(D)中的導電性粉末(A)的分散穩定性。作為一例,可列舉碳數8~12的中鏈脂肪酸、或碳數14以上的長鏈脂肪酸。另外,作為羧酸的鹽,例如可例示鹼金屬鹽(例如,鈉鹽或鉀鹽)、或鹼土金屬鹽(例如,鎂鹽或鈣鹽)等。雖無特別限定,但表面處理劑的附著量例如相對於導電性粉末100質量份而可為大致0.01質量份~3質量份、例如0.01質量份~1質量份左右。
雖無特別限定,但導電性粉末(A)於組成物整體中所佔的比例可為大致40質量%以上、典型的是50質量%~95質量%、例如55質量%~90質量%、60質量%~85質量%、65質量%~80質量%。藉由滿足所述範圍,可適宜地形成電氣傳導性優異的導電膜。另外,塗敷性或處理性變良好,可穩定地成形導電膜。
<樹脂黏合劑(B)> 樹脂黏合劑為對導電膜賦予接著性或耐久性的成分。再者,於本實施形態中,由於導電膜的成形溫度為低溫,因此後述的樹脂黏合劑的性狀於導電膜的狀態下亦可得以維持。樹脂黏合劑可於常溫(25℃)下均質地溶解於後述的溶媒(D)中。即,於組成物的保管時,較佳為以目視不會確認到溶解殘留,樹脂黏合劑與溶媒(D)生成均質相的混合物、即溶體。樹脂黏合劑於常溫(25℃)下亦可為液狀。藉此,於常溫下容易溶解於溶媒(D)中。樹脂黏合劑並無特別限定,例如可根據基材的種類或導電膜所要求的特性等,自先前公知者中單獨使用一種、或者適宜地組合使用兩種以上。
樹脂黏合劑可為能量硬化性樹脂、例如熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂等,亦可為塑性樹脂、例如熱塑性樹脂。雖無特別限定,但作為熱硬化性樹脂,例如可例示環氧樹脂(B1)、酚樹脂、脲樹脂、三聚氰胺樹脂、醇酸樹脂、不飽和聚酯樹脂、矽樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂等。作為熱塑性樹脂,例如可例示:熱塑性聚酯樹脂(B2)、縮丁醛樹脂(B3)、纖維素樹脂(B4)、(甲基)丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯樹脂等。其中,就提高導電膜的耐久性、例如耐磨耗性、耐化學品性、耐水性、耐濕性中的至少一個的觀點而言,較佳為熱硬化性樹脂。另外,於熱塑性樹脂中,較佳為非結晶性樹脂(處於非晶質狀態的樹脂)。
作為環氧樹脂(B1),例如可例示:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂等。作為市售品,例如可例示三菱化學股份有限公司製造的JER(註冊商標)系列、艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造的EP系列、日本化藥股份有限公司製造的NC系列、EPPN系列、EOCN系列、迪愛生(DIC)股份有限公司製造的艾匹克隆(EPICLON)系列等。
作為熱塑性聚酯樹脂(B2),例如可例示:聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate,PBT)、聚萘二甲酸丁二酯(polybutylene naphthalate,PBN)等。聚酯樹脂可為可溶於有機溶媒的非晶性。作為市售品,例如可例示東洋紡股份有限公司製造的維龍(vylon)(註冊商標)系列、尤尼吉可(Unitika)股份有限公司製造的艾力特魯(elitel)系列等。
作為縮丁醛樹脂(B3),例如可例示乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇縮丁醛(polyvinyl butyral,PVB)等。作為市售品,例如可例示積水化學工業股份有限公司製造的艾斯萊克(S-LEC)系列、可樂麗(Kuraray)股份有限公司製造的莫比塔魯(mowital)系列等。
纖維素樹脂(B4)包含源自纖維素的化合物(纖維素衍生物)全部。作為纖維素樹脂,例如可例示:乙基纖維素(ethyl cellulose,EC)、羥基乙基纖維素(hydroxy ethyl cellulose,HEC)、乙基甲基纖維素(ethyl methyl cellulose,EMC)、羥基乙基甲基纖維素(hydroxy ethyl methyl cellulose,HEMC)、硝基纖維素、二乙醯基纖維素等。作為市售品,例如可例示信越化學工業股份有限公司製造的邁特羅斯(metolose)(註冊商標)、陶氏化學(DOW Chemical)股份有限公司製造的艾特賽璐(ETHOCEL)(註冊商標)系列等。
雖無特別限定,但熱硬化性樹脂(例如,環氧樹脂)的重量平均分子量可為大致100以上、典型的是500以上、例如1000以上、較佳為1500以上、進而2000以上,且為大致5萬以下、1萬以下、典型的是7000以下、例如5000以下、進而3000以下的比較高的分子量。另外,熱塑性樹脂(例如,熱塑性聚酯樹脂)的重量平均分子量可為大致1000以上、較佳為3000以上、典型的是5000以上、1萬以上、例如1萬4000以上、進而2萬以上,且為大致5萬以下、例如3萬以下。
若重量平均分子量為規定值以上,則可提高對於基材的接著性或膜強度,並且可提高導電膜的緻密性。若重量平均分子量為規定值以下,則可提高塗敷性或處理性。另外,於保管時不易產生增稠,可將有效使用期間設定得長。再者,於本說明書中,所謂「重量平均分子量」,是指藉由凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)進行測定,並使用標準聚苯乙烯校準曲線進行換算而得的重量基準的平均分子量。
樹脂黏合劑可具有用於與導電性粉末(A)及後述的膜形成劑(C)中的至少一種產生相互作用的結構部分(典型的是官能基)。作為一例,樹脂黏合劑可包含具有羥基的含羥基樹脂。樹脂黏合劑的羥基價可為例如5 mgKOH/g以上、10 mgKOH/g以上、100 mgKOH/g以上,且可為大致500 mgKOH/g以下、例如300 mgKOH/g以下、200 mgKOH/g以下。若羥基價為規定值以上,則導電性粉末與樹脂黏合劑容易產生相互作用,容易形成緻密且膜強度高的導電膜。若羥基價為規定值以下,則可抑制溶媒的使用量,並且可提高塗敷性或處理性。
雖無特別限定,但樹脂黏合劑(B)於組成物整體中所佔的比例可為大致1質量%~20質量%、例如5質量%~15質量%。雖無特別限定,但於將導電性粉末(A)的整體設為100質量份時,樹脂黏合劑(B)的含有比例可為大致1質量份~20質量份、例如5質量份~15質量份、7質量份~10質量份。藉由滿足所述範圍,可適宜地形成對於基材的接著性或耐久性優異、且體積電阻率被抑制得低的導電膜。
<膜形成劑(C)> 膜形成劑為於成形導電膜時與導電性粉末(A)的表面產生相互作用來提高導電膜的特性(例如,膜強度及電氣傳導性中的至少一個)的成分。再者,於本實施形態中,由於導電膜的成形溫度為低溫,因此後述的膜形成劑的性狀於導電膜的狀態下亦可得以維持。膜形成劑於常溫(25℃)下不溶於後述的溶媒(D)。因此,於組成物的保管時,膜形成劑懸浮於溶媒(D)中、或者沈降於容器的底。膜形成劑於常溫(25℃)下亦可為固體狀。藉此,於常溫下不易溶解於溶媒(D)。膜形成劑於成形導電膜時可溶於溶媒(D)。膜形成劑的熔點可為大致30℃~120℃、例如50℃~80℃。
作為膜形成劑,只要滿足以下條件、即、(a)於常溫下不溶於溶媒;(b)於成形導電膜時可溶於溶媒;(c)於成形導電膜時與導電性粉末產生相互作用,則並無特別限定,例如可根據樹脂黏合劑(B)的種類等,自例如已知於成形導電膜時有皮膜形成及反應促進中的至少一個效果的化合物中,單獨使用一種、或者適宜地組合使用兩種以上。雖無特別限定,但作為膜形成劑,例如可例示有機金屬化合物(C1)、三級胺化合物(C2)等。
作為有機金屬化合物(C1),例如可例示:有機鋯化合物、有機鈦化合物、有機鋁化合物、有機錫化合物等。作為有機鋯化合物,例如可例示:醇鋯、鋯螯合物、醯化鋯等。作為有機鈦化合物,例如可例示:醇鈦、鈦螯合物、醯化鈦等。作為有機鋁化合物,例如可例示:醇鋁、鋁螯合物、醯化鋁等。作為有機錫化合物,例如可例示:醇錫、錫螯合物、醯化錫等。更具體而言,例如可例示:四乙醯丙酮酸鋯、四硬脂基鈦酸鹽、三乙醯丙酮酸鋁、雙乙基乙醯乙酸鋁、三乙基乙醯乙酸鋁、二辛基氧化錫、二丁基氧化錫、單丁基氧化錫、二丁基二乙酸錫等。其中,就環境性或安全性的觀點而言,較佳為有機鋯化合物、有機鈦化合物、有機鋁化合物。
作為三級胺化合物(C2),可例示:具有二甲基脲基的二甲基脲化合物、例如由異佛爾酮二異氰酸酯與二甲基胺而得的二甲基脲化合物、由間苯二甲基二異氰酸酯與二甲基胺而得的二甲基脲化合物、由六亞甲基二異氰酸酯與二甲基胺而得的二甲基脲化合物等脂肪族二甲基脲化合物,或3-苯基-1,1-二甲基脲、二氮雜雙環十一烯(diazabicycloundecene,DBU)、二氮雜雙環壬烯(diazabicyclononene,DBN)等芳香族二甲基脲化合物。三級胺化合物可藉由與環氧樹脂(B1)併用而發揮特別高的效果。
雖無特別限定,但膜形成劑(C)於組成物整體中所佔的比例可為大致0.05質量%~30質量%、例如0.5質量%~20質量%、1質量%~15質量%。雖無特別限定,但於將樹脂黏合劑(B)設為100質量份時,膜形成劑(C)的含有比例(phr)可為大致3質量份以上、典型的是5質量份以上、例如8質量份以上、較佳為10質量份以上,且為大致200質量份以下、典型的是150質量份以下、例如100質量份以下、較佳為50質量份以下。藉由將膜形成劑(C)的含有比例設為規定值以上,可以更高的水準發揮此處所揭示的技術效果。另外,藉由將膜形成劑(C)的含有比例設為規定值以下,可減低導電膜中的有機成分的比例,提高電氣傳導性。
雖無特別限定,但組成物中的膜形成劑(C)的濃度、即、將膜形成劑(C)與所述溶媒(D)的合計((C)+(D))設為100質量%時的膜形成劑(C)的比例可為大致1質量%以上、典型的是2質量%以上、例如3質量%以上、較佳為4質量%以上、進而5質量%以上,且為大致30質量%以下、較佳為25質量%以下、典型的是20質量%以下、例如15質量%以下。藉此,容易呈現出所述性狀(a)~性狀(c),因此可更穩定地發揮此處所揭示的技術效果。另外,可減低導電膜中的有機成分的比例,提高電氣傳導性。
<溶媒(D)> 溶媒為藉由使所述(A)~(C)分散或溶解並調整組成物的黏度或觸變性而提高塗敷性或處理性的成分。作為溶媒,只要於常溫下膜形成劑(C)不溶、且於成形導電膜時膜形成劑(C)可溶,則並無特別限定,例如可根據樹脂黏合劑(B)或膜形成劑(C)的種類、組成物的賦予方法等,自先前公知者中單獨使用一種、或者適宜地組合使用兩種以上。
溶媒典型的是包含有機溶劑的有機溶媒。溶媒較佳為於常溫下使樹脂黏合劑(B)可溶。藉此,可高度抑制常溫下的導電性粉末的凝聚,更良好地提高經日穩定性。另外,於網版印刷用的組成物、即、藉由網版印刷將組成物賦予至基材上的情況下,溶媒的沸點(於併用多種溶媒的情況下,為至少一種溶媒的沸點)可為大致200℃~300℃。另一方面,於平板印刷用的組成物、即、藉由平板印刷將組成物賦予至基材上的情況下,溶媒的沸點(於併用多種溶媒的情況下,為至少一種溶媒的沸點)可為140℃~230℃。藉此,可提高導電膜形成時的處理性,使處理性與經日穩定性高度平衡。
雖無特別限定,但作為有機溶劑,例如可例示:乙二醇單甲醚(甲基溶纖劑)、乙二醇單乙醚(溶纖劑)、二乙二醇單丁醚(丁基卡必醇)、二丙二醇甲醚、丙二醇苯基醚等二醇醚系溶劑;乙二醇、丙二醇、二乙二醇等二醇系溶劑;乙二醇單乙醚乙酸酯(溶纖劑乙酸酯)、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯、環己基乙酸酯、丙二醇1-單甲醚2-乙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯等乙酸酯系溶劑;異佛爾酮、環己酮、二丙酮醇等酮系溶劑;萜品醇、二氫萜品醇、二氫丙酸萜品酯、苄醇、1-苯氧基-2-丙醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇等醇系溶劑;酯系溶劑等。其中,較佳為包含二乙二醇單丁醚乙酸酯等乙酸酯系溶劑、異佛爾酮等酮系溶劑、1-苯氧基-2-丙醇等醇系溶劑中的至少一種。
<其他成分> 只要不顯著損及此處所揭示的技術效果,則組成物除了可含有所述(A)~(D)的成分以外,亦可視需要含有各種添加成分。作為添加成分,可自先前公知者中單獨使用一種、或者適宜地組合使用兩種以上。作為添加成分的一例,例如可例示:硬化劑(E)、界面活性劑、調平劑、增稠劑、濕潤劑、分散劑、消泡劑、抗靜電劑、凝膠化防止劑、塑化劑、穩定化劑、抗氧化劑、防腐劑、著色劑(顏料、染料)、填充劑(無機填充劑、有機填充劑)等。硬化劑(E)例如為可與所述樹脂黏合劑反應而形成交聯結構的成分。作為硬化劑,例如可例示:咪唑系硬化劑、胺系硬化劑、酸酐系硬化劑、酚系硬化劑、醯胺系硬化劑、異氰酸酯系硬化劑、有機膦類等。
雖無特別限定,但於組成物中包含添加成分的情況下,添加成分於組成物整體中所佔的比例可為大致5質量%以下、典型的是3質量%以下、例如2質量%以下、較佳為1質量%以下。藉由將添加成分的含有比例設為規定值以下,可減低導電膜中的有機成分的比例,提高電氣傳導性。另外,由於會對經日穩定性造成影響,因此於將樹脂黏合劑(B)設為100質量份時,硬化劑(E)的含有比例可大致小於1質量份、較佳為0.5質量份以下、例如0.3質量份以下、進而實質上並不包含(0.1質量份以下)。該含量為本質上不會顯現出硬化劑(E)的硬化作用的量。藉由將硬化劑(E)的含有比例設為規定值以下,可以更高的水準穩定地發揮此處所揭示的技術效果。
<帶導電膜的基板> 根據所述組成物,典型的是可藉由130℃以下的加熱來形成導電膜。因此,所述組成物可較佳地於如下用途中使用:於包含耐熱性低的材質的基板上形成電極或配線圖案。
圖1是帶導電膜的基板10的示意性剖面圖。帶導電膜的基板10包括:基板12、以及形成於基板12上的導電膜14。基板12例如可為包含聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚碸(polyether sulfone,PES)、聚碸(polysulfone,PSF)、聚醚醯亞胺(polyetherimide,PEI)、聚芳酯(polyarylate,PAR)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚醚醚酮(polyether-ether-ketone,PEEK)、聚氯乙烯等樹脂的塑膠基板。視需要,基板12中亦可調配抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗靜電劑、潤滑劑、塑化劑、著色劑(顏料、染料)、填充劑(無機填充劑、有機填充劑)等各種添加劑。另外,亦可於基板12的一部分或全部的表面形成例如導電層、絕緣性保護層、反射防止層、光學調整層、防濕層等基底層(塗層)。
導電膜14包含所述組成物的乾燥體。所述組成物不含硬化劑(E)、或者即便包含亦被抑制為本質上不會顯現出硬化作用的程度的含有比例。因此,導電膜14中實質上不會產生樹脂黏合劑(B)的聚合或化學交聯。於導電膜14中,可大致維持作為組成物時的樹脂黏合劑(B)或膜形成劑(C)的性狀。
導電膜14是以預先規定的圖案形成。於該實施形態中,在基板12的其中一表面以規定的間隔形成獨立的多個導電膜14。導電膜14可如圖1所示般僅配置於基板12的單面,亦可配置於基板12的兩面。導電膜14可僅配置於基板12的一部分,或者亦可遍及基板12的整個面而配置。於導電膜14中,膜強度高而耐久性優異,並且體積電阻率得到減低而實現良好的導電性。例如,於100℃下乾燥2小時後的體積電阻率可為大致500 μΩ·cm以下、較佳為200 μΩ·cm以下、更佳為150 μΩ·cm以下、特佳為100 μΩ·cm以下、進而50 μΩ·cm以下。
帶導電膜的基板10可適宜地用作例如行動電話、智慧型手機、平板型個人電腦、筆記型個人電腦、電子紙、數位攝像機等可攜式電子設備中所搭載的柔性裝置、例如觸控面板、液晶顯示器、有機電致發光(electroluminescence,EL)顯示器等電子零件。再者,所謂「可攜式」,是指具有個人(典型的是成人)能夠容易地搬運的水準的可攜性。
以下,對與本發明相關的若干實施例進行說明,但並不意圖將本發明限定於所述實施例中所示的內容。
〔膜形成劑的溶解性評價〕 首先,準備表1中所示的四種溶媒(D)、與表2中所示的兩種膜形成劑(C),評價膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的溶解性。詳細而言,如表3所示般,於溫度為25℃、80℃、100℃的各溫度環境下,使膜形成劑(C)的濃度、即、將膜形成劑(C)與所述溶媒(D)的合計((C)+(D))設為100質量%時的膜形成劑(C)的比例於1質量%~13質量%的範圍內變化,評價此時的溶解性。
[表1] 溶媒(D)
物質名 沸點
二乙二醇單丁醚乙酸酯 247℃
3-甲氧基丁基乙酸酯 172℃
異佛爾酮 215℃
1-苯氧基-2-丙醇 243℃
[表2] 膜形成劑(C)
製品名 (製造公司) 物質名 外觀 (常溫)
奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-162 (松本精細化學(Matsumoto Fine Chemical)股份有限公司) 四乙醯丙酮酸鋯 粉體
斯坦杜特(STANN DOTO) (日東化成股份有限公司) 二辛基氧化錫 粉體
具體而言,首先,以合計質量成為20 g的方式於溶媒(D)中添加膜形成劑(C),製備目標濃度的混合液。例如,於膜形成劑(C)的濃度為1質量%的情況下,相對於溶媒(D)19.8 g而添加0.2 g的膜形成劑(C),製成混合液。其次,利用玻璃棒將所製備的混合液充分攪拌1分鐘左右後,於表3中所示的溫度環境下放置(保持)規定的時間。此時,於25℃及100℃的溫度環境下,將放置時間設為16小時,於80℃的溫度環境下,將放置時間設為8小時。然後,經過規定的放置時間後,目視觀察混合液,藉由下述指標評價溶解性。將結果示於表3中。 「〇」:以目視未確認到溶解殘留的粒子,且混合液透明(成為溶體)。 「×」:以目視確認到溶解殘留。
於表3中,關於各溫度環境,認為在判定為「〇」的過程中濃度最高時,混合液處於大致飽和狀態。如表3所示般,於25℃的溫度環境下,關於各混合液,膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的溶解度小於3質量%。即,膜形成劑(C)於25℃下不溶於溶媒(D)。另一方面,於80℃以上(此處為80℃或100℃)的溫度環境下,關於各混合液,膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的溶解度為3質量%以上。即,膜形成劑(C)於相當於導電膜形成時的乾燥溫度的80℃以上的溫度下可溶於溶媒(D)。
[表3]
溶媒(D) 二乙二醇 單丁醚乙酸酯 3-甲氧基 丁基乙酸酯 異佛爾酮 二乙二醇 單丁醚乙酸酯 1-苯氧基 -2-丙醇
膜形成劑(C) ZC162 ZC162 ZC162 DOTO ZC162
溫度 濃度 (質量%) 25℃ 80℃ 100℃ 25℃ 80℃ 100℃ 25℃ 80℃ 100℃ 25℃ 80℃ 100℃ 25℃ 80℃ 100℃
1
3 × × × × ×
5 × × × × × ×
7 × × × × × × × × ×
9 × × × × × × × × × × ×
10 × × × × × × × × × × × ×
11 × × × × × × × × × × × × ×
13 × × × × × × × × × × × × ×
〔試驗例I〕 <組成物的製備> 首先,將作為導電性粉末(A)的Ag粉(薄片狀、D50 粒徑5 μm、利用羧酸進行了表面處理者)、表4中所示的No.1、No.2兩種樹脂黏合劑(B)、表5中所示的No.1~No.8的八種膜形成劑(C)分別於作為溶媒(D)的二乙二醇單丁醚乙酸酯中攪拌,製備組成物(例1~例7、比較例1~比較例9)。再者,樹脂黏合劑(B)相對於導電性粉末(A)100質量份的含有比例全部是設為10質量份。另外,膜形成劑(C)的濃度、及膜形成劑(C)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例(phr)是設為如表6所示般。於表6中一併示出25℃及100℃的溫度環境中的、膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的可溶性。
[表4] 樹脂黏合劑(B)
No. 製品名 (製造公司) 類別 重量平均分子量 羥基價 (mgKOH/g)
1 維龍(vylon)® 270 (東洋紡股份有限公司) 非晶性聚酯樹脂 23000 5
2 JER® 1007 (三菱化學股份有限公司) 雙酚A型環氧樹脂 2900 174
[表5] 膜形成劑(C)
No. 製品名 (製造公司) 物質名 外觀 (常溫)
1 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-150 (松本精細化學(Matsumoto Fine Chemical)股份有限公司) 四乙醯丙酮酸鋯 粉體
2 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-162 (松本精細化學(Matsumoto Fine Chemical)股份有限公司) 四乙醯丙酮酸鋯 粉體
3 斯坦杜特(STANN DOTO) (日東化成股份有限公司) 二辛基氧化錫 粉體
4 U-CAT N3515N (聖普羅(san-apro)股份有限公司) 脂肪族二甲基脲 粉體
5 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)TC-750 (松本精細化學(Matsumoto Fine Chemical)股份有限公司) 二異丙氧基雙乙基 乙醯乙酸鈦 液體
6 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)TA-30 (松本精細化學(Matsumoto Fine Chemical)股份有限公司) 四-2-乙基己醇鈦 液體
7 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-580 (松本精細化學(Matsumoto Fine Chemical)股份有限公司) 二丁氧基雙(乙基乙醯乙酸)鋯 液體
8 ALCH (川研精細化學(Kawaken Fine Chemical)股份有限公司) 乙基乙醯乙酸鋁二異丙酸酯 液體
※:ZC-162為ZC-150的粉碎品。
<經日穩定性的評價> 將所述製備的組成物於常溫(25℃)下保存3個月,定期評價黏度變化。再者,黏度測定是使用旋轉黏度計(博勒菲(brookfield)型黏度計),於25℃下,在組成物中測定使轉子以10 rpm的旋轉速度旋轉時的黏度(Pa·s)。基於該結果,藉由以下指標評價經日穩定性。將結果示於表6的「經日穩定性的評價」一欄中。 「良」:黏度非常穩定(黏度變化於1個月內為±10%以內,且於3個月後亦未凝膠化)。 「可」:黏度穩定(黏度變化於1個月內為±20%以內,且於3個月後凝膠化)。 「×」:無法測定黏度(自初期開始便凝膠化、或增稠劇烈)
如表6所示般,於使用No.5~No.8的膜形成劑的比較例2~比較例5、比較例7~比較例9的組成物中,自初期開始便產生凝膠化,或5天內黏度達到3倍以上等,增稠劇烈,經日穩定性不足。認為其原因在於:於25℃下膜形成劑溶解於溶媒中,因此進行與導電性粉末的相互作用。相對於此,於使用No.1~No.4的膜形成劑的例1~例7、以及不使用膜形成劑的比較例1、比較例6的組成物中,即便於1個月後黏度變化亦小,經日穩定性優異。
<導電膜的成形> 藉由網版印刷的方法,將所述製備的組成物以10 μm左右的厚度且以2 cm×2 cm的正方形形狀的圖案賦予(塗敷)至PC製的基板的表面。然後,藉由在100℃下加熱乾燥2小時,而於PC基板上形成導電膜。對於該導電膜,測定體積電阻率與膠帶拉離(tape pull)強度。再者,關於在組成物的製備時產生凝膠化的比較例2、比較例7~比較例9,由於難以成形導電膜,因此不作為評價對象。
<體積電阻率的測定> 使用三菱化學分析技術(Mitsubishi Chemical Analytech)股份有限公司製造的電阻率計(型號:洛萊斯塔(Loresta)GP MCP-T610),利用4探針法測定所述形成的導電膜的表面電阻率。另外,利用表面粗糙度計(東京精密股份有限公司製造的薩弗考木(Surfcom))測定導電膜的膜厚。然後,藉由使膜厚與表面電阻率相乘,而算出體積電阻率。將結果示於表6的「體積電阻率」一欄中。
如表6所示般,例1~例7中,體積電阻率被抑制為200 μΩ·cm以下。其中,使用No.1~No.3的有機金屬化合物作為膜形成劑的例1~例3、例5、例6中,體積電阻率被抑制為100 μΩ·cm以下。另外,使用No.1、No.2的有機鋯化合物(四乙醯丙酮酸鋯)作為膜形成劑的例1、例2、例5中,與不使用膜形成劑的比較例1、比較例6相比,電阻相對得到減低。認為其理由為:膜形成劑與Ag粉的表面產生相互作用,Ag粒子間的距離接近,Ag粒子彼此容易接觸。
<膠帶拉離強度的測定> 藉由180°剝下試驗測定所述形成的導電膜的膜強度。具體而言,於在導電膜輕輕貼附黏著帶(例如,賽璐玢膠帶(cellophane tape)(註冊商標))後,在剝離角度180°的條件下剝離黏著帶,藉由此時有無導電膜的剝離來評價膜強度。將結果示於表6的「膠帶拉離強度」一欄中。 「○」:無導電膜的剝離。 「×」:有導電膜的剝離。
如表6所示般,於不使用膜形成劑的比較例1、比較例6中,若考慮到實用水準則膜強度不足。相對於此,於添加有膜形成劑的例1~例7及比較例3~比較例5中,膜強度相對提高。
[表6]
  (B)樹脂黏合劑 (C)膜形成劑 (C)/(B) (質量份) 經日穩定性 的評價 (25℃下的 黏度變化) 體積 電阻率 (μΩ·cm) 膠帶 拉離 強度
No. 製品名 類別 No. 品名 物質名 濃度 (質量%) 25℃ 溶解性 100℃ 溶解性
比較例1 1 維龍(vylon)® 270 聚酯 - - - 0 - - 0 32 ×
例1 1 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-150 四乙醯丙酮酸鋯 5 不溶 可溶 14 18
例2 2 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-162 四乙醯丙酮酸鋯 4 不溶 可溶 10 20
例3 3 斯坦杜特(STANN DOTO) 二辛基氧化錫 5 不溶 可溶 14 45
例4 4 U-CAT N3515N 脂肪族二甲基脲 5 不溶 可溶 14 48
比較例2 5 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)TC-750 二異丙氧基雙乙基乙醯乙酸鈦 5 可溶 可溶 14 × 無法印刷
比較例3 6 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)TA-30 四-2-乙基己醇鈦 5 可溶 可溶 14 × 18
比較例4 7 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-580 二丁氧基雙(乙基乙醯乙酸)鋯 5 可溶 可溶 14 × 23
比較例5 8 ALCH 乙基乙醯乙酸鋁二異丙酸酯 5 可溶 可溶 14 × 28
比較例6 2 JER® 1007 環氧 - - - 0 - - 0 43 ×
例5 1 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-150 四乙醯丙酮酸鋯 5 不溶 可溶 14 30
例6 3 斯坦杜特(STANN DOTO) 二辛基氧化錫 5 不溶 可溶 14 62
例7 4 U-CAT N3515N 脂肪族二甲基脲 5 不溶 可溶 14 166
比較例7 5 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)TC-750 二異丙氧基雙乙基乙醯乙酸鈦 5 可溶 可溶 14 × 無法印刷
比較例8 6 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)TA-30 四-2-乙基己醇鈦 5 可溶 可溶 14 × 無法印刷
比較例9 7 奧盧嘎奇酷斯(ORGATIX)ZC-580 二丁氧基雙(乙基乙醯乙酸)鋯 5 可溶 可溶 14 × 無法印刷
〔試驗例II〕 此處,對導電性粉末(A)進行研究。 首先,準備表7中所示的No.1~No.6六種Ag粉作為導電性粉末(A)。然後,將導電性粉末(A)、表4的No.1、No.2所示的兩種樹脂黏合劑(B)、表5的No.2所示的膜形成劑(C)分別於作為溶媒(D)的1-苯氧基-2-丙醇或二乙二醇單丁醚乙酸酯中攪拌,製備組成物(例8~例16、比較例10~比較例14)。再者,樹脂黏合劑(B)相對於導電性粉末(A)100質量份的含有比例是設為如表8所示般。另外,膜形成劑(C)的濃度、及膜形成劑(C)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例(phr)是設為如表8所示般。於表8中一併示出25℃及100℃的溫度環境中的、膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的可溶性。
[表7] 導電性粉末(A)
No. 金屬種類 形狀 縱橫比 D50 粒徑 表面處理劑
1 Ag粉 薄片狀 10.2 5 μm 羧酸(脂肪酸)
2 Ag粉 球狀 1.0 1.2 μm 羧酸(脂肪酸)
3 Ag粉 球狀 1.0 0.8 μm 羧酸(脂肪酸)
4 Ag粉 球狀 1.0 1.2 μm 苯並三唑
5 Ag粉 球狀 1.0 1.2 μm -(無)
6 Ag粉 球狀 1.0 0.8 μm -(無)
然後,與試驗例I同樣地,評價所述製備的組成物的經日穩定性,並測定導電膜的膠帶拉離強度及體積電阻率。再者,於本試驗例中,關於一部分組成物,將加熱乾燥條件設為100℃、2小時並製成導電膜,除此以外,將加熱乾燥條件設為80℃、2小時並製成導電膜,一併進行評價。將體積電阻率的結果示於表8的「體積電阻率」一欄中。再者,關於經日穩定性,與試驗例I的例2同樣地均為「良」的結果。另外,關於膠帶拉離強度,於加熱乾燥溫度為100℃、80℃的情況下,與試驗例I的例1、例2、例5同樣地均為「○」的結果。
[表8]
  (A)Ag粉 (B)樹脂黏合劑 (B)/(A) (質量份) (D)溶媒 (C)膜形成劑 (C)/(B) (質量份) 體積 電阻率 (μΩ·cm)
No. 形狀 D50 表面處理劑 No. 製品名 類別 濃度 (質量%) 25℃ 溶解性 100℃ 溶解性 80℃ 2 hr 80℃ 2 hr
例8 1 薄片狀 5 μm 羧酸 2 JER® 1007 環氧 7 1-苯氧基-2-丙醇 10 不溶 可溶 44 24 20
例9 2 球狀 1.2 μm 羧酸 - 55
例10 3 球狀 0.8 μm 羧酸 28 24
比較例10 4 球狀 1.2 μm 苯並三唑 - 2.4×104
例11 1 薄片狀 5 μm 羧酸 1 維龍(vylon)® 270 聚酯 10 二乙二醇單丁醚乙酸酯 4 不溶 可溶 9.7 - 20
例12 2 球狀 1.2 μm 羧酸 - 53
例13 3 球狀 0.8 μm 羧酸 - 18
比較例11 4 球狀 1.2 μm 苯並三唑 - 109 以上
比較例12 5 球狀 1.2 μm - - 109 以上
比較例13 6 球狀 0.8 μm - - 109 以上
例14 1 薄片狀 5 μm 羧酸 1-苯氧基-2-丙醇 4 不溶 可溶 10 28 24
例15 2 球狀 1.2 μm 羧酸 9.7 - 147
例16 3 球狀 0.8 μm 羧酸 10 40 45
比較例14 4 球狀 1.2 μm 苯並三唑 9.7 - 109 以上
如表8所示般,於使用表面附著有羧酸表面處理劑的No.1~No.3的Ag粉的例8~例16中,無論樹脂黏合劑或有機溶媒的種類、及膜形成劑的濃度如何,體積電阻率均被抑制為200 μΩ·cm以下。其中,於使用No.1的Ag粉的例8、例11、例14及使用No.3的Ag粉的例10、例13、例16中,將加熱乾燥條件設為100℃、2小時時的體積電阻率被抑制為100 μΩ·cm以下、進而50 μΩ·cm以下。認為其理由為:膜形成劑與Ag粉的表面產生相互作用,Ag粒子間的距離接近,Ag粒子彼此容易接觸。
相對於此,於使用表面附著有苯並三唑表面處理劑的No.4的Ag粉的比較例10、比較例11、比較例14、以及使用未進行表面處理的No.5、No.6的Ag粉的比較例12、比較例13中,體積電阻率超過10000而顯著變高。即,於在導電性粉末的表面未附著羧酸的情況下,並未發揮此處所揭示的技術效果。
〔試驗例III〕 此處,進而對多種樹脂黏合劑(B)進行研究。 首先,除了準備表4中所示的No.1、No.2兩種樹脂黏合劑(B)以外,還準備表9中所示的No.3~No.5的樹脂黏合劑(B)。然後,將表7中所示的No.2、No.3的導電性粉末(A)、樹脂黏合劑(B)、表5的No.2所示的膜形成劑(C)分別於作為溶媒(D)的1-苯氧基-2-丙醇或二乙二醇單丁醚乙酸酯中攪拌,製備組成物(例17~例20)。再者,樹脂黏合劑(B)相對於導電性粉末(A)100質量份的含有比例是設為如表10所示般。另外,膜形成劑(C)的濃度、及膜形成劑(C)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例(phr)是設為如表10所示般。於表10中一併示出25℃及100℃的溫度環境中的、膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的可溶性。
[表9] 樹脂黏合劑(B)
No. 製品名 (製造公司) 類別 Tg (℃) 重量平均 分子量 羥基價 (mgKOH/g)
1 維龍(vylon)® 270 (東洋紡股份有限公司) 非晶性聚酯樹脂 67 23000 5
2 JER® 1007 (三菱化學股份有限公司) 雙酚A型環氧樹脂 - 2900 174
3 維龍(vylon)® GK590 (東洋紡股份有限公司) 非晶性聚酯樹脂 15 7000 17
4 艾斯萊克(S-LEC)BL-1H (積水化學工業股份有限公司) 聚乙烯醇縮丁醛樹脂 63 20000 -
5 艾特賽璐(ETHOCEL)® #4 (陶氏化學(DOW Chemical)股份有限公司) 乙基纖維素樹脂 - 14000 -
然後,與試驗例I同樣地,評價所述製備的組成物的經日穩定性,並測定導電膜的膠帶拉離強度及體積電阻率。將體積電阻率的結果示於表10的「體積電阻率」一欄中。再者,關於經日穩定性,與試驗例I的例2同樣地均為「良」的結果。另外,關於膠帶拉離強度,與試驗例I的例1、例2、例5同樣地均為「○」的結果。
[表10]
  (A)Ag粉 (B)樹脂黏合劑 (B)/(A) (質量份) (D)溶媒 (C)膜形成劑 (C)/(B) (質量份) 體積 電阻率 (μΩ·cm)
No. 形狀 D50 表面處理劑 No. 製品名 類別 重量平均 分子量 濃度 (質量%) 25℃ 溶解性 100℃ 溶解性
例2 1 薄片狀 5 μm 羧酸 1 維龍(vylon)® 270 聚酯 23000 10 二乙二醇單 丁醚乙酸酯 4 不溶 可溶 9.7 20
例17 1 薄片狀 5 μm 羧酸 3 維龍(vylon)® GK590 聚酯 7000 10 4 不溶 可溶 10 35
例18 1 薄片狀 5 μm 羧酸 4 艾斯萊克(S-LEC)BL-1H 縮丁醛 20000 7 10 不溶 可溶 44 34
例9 2 球狀 1.2 μm 羧酸 2 JER® 1007 環氧 2900 7 1-苯氧基 -2-丙醇 10 不溶 可溶 44 55
例10 3 球狀 0.8 μm 羧酸 44 24
例19 2 球狀 1.2 μm 羧酸 5 艾特賽璐(ETHOCEL)® #4 乙基纖維素 14000 7 44 63
例20 3 球狀 0.8 μm 羧酸 4 艾斯萊克(S-LEC)BL-1H 縮丁醛 20000 7 二乙二醇單 丁醚乙酸酯 10 不溶 可溶 44 24
例12 2 球狀 1.2 μm 羧酸 1 維龍(vylon)® 270 聚酯 23000 10 4 不溶 可溶 9.7 53
例13 3 球狀 0.8 μm 羧酸 4 不溶 可溶 9.7 18
表10是改變樹脂黏合劑(B)的種類後的評價結果。如表10所示般,關於任一例,體積電阻率均被抑制為200 μΩ·cm以下。根據該情況,認為無論樹脂黏合劑(B)如何,均可發揮此處所揭示的技術效果。
〔試驗例IV〕 此處,對膜形成劑(C)的添加量進行研究。 首先,將表7的No.1所示的導電性粉末(A)、表4、表9的No.2所示的樹脂黏合劑(B)、表5的No.2所示的膜形成劑(C)分別於作為溶媒(D)的1-苯氧基-2-丙醇中攪拌,製備組成物(例21、例22)。再者,樹脂黏合劑(B)相對於導電性粉末(A)100質量份的含有比例全部是設為7質量份。另外,膜形成劑(C)的濃度、及膜形成劑(C)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例(phr)是設為如表11所示般。於表11中一併示出25℃及100℃的溫度環境中的、膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的可溶性。
然後,與試驗例II的例8同樣地,評價經日穩定性,並測定導電膜的膠帶拉離強度及體積電阻率。將體積電阻率的結果示於表11的「體積電阻率」一欄中。再者,關於經日穩定性及膠帶拉離強度,均為與試驗例II的例8相同的結果。
[表11]
  (C)膜形成劑 (B)/(A) (質量份) (C)/(B) (質量份) 體積 電阻率 (μΩ·cm)
品名 物質名 濃度 (質量%) 25℃ 溶解性 100℃ 溶解性
例8 奧盧嘎奇 酷斯(ORGATIX) ZC-162 四乙醯 丙酮酸鋯 10 不溶 可溶 7 44 20
例21 18 不溶 可溶 88 32
例22 25 不溶 可溶 132 43
如表11所示般,隨著膜形成劑(C)的濃度變高,體積電阻率逐漸上升。換言之,若膜形成劑(C)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例(phr)變大,則體積電阻率逐漸上升。認為其原因在於:於導電膜中,電氣傳導性低的有機成分的比例變多。因此,就將電阻抑制得更低的觀點而言,認為較佳為將組成物中的膜形成劑(C)的濃度設為大致30質量%以下、例如15質量%以下。另外,認為較佳為將膜形成劑(C)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例設為大致200質量份以下、例如150質量份以下。
〔試驗例V〕 此處,對硬化劑(E)的添加進行研究。 首先,準備味之素精密技術(Ajinomoto Fine-Techno)股份有限公司製造的亞米固(amicure)「PN-40(胺加成物系)」與「MY-25」作為硬化劑(E)。然後,將表7的No.1所示的導電性粉末(A)、表4、表9的No.2所示的樹脂黏合劑(B)、表5的No.2所示的膜形成劑(C)分別於作為溶媒(D)的二乙二醇單丁醚乙酸酯中攪拌,製備組成物(例23、例24)。再者,樹脂黏合劑(B)相對於導電性粉末(A)100質量份的含有比例是設為如表12中所示般。另外,膜形成劑(C)的濃度、及膜形成劑(C)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例(phr)是設為如表12中所示般。於表12中一併示出25℃及100℃的溫度環境中的、膜形成劑(C)相對於溶媒(D)的可溶性。另外,硬化劑(E)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例是設為如表12中所示般。
[表12]
  (B)/(A) (質量份) (C)膜形成劑 (C)/(B) (質量份) (E) 硬化劑 (E)/(B) (質量份) 經日穩定性的評價 (25℃下的黏度變化) 體積 電阻率 (μΩ·cm)
濃度 (質量%) 25℃ 溶解性 100℃ 溶解性
例5 10 5 不溶 可溶 14 - - - 30
例23 7 10 不溶 可溶 44 PN-40 1 3個月時凝膠化 30
例24 10 5 不溶 可溶 14 MY-25 1 3個月時凝膠化 33
如表12所示般,於相對於樹脂黏合劑(B)100質量份而添加有1質量份的硬化劑的例23、例24中,在3個月後確認到凝膠化。認為其原因在於:硬化劑產生了不良影響。因此,自經日穩定性的觀點而言,認為較佳為將硬化劑(E)相對於樹脂黏合劑(B)100質量份的含有比例設為小於1質量份、例如0.5質量份以下。
以上,詳細說明了本發明,但該些只不過是例示,本發明可於不脫離其主旨的範圍內施加各種變更。
10:帶導電膜的基板 12:基板 14:導電膜
圖1是示意性地表示本發明的一實施形態的帶導電膜的基板的剖面圖。
10:帶導電膜的基板
12:基板
14:導電膜

Claims (10)

  1. 一種低溫成形用導電性組成物,包含:導電性粉末(A)、樹脂黏合劑(B)、膜形成劑(C)以及溶媒(D),且所述低溫成形用導電性組成物用於在130℃以下的低溫下成形導電膜,並且 所述導電性粉末(A)的至少一部分於表面附著有羧酸系表面處理劑, 所述膜形成劑(C)為於25℃下不溶於所述溶媒(D)、且於成形所述導電膜時可溶於所述溶媒(D)的化合物, 此處,所述不溶是指所述膜形成劑(C)相對於所述溶媒(D)的溶解度小於3質量%,所述可溶是指所述溶解度為3質量%以上。
  2. 如請求項1所述的低溫成形用導電性組成物,其中所述膜形成劑(C)的含有比例相對於所述樹脂黏合劑(B)100質量份而為5質量份以上且150質量份以下。
  3. 如請求項1或請求項2所述的低溫成形用導電性組成物,其中所述膜形成劑(C)包含有機鋯化合物、有機鈦化合物、有機鋁化合物、有機錫化合物中的至少一種有機金屬化合物。
  4. 如請求項1或請求項2所述的低溫成形用導電性組成物,其中於將所述膜形成劑(C)與所述溶媒(D)的合計設為100質量%時,所述膜形成劑(C)的含有比例為4質量%以上且25質量%以下。
  5. 如請求項1或請求項2所述的低溫成形用導電性組成物,其中所述樹脂黏合劑(B)包含重量平均分子量為1500以上的熱硬化性樹脂。
  6. 如請求項1或請求項2所述的低溫成形用導電性組成物,其中所述樹脂黏合劑(B)包含重量平均分子量為3000以上的熱塑性樹脂。
  7. 如請求項1或請求項2所述的低溫成形用導電性組成物,其中不含硬化劑、或者相對於所述樹脂黏合劑(B)100質量份而硬化劑小於1質量份。
  8. 如請求項1或請求項2所述的低溫成形用導電性組成物,其用於在110℃以下的溫度下成形所述導電膜。
  9. 一種帶導電膜的基板,包括:基板、以及成形於所述基板上且包含如請求項1至請求項8中任一項所述的低溫成形用導電性組成物的乾燥體的所述導電膜。
  10. 如請求項9所述的帶導電膜的基板,其中所述導電膜的體積電阻率為100 μΩ·cm以下。
TW109140939A 2019-12-12 2020-11-23 低溫成形用導電性組成物及帶導電膜的基板 TWI874498B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-224163 2019-12-12
JP2019224163A JP6705046B1 (ja) 2019-12-12 2019-12-12 低温成形用導電性組成物および導電膜付き基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202122505A true TW202122505A (zh) 2021-06-16
TWI874498B TWI874498B (zh) 2025-03-01

Family

ID=70858201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109140939A TWI874498B (zh) 2019-12-12 2020-11-23 低溫成形用導電性組成物及帶導電膜的基板

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6705046B1 (zh)
CN (1) CN114766058A (zh)
TW (1) TWI874498B (zh)
WO (1) WO2021117389A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7694202B2 (ja) * 2021-06-29 2025-06-18 artience株式会社 成形フィルム用導電性組成物、成形フィルムおよびその製造方法、成形体およびその製造方法
CN115418140B (zh) * 2022-10-10 2023-05-09 中国第一铅笔有限公司 一种导电铅笔漆及其制备方法和应用该铅笔漆的触屏笔

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4583373B2 (ja) * 2004-03-31 2010-11-17 旭化成イーマテリアルズ株式会社 エポキシ樹脂用硬化剤及びエポキシ樹脂組成物
WO2006106850A1 (ja) * 2005-03-31 2006-10-12 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 導電性ペースト組成物およびプリント配線板
JP4736901B2 (ja) * 2006-03-31 2011-07-27 大日本印刷株式会社 導電性ペースト組成物およびプリント配線板
JP5594455B2 (ja) * 2008-09-30 2014-09-24 ナガセケムテックス株式会社 低温熱硬化型導電性コーティング用組成物
KR101856802B1 (ko) * 2010-11-16 2018-05-10 아사히 가라스 가부시키가이샤 도전성 페이스트 및 도전막 부착 기재
JP6380792B2 (ja) * 2014-09-04 2018-08-29 日立化成株式会社 銀ペースト及びそれを用いた半導体装置、並びに銀ペーストの製造方法
JP6157440B2 (ja) * 2014-11-19 2017-07-05 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 加熱硬化型導電性ペースト
JP6231977B2 (ja) * 2014-12-22 2017-11-15 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 加熱硬化型導電性ペースト
JP6151742B2 (ja) * 2015-06-09 2017-06-21 タツタ電線株式会社 導電性ペースト
CN107236421B (zh) * 2017-07-19 2019-10-15 清华大学深圳研究生院 一种电磁屏蔽涂料
CN109957350B (zh) * 2017-12-14 2021-08-17 常州强力电子新材料股份有限公司 各向异性导电膜、用于形成其的组合物及其应用
JP6818359B2 (ja) * 2018-03-19 2021-01-20 協立化学産業株式会社 導電性ペースト組成物、導電体、導電性ペースト組成物の塗工方法、及び導電体の製造方法
CN110317525B (zh) * 2019-07-17 2022-03-22 周海涛 一种导电高分子水性浆料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP6705046B1 (ja) 2020-06-03
TWI874498B (zh) 2025-03-01
CN114766058A (zh) 2022-07-19
JP2021093319A (ja) 2021-06-17
WO2021117389A1 (ja) 2021-06-17
KR20220107296A (ko) 2022-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9676947B2 (en) Thermosetting conductive paste
TWI733657B (zh) 加熱硬化型導電性糊
US20190035513A1 (en) Electroconductive composition, method for producing the same, and electroconductive material
TWI596172B (zh) Conductive liquid composition
TWI874498B (zh) 低溫成形用導電性組成物及帶導電膜的基板
WO2017141473A1 (ja) 導電性ペースト及びこれを用いて形成された導電性膜
TWI690556B (zh) 加熱硬化型導電性糊以及導電性被膜
WO2014104053A1 (ja) スクリーン印刷用導電性ペースト、並びに配線の製造方法及び電極の製造方法
JP6044732B1 (ja) 配線保護用樹脂組成物および配線板
JP5608501B2 (ja) 導電パターン形成用ペースト組成物、導電パターン及びその形成方法
JP6683461B2 (ja) 圧電素子用導電性接着剤および圧電素子
JP6373293B2 (ja) 加熱硬化型導電性ペースト
KR102924169B1 (ko) 저온 성형용 도전성 조성물 및 도전막 부착 기판
JP2016192546A (ja) フレキシブル配線基板およびその利用
JP2014037491A (ja) 無機粒子含有ペーストおよび塗布形成物
JP5939386B2 (ja) 導電性インク組成物
JP6242418B2 (ja) レーザーエッチング用加熱硬化型導電性ペースト
JP7565812B2 (ja) 導電性ペーストおよびその利用
JP2014037490A (ja) 無機粒子含有ペーストおよび塗布形成物
JP2010095699A (ja) シリコーン樹脂組成物および粘着フィルム
TW201434963A (zh) 熱硬化型組成物及層合構造體