專利名稱：導(dǎo)電糊組合物和使用該導(dǎo)電糊組合物形成的導(dǎo)電膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及導(dǎo)電糊組合物和使用該導(dǎo)電糊組合物形成的導(dǎo)電膜，具體而言，涉及適合用于形成電子器件的電極或布線的導(dǎo)電糊組合物和使用該導(dǎo)電糊組合物形成的導(dǎo)電膜。
背景技術(shù)：
鋁的重量輕且顯示出良好的導(dǎo)電性，因此，作為形成電極或布線的材料用于半導(dǎo)體器件、太陽能電池、電子顯示器等多種電子器件中。一直以來，通常的方法是通過PVD法 (濺射法、真空蒸鍍法等)、CVD法等真空加工方法形成含有鋁的導(dǎo)電膜，并通過使用光刻技術(shù)的蝕刻法將所得的含鋁導(dǎo)電膜選擇性地除去，由此形成含有鋁的電極或布線圖案。這些方法需要昂貴的真空裝置，因此，不僅消耗大量的能源，而且難以在大面積的基板上均勻地形成電極或布線。因此，存在成品率差、制造成本高的問題。另外，利用真空加工方法，難以在非平面狀的不規(guī)則形表面的基板上形成導(dǎo)電膜，并且難以形成膜厚為1 μ m以上的較厚的導(dǎo)電膜。近年來，開發(fā)出在粘合劑中分散有鋁粒子的導(dǎo)電糊。并且，提出了通過利用絲網(wǎng)印刷法等將該導(dǎo)電糊進(jìn)行圖案印刷、并且進(jìn)行燒成而形成含有鋁的電極或布線圖案的方法。 該方法是通過涂布含鋁導(dǎo)電糊后直接進(jìn)行圖案印刷而形成電極或布線圖案的方法，因此制造成本低廉。但是，所得的含鋁膜導(dǎo)電性低，并且與基板的密合性、膜的表面平滑性也差，從技術(shù)上而言，難以使用這樣的含鋁膜形成精細(xì)的圖案。為了改良上述通過涂布法形成的含鋁膜的性能，對于含鋁導(dǎo)電糊提出了多種方案。例如，日本特開2008-108716號公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)1)中，公開了如下技術(shù) 使用60 90重量份的鋁粉末與10 40重量份的銀粉末的混合粉末制作導(dǎo)電糊，通過將該導(dǎo)電糊在低溫下進(jìn)行燒成，形成致密的燒成膜，由此提高含鋁膜的性能。另外，日本特開平5498917號公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)2)中，公開了如下技術(shù) 為了改善鋁的抗氧化性、并且即使在空氣氣氛下燒成也能得到發(fā)揮優(yōu)良的導(dǎo)電性的含鋁導(dǎo)電糊組合物，在包含鋁粉末和玻璃粉末的混合物中添加選自碳、鍺、錫、氫化金屬化合物和磷化金屬化合物中的至少一種粉末。另外，日本特開2005-1193號公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)3)中，公開了如下技術(shù)為了得到表面導(dǎo)電性優(yōu)良的導(dǎo)電性層疊構(gòu)件，在基材表面依次形成底涂層、金屬薄膜層，再在其上層形成具有由樹脂成分、固化劑成分、鱗片狀鋁粉末、氧化錫粉末和氧化銦粉末等金屬氧化物粉末成分構(gòu)成的涂料組成的表面涂層?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-108716號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平5498917號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 日本特開2005-1193號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題但是，將專利文獻(xiàn)1中公開的含有鋁粉末和銀粉末的混合粉末的導(dǎo)電糊進(jìn)行燒成時(shí)，會有少量的銀混入鋁中，因此存在所得導(dǎo)電膜的薄層電阻值增大、即導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性降低的問題。另外，就專利文獻(xiàn)2中公開的含鋁導(dǎo)電糊組合物來說，鍺、錫等添加物雖然可帶來燒成效果，但燒成后添加成分會殘留在鋁中，因此存在所得導(dǎo)電膜的薄層電阻值增大、即導(dǎo)電膜的導(dǎo)電性降低的問題。另外，就專利文獻(xiàn)3中公開的導(dǎo)電性層疊構(gòu)件來說，氧化錫、氧化銦等添加物雖然可帶來燒成效果，但燒成后添加成分會作為雜質(zhì)殘留在鋁中，因此存在導(dǎo)電性層疊構(gòu)件的薄層電阻值增大、即導(dǎo)電性層疊構(gòu)件的導(dǎo)電性降低的問題。另外，由于雜質(zhì)的殘留，形成的導(dǎo)電膜的表面平滑性、與基材的密合性等物理特性也有降低的可能。因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠容易且廉價(jià)地在各種基板上、電子器件中形成導(dǎo)電性、表面平滑性以及與基材的密合性良好的電極、布線等的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電糊組合物和使用該導(dǎo)電糊組合物形成的導(dǎo)電膜。用于解決問題的手段為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明人反復(fù)進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過著眼于具有特定物性值的鋁粒子、特別是鋁粒子的形狀和表面狀態(tài)、例如氧含量，使用特定形狀和氧含量的鋁粒子作為糊組合物中的鋁粒子，并且使用含有該鋁粒子的導(dǎo)電糊組合物形成導(dǎo)電膜，能夠?qū)崿F(xiàn)上述的目的。基于該發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物和使用該導(dǎo)電糊組合物形成的導(dǎo)電膜具有如下特征。本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，含有薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末，該薄片狀鋁粒子的平均厚度為0. 8μπι以下，該薄片狀鋁粒子的單位表面積的氧含量的比率為15mg/m2以下。本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中，優(yōu)選薄片狀鋁粒子的平均粒徑相對于平均厚度的比率即平均長徑比為30以上且500以下。另外，本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中，優(yōu)選薄片狀鋁粒子由有機(jī)膜包覆。該情況下，優(yōu)選該有機(jī)膜含有選自由脂肪酸、脂肪酸胺、脂肪醇、酯類化合物和樹脂組成的組中的至少一種物質(zhì)。本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，優(yōu)選還含有選自由有機(jī)載體、玻璃粉和金屬醇鹽組成的組中的至少一種物質(zhì)。本發(fā)明的導(dǎo)電膜，是使用具有上述任一特征的導(dǎo)電糊組合物而形成的導(dǎo)電膜，其平均表面粗糙度Ra為1 μ m以下。另外，本發(fā)明的導(dǎo)電膜，優(yōu)選在該導(dǎo)電膜的利用X射線衍射分析得到的圖譜中， Y-Al2O3的(400)面所對應(yīng)的衍射峰相對于Al的(200)面所對應(yīng)的衍射峰的峰強(qiáng)度比為 0. 2以下。另外，在本發(fā)明的導(dǎo)電膜的截面觀察中，優(yōu)選導(dǎo)電膜截面中的薄片狀鋁粒子的面積占有率為80%以上，且薄片狀鋁粒子的平均傾斜角度為3°以下。發(fā)明效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過使用平均厚度為0.8μπι以下、且粒子的單位表面積的氧含量的比率為15mg/m2以下的薄片狀鋁粒子作為糊組合物中的導(dǎo)電性粉末，能夠得到促進(jìn)燒成時(shí)的鋁粒子致密化的效果。另外，如果使用本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物在基板上形成導(dǎo)電膜，則能夠得到導(dǎo)電性、表面平滑性以及與基材的密合性均良好的電極、布線等的導(dǎo)電膜。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物是含有薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末的導(dǎo)電糊組合物，其中，薄片狀鋁粒子的平均厚度為0. 8 μ m以下，且薄片狀鋁粒子的單位表面積的氧含量的比率為15mg/m2以下。本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，使用薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末。與現(xiàn)有的粒狀鋁粒子相比，通過使用薄片狀鋁粒子，具有使粒子間的接觸面積大幅增加、從而實(shí)現(xiàn)燒成時(shí)鋁粒子的致密化以及提高燒成后所得膜的導(dǎo)電性的效果。<薄片狀鋁粒子>薄片狀鋁粒子的平均厚度為0.8μπι以下。優(yōu)選薄片狀鋁粒子的平均厚度為 0.6μπι以下。薄片狀鋁粒子的平均厚度的下限值沒有特別限定，考慮粒子的強(qiáng)度、表面狀態(tài)以及制造工序中的操作容易性等，將其設(shè)為為0.01 μ m。另外，薄片狀鋁粒子的平均厚度可以根據(jù)粒子的遮蓋力和密度來計(jì)算，也可以在粒子的原子力顯微鏡(AFM)照片中進(jìn)行測定。薄片狀鋁粒子的粒徑優(yōu)選為Ιμπι以上且ΙΟΟμπι以下、更優(yōu)選為2μπι以上且 20 μ m以下。薄片狀鋁粒子的粒徑超過1 μ m時(shí)，薄片狀鋁粒子的排列變差，因此薄片狀鋁粒子間的接觸不充分，得不到良好的導(dǎo)電性。薄片狀鋁粒子的粒徑超過IOOym時(shí)，薄片狀鋁粒子的排列也會變差，不能保持薄片狀鋁粒子間良好的接觸狀態(tài)，因此導(dǎo)電性變差。另外，薄片狀鋁粒子的平均粒徑相對于平均厚度的比率即平均長徑比優(yōu)選為30 以上且500以下、更優(yōu)選為40以上且400以下。平均長徑比小于30時(shí)，鋁粒子的薄片化不完全，粒子間的接觸不充分，因此可能得不到預(yù)定的致密化效果。另一方面，平均長徑比超過500時(shí)，鋁粒子過度薄片化，由此鋁粒子的表面狀態(tài)變差，例如，表面氧量增大，有時(shí)使形成的膜的導(dǎo)電性、密合性降低。另外，平均長徑比通過粒子的平均粒徑與平均厚度的比(平均粒徑[ym]/平均厚度[μπι])來計(jì)算。粒子的平均粒徑通過由激光衍射法、微孔篩法、庫爾特計(jì)數(shù)儀法等公知的粒度分布測定法測定的粒度分布計(jì)算體積平均而求出。薄片狀鋁粒子可以通過任意方法制作，例如，可以通過將利用蒸鍍在塑料薄膜的表面形成的鋁薄膜從塑料薄膜的表面剝離后進(jìn)行破碎、或者將利用現(xiàn)有公知的霧化法得到的鋁粒子在有機(jī)溶劑的存在下用球磨進(jìn)行粉碎來制作薄片狀鋁粒子。一般而言，前述通過蒸鍍加工而得到的鋁粒子(薄膜)或前述使用球磨進(jìn)行粉碎而得到的薄片狀鋁粒子的表面上會附著有例如樹脂等脫模劑或高級脂肪酸等粉碎助劑，本發(fā)明中，可以使用表面上附著有脫模劑、粉碎助劑的薄片狀鋁粒子，也可以使用從表面上除去脫模劑、粉碎助劑后的薄片狀鋁粒子。無論使用何種薄片狀鋁粒子，均能夠?qū)崿F(xiàn)上述的作用效果。作為使用球磨進(jìn)行粉碎時(shí)的粉碎助劑，可以列舉例如油酸、硬脂酸等脂肪酸、以及脂肪胺、脂肪族酰胺、脂肪醇、酯類化合物等。這些物質(zhì)具有抑制薄片狀鋁粒子表面的不必要的氧化、改善所形成的膜的導(dǎo)電性等的效果。本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中，優(yōu)選薄片狀鋁粒子由有機(jī)膜包覆。該情況下，薄片狀鋁粒子的表面上存在的粉碎助劑、樹脂等有機(jī)物，在本發(fā)明的導(dǎo)電糊的燒成工序中仍然能夠抑制鋁的氧化，從而實(shí)現(xiàn)更高的導(dǎo)電性。有機(jī)膜優(yōu)選含有選自由脂肪酸、脂肪胺、脂肪醇、脂肪族酯類化合物和樹脂組成的組中的至少一種物質(zhì)。具體而言，作為脂肪酸，可以例示油酸、硬脂酸、月桂酸；作為脂肪胺，可以例示硬脂胺、月桂胺；作為脂肪醇，可以例示硬脂醇、 油醇；作為脂肪族酯類化合物，可以例示硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯、油基酸性磷酸酯、2-乙基己基酸性磷酸酯；作為樹脂，可以例示丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、纖維素樹脂等。另外，薄片狀鋁粒子的單位表面積的氧含量的比率為15mg/m2以下。優(yōu)選上述氧含量的比率為12mg/m2以下。氧含量的比率超過15mg/m2時(shí)，鋁粒子的致密化變慢，所得膜的導(dǎo)電性可能降低。另外，該氧量的比率通過如后所述在惰性氣體中利用熔融-紅外線吸收法測定的薄片鋁粒子中的氧含量和利用氮吸附BET法測定的比表面積的比(氧含量[mg/ g]/比表面積[m2/g])來計(jì)算。在此，本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中所含的薄片狀鋁粒子的含量優(yōu)選為5質(zhì)量％以上且60質(zhì)量％以下、更優(yōu)選為10質(zhì)量％以上且40質(zhì)量％以下。薄片狀鋁粒子的含量如果在上述的范圍內(nèi)，則在各種基板上的涂布性均良好，因此燒成后形成的膜對基板的密合性良好。<有機(jī)載體>本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中所含的有機(jī)載體，可以使用將各種粘合劑樹脂用有機(jī)溶劑溶解而得到的有機(jī)載體。構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中所含的有機(jī)載體的粘合劑樹脂的成分沒有特別限定，可以使用乙基纖維素類樹脂、醇酸類樹脂、聚酯類樹脂、丙烯酸類樹脂等樹脂，但優(yōu)選通過將本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物涂布到基板上后進(jìn)行加熱、在燒成溫度下完全燃燒和分解的粘合劑樹脂。另外，作為有機(jī)溶劑，可以使用異丙醇、甲苯、乙二醇醚類、松油醇類等溶劑。本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中的有機(jī)載體的含量優(yōu)選為40質(zhì)量％以上且95質(zhì)量％以下。有機(jī)載體的含量如果在上述的范圍內(nèi)，則含有薄片狀鋁粒子的導(dǎo)電糊組合物在各種基板上的涂布性和印刷性方面均優(yōu)良。另外，有機(jī)載體中的粘合劑樹脂的含量沒有特別限定，通常，有機(jī)載體中的粘合劑樹脂的含量優(yōu)選為0. 5質(zhì)量％以上且40質(zhì)量％以下。<玻璃粉>另外，本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物可以含有玻璃粉。玻璃粉的含量優(yōu)選為0.5質(zhì)量％ 以上且5質(zhì)量％以下。玻璃粉具有提高燒成后得到的膜與基板的密合性的作用，但玻璃粉的含量超過5質(zhì)量％時(shí)，產(chǎn)生玻璃的偏析，可能會使形成的膜的導(dǎo)電性降低。只要對本發(fā)明的效果沒有不良影響則玻璃粉的平均粒徑?jīng)]有特別限定，通常優(yōu)選約1 μ m 約4 μ m。本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中所含的玻璃粉，其組成及各成分的含量沒有特別限定， 通常、使用軟化點(diǎn)在燒成溫度以下的玻璃粉。通常，作為玻璃粉，可以使用SiO2-Bi2O3-PbO系、以及 B2O3-SiO2-Bi2O3 系、KO3-SiO2-SiO 系、&03_SiO2-PbO 系等。<金屬醇鹽>本發(fā)明的導(dǎo)電糊可以含有金屬醇鹽。作為金屬醇鹽的具體例，可以例示四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷等硅醇鹽；異丙醇鋁、乙醇鋁等鋁醇鹽；四丁氧基鈦等鈦醇鹽；以及它們的多聚物。但是，金屬醇鹽不限于這些，可以使用Mg、Zn、Mn、Zr、Ce等所有金屬的醇鹽。 金屬醇鹽可以與玻璃粉一起含有于本發(fā)明的導(dǎo)電糊中，也可以單獨(dú)含有于本發(fā)明的導(dǎo)電糊中。另外，本發(fā)明的導(dǎo)電糊中可以含有多種金屬醇鹽?！雌渌盗硗猓灰环恋K本發(fā)明的效果，本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物可以含有各種物質(zhì)。例如，可以與適當(dāng)?shù)墓臉渲?、粘度調(diào)節(jié)劑、表面調(diào)節(jié)劑、抗沉降劑、消泡劑等其它構(gòu)成成分混合，制備成導(dǎo)電糊組合物。<導(dǎo)電糊組合物的制造方法>另外，本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物可以通過例如使用公知的攪拌機(jī)將各成分?jǐn)嚢杌旌系姆椒ā⒗幂伿侥C(jī)等混煉機(jī)將各成分混煉的方法等來制造，但不限于這些方法?！磳?dǎo)電膜的形成方法〉涂布本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物的基板的材質(zhì)、形狀等沒有特別限制，基板的材質(zhì)優(yōu)選能耐受后續(xù)工序的熱處理，基板的形狀可以為平面形狀，也可以為具有層次或凹凸的非平面形狀，其形態(tài)沒有特別限定。作為基板的材質(zhì)的具體例，可以列舉陶瓷質(zhì)或玻璃質(zhì)等， 作為陶瓷質(zhì)可以使用氧化鋁、二氧化鋯、二氧化鈦等金屬氧化物，作為玻璃質(zhì)可以使用石英玻璃、硼硅玻璃、鈉玻璃等。另外，本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物的涂布方法沒有特別限定，可以采用刮刀涂布法、噴涂法、絲網(wǎng)印刷法、噴墨印刷法等。涂布次數(shù)可以是一次或多次，也可以重復(fù)涂布本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物。優(yōu)選的涂膜厚度根據(jù)涂布方法、固體成分濃度而適當(dāng)變化，優(yōu)選為0. 1 100 μ m、更優(yōu)選為0. 3 20 μ m。涂膜過薄時(shí)難以得到膜的平坦性，過厚時(shí)有時(shí)與基板的密
合性變差。上述涂膜根據(jù)需要可以進(jìn)行干燥處理、脫脂處理。干燥、脫脂的處理?xiàng)l件沒有特別限定，通常，干燥溫度為50°C 150°C、脫脂溫度為250°C 450°C。另外，干燥、脫脂處理時(shí)的氣氛一般為大氣，但沒有限制。進(jìn)而，通過將上述的涂膜燒成，可以形成導(dǎo)電膜。燒成溫度優(yōu)選設(shè)定為400°C 640°C、更優(yōu)選設(shè)定為450°C 550°C。另外，燒成時(shí)的氣氛沒有特別限定，在空氣、非氧化性氣氛、還原性氣氛或真空中的任意一種燒成氣氛中燒成涂膜，均能夠得到顯示良好的導(dǎo)電性和密合性的導(dǎo)電膜。燒成氣氛更優(yōu)選非氧化性氣氛、還原性氣氛或真空。上述的非氧化性氣氛可以是不含氧氣的、例如含有氬氣、氦氣、氮?dú)獾鹊娜我庖环N氣體的氣氛或者含有多種上述氣體的混合氣體氣氛。另外，上述氣體中可以混合還原性氣體、例如氫氣等而形成還原性氣氛。〈導(dǎo)電膜〉另外，使用本發(fā)明的糊組合物形成的導(dǎo)電膜的平均表面粗糙度Ra優(yōu)選為Iym以下。本發(fā)明的導(dǎo)電膜，優(yōu)選在該導(dǎo)電膜的利用X射線衍射分析得到的圖譜中，Y-Al2O3的(400)面所對應(yīng)的衍射峰與Al的(200)面所對應(yīng)的衍射峰的峰強(qiáng)度比為0.2以下。該峰值強(qiáng)度比超過0. 2時(shí)，由于薄片狀鋁粒子的氧化使鋁粒子間的接觸電阻增大，因而無法得到充分的導(dǎo)電性。另外，在本發(fā)明的導(dǎo)電膜的截面觀察中，優(yōu)選導(dǎo)電膜截面中薄片狀鋁粒子的面積占有率為80%以上，且薄片狀鋁粒子的平均傾斜角度為3°以下。導(dǎo)電膜截面中薄片狀鋁粒子的面積占有率小于80%時(shí)，無法得到充分的導(dǎo)電性和密合性，另外，薄片狀鋁粒子的平均傾斜角度超過3°時(shí)，也無法得到充分的導(dǎo)電性和密合性。因此，通過使薄片狀鋁粒子的面積占有率為80%以上且使薄片狀鋁粒子的平均傾斜角度為3°以下，薄片狀鋁粒子成為與基板緊密接觸的狀態(tài)，能夠得到良好的導(dǎo)電性和密合性。實(shí)施例以下，通過實(shí)施例和比較例具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。首先，作為實(shí)施例和比較例中使用的薄片狀鋁粒子，使用通過下述方法得到的薄片狀鋁粒子。實(shí)施例1和實(shí)施例6 14及比較例1 4和比較例6中使用的薄片狀鋁粒子，通過將根據(jù)現(xiàn)有公知的方法利用霧化法得到的鋁粒子在有機(jī)溶劑的存在下、使用油酸作為粉碎助劑用球磨進(jìn)行粉碎而得到。即，實(shí)施例1和實(shí)施例6 14及比較例1 4和比較例 6中使用的薄片狀鋁粒子，是在薄片狀鋁粒子的表面附著有油酸作為有機(jī)膜的薄片狀鋁粒子。另外，實(shí)施例2和實(shí)施例3中使用的薄片狀鋁粒子，通過將與上述同樣地根據(jù)現(xiàn)有公知的方法利用霧化法得到的鋁粒子分別使用硬脂酸和硬脂酰胺作為粉碎助劑用球磨進(jìn)行粉碎而得到。即，實(shí)施例2和實(shí)施例3中使用的薄片狀鋁粒子，是在薄片狀鋁粒子的表面分別附著有硬脂酸和硬脂酰胺作為有機(jī)膜的薄片狀鋁粒子。另外，比較例5和比較例7中使用的薄片狀鋁粒子，通過將利用霧化法得到的鋁粒子在有機(jī)溶劑的存在下、在不使用粉碎助劑的情況下用球磨進(jìn)行粉碎而得到。即，比較例 5和比較例7中使用的薄片狀鋁粒子，是薄片狀鋁粒子的表面未附著有機(jī)膜的薄片狀鋁粒子。另外，實(shí)施例4和實(shí)施例5中使用的薄片狀鋁粒子，通過將利用蒸鍍而形成于塑料薄膜的表面(該表面上整面形成有丙烯酸樹脂覆膜作為剝離劑)上的鋁薄膜從塑料薄膜的表面剝離后進(jìn)行破碎而得到。即，實(shí)施例4和實(shí)施例5中使用的薄片狀鋁粒子，是在薄片狀鋁粒子的表面附著有丙烯酸樹脂作為有機(jī)膜的薄片狀鋁粒子。將上述說明的實(shí)施例和比較例中使用的薄片狀鋁粒子的表面上附著的各有機(jī)膜歸納示于表2的“Al粒子的有機(jī)膜”一欄中。(實(shí)施例1)向乙基纖維素樹脂溶解于異丙醇和甲苯的混合有機(jī)溶劑而得到的有機(jī)載體中，加入下述表1和表2的實(shí)施例1中所示的薄片狀鋁粒子，用公知的混合機(jī)進(jìn)行混合。再加入異丙醇和甲苯的混合有機(jī)溶劑，調(diào)節(jié)至規(guī)定的粘度，制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物。如表1的實(shí)施例1所示，這樣得到的本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物中，薄片狀鋁粒子的質(zhì)量比為17. 3質(zhì)量％， 有機(jī)載體與溶劑的含量總計(jì)為82. 7質(zhì)量％。用刮刀涂布法將所得的導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上而形成涂膜。涂膜的厚度控制在1 2μπι的范圍內(nèi)。
將該涂膜在大氣中、50°C的溫度下干燥10分鐘后，再用熱風(fēng)干燥機(jī)在大氣中、 350°C的溫度下進(jìn)行60分鐘脫脂處理。將這樣處理后的涂膜在燒成爐內(nèi)并且在氬氣氣氛中、550°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(實(shí)施例2 6)使用下述表1和表2所示的各種薄片狀鋁粒子，與實(shí)施例1同樣地制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜，并將該涂膜進(jìn)行燒成，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的各種導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(實(shí)施例7)向?qū)嵤├?制作的導(dǎo)電糊組合物100質(zhì)量份中，進(jìn)一步加入1質(zhì)量份 B2O3-SiO2-Bi2O3系玻璃粉，制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物。與實(shí)施例6同樣地將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜，并將該涂膜進(jìn)行燒成，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(實(shí)施例8)向丙烯酸樹脂溶解于松油醇和甲苯的混合有機(jī)溶劑而得到的有機(jī)載體中，加入下述表1和表2的實(shí)施例8所示的薄片狀鋁粒子，用公知的混合機(jī)混合，由此制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物。該導(dǎo)電糊組合物中的鋁粒子的質(zhì)量比為25.0質(zhì)量％。與實(shí)施例1同樣地將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜，并將該涂膜進(jìn)行燒成，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表 1。(實(shí)施例9)使用下述表1和表2的實(shí)施例9所示的薄片狀鋁粒子，與實(shí)施例1同樣地制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物。與實(shí)施例1同樣地將該導(dǎo)電糊組合物涂布到代替玻璃基板的氧化鋁基板上形成涂膜，并將該涂膜進(jìn)行燒成，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(實(shí)施例10)使用下述表1和表2的實(shí)施例10所示的薄片狀鋁粒子，與實(shí)施例1同樣地制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜。將該涂膜在燒成爐內(nèi)、在代替氬氣氣氛的氮?dú)鈿夥罩?、?50°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表 1。(實(shí)施例11)使用下述表1和表2的實(shí)施例11所示的薄片狀鋁粒子，與實(shí)施例1同樣地制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜。將該涂膜在燒成爐內(nèi)、在代替氬氣氣氛的真空環(huán)境中、在550°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表
(實(shí)施例12)與實(shí)施例1同樣地制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，但作為導(dǎo)電性粉末，以下述表1和表2的實(shí)施例12所示的含量使用薄片狀鋁粒子和薄片狀銀粒子(平均厚度0. 1 μ m、平均粒徑5 μ m)。將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜。將該涂膜在燒成爐內(nèi)并且在氬氣氣氛中、550°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(實(shí)施例13)除了添加3質(zhì)量份四乙氧基硅烷(簡稱TE0S)代替玻璃粉以外，與實(shí)施例7同樣地形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(實(shí)施例14)除了將燒成氣氛設(shè)定為空氣以外，與實(shí)施例6同樣地形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(比較例1 3)除了使用下述表1和表2的比較例1 3所示的薄片狀鋁粒子以外，與實(shí)施例1 同樣地制作導(dǎo)電糊組合物，將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜，并將該涂膜進(jìn)行燒成，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的各種導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(比較例4)與實(shí)施例1同樣地制作本發(fā)明的導(dǎo)電糊組合物，但作為導(dǎo)電性粉末，以下述表1和表2的比較例4所示的含量使用薄片狀鋁粒子和薄片狀銀粒子(平均厚度0. 1 μ m、平均粒徑5 μ m)。將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜。將該涂膜在燒成爐內(nèi)并且在氬氣氣氛中、550°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(比較例5)除了使用表1和表2所示的不含有機(jī)膜的薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末以外，與實(shí)施例1同樣地制作導(dǎo)電糊組合物。將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜。將該涂膜在燒成爐內(nèi)并且在氬氣氣氛中、550°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(比較例6)除了使用表1和表2所示的薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末以外，與實(shí)施例1同樣地制作導(dǎo)電糊組合物。將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜。將該涂膜在燒成爐內(nèi)并且在氬氣氣氛中、550°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。(比較例7)除了使用表1和表2所示的不含有機(jī)膜的薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末以外，與實(shí)施例1同樣地制作導(dǎo)電糊組合物。將該導(dǎo)電糊組合物涂布到玻璃基板上形成涂膜。將該涂膜在燒成爐內(nèi)并且在氬氣氣氛中、550°C的溫度下燒成60分鐘，由此形成導(dǎo)電膜。通過后述的方法對所得的導(dǎo)電膜進(jìn)行薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度的測定。結(jié)果示于表1。
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另外，以上的實(shí)施例1 14和比較例1 7中，針對下述表1所示的薄片狀鋁粒子的平均厚度和平均粒徑、薄片狀鋁粒子的單位表面積的氧含量、薄片狀鋁粒子的平均粒徑相對于平均厚度的比率即平均長徑比、所得導(dǎo)電膜的薄層電阻、密合性和平均表面粗糙度， 如下所述進(jìn)行測定或評價(jià)。〈平均厚度〉薄片狀鋁粒子的平均厚度，如日本特開平06-200191號公報(bào)和國際公開第 W02004/(^6970號小冊子所述，通過測定薄片狀鋁粉末的水面擴(kuò)散面積并代入特定的式中的計(jì)算方法而得到，具體的計(jì)算方法如下所述。將薄片狀鋁粒子用丙酮清洗后，測定干燥后的薄片狀鋁粒子的質(zhì)量w(g)和薄片狀鋁粒子均勻地浮在水面上時(shí)的覆蓋面積A(cm2)，通過下式1計(jì)算WCA(水面擴(kuò)散面積)。 然后，將WCA值代入下式2中，計(jì)算薄片狀鋁粒子的平均厚度。式1 :WCA (cm2/g) = A (cm2) /w (g)式2 平均厚度(μπι) = 104/(2. 5(g/cm3) XWCA)這樣的平均厚度的求法例如記載在Aluminum Paint and Powder、J. D. Edeards禾口 R. IJray 著、第三版、Reinhold Publishing Corp，紐約(1955)出版、16 22 頁等中。另外，極薄鋁粒子(厚度為0.06μπι以下)的平均厚度由于粒子凝聚而難以測定上述的WCA，因此，通過在粒子的原子力顯微鏡(AFM)照片中測定的隨機(jī)選擇的20個(gè)粒子的厚度的平均值來求出?！雌骄健当∑瑺钿X粒子的平均粒徑通過激光衍射法使用4々π卜，7々XlOO (日機(jī)裝公司制造的測定儀)測定。〈氧含量〉薄片狀鋁粒子的氧含量[mg/m2]，由利用惰性氣體中熔融-紅外線吸收法測定的氧含量與利用氮吸附BET法測定的比表面積之比(氧含量[mg/g]/比表面積[m2/g])進(jìn)行計(jì)笪弁。另外，極薄鋁粒子(厚度為0.06μπι以下)的比表面積通過將利用上述方法求出的平均厚度代入下式3中進(jìn)行計(jì)算。式3 比表面積(m2/g) = 2 X IO4/ (2. 7 X 平均厚度(μ m))〈平均長徑比〉薄片狀鋁粒子的平均長徑比，由利用激光衍射法測定的平均粒徑與通過上述方法測定的平均厚度之比(平均粒徑[Pm]/平均厚度[μπι])進(jìn)行計(jì)算?！幢与娮琛邓脤?dǎo)電膜的薄層電阻使用四探針式表面電阻測定儀(t Y >公司制RG-5型薄層電阻測定儀)進(jìn)行測定。測定條件設(shè)定為電壓4mV、電流100mA、導(dǎo)電膜的表面上施加的載荷為 200grf(1.96N)。〈密合性〉所得導(dǎo)電膜與基板的密合性，是在導(dǎo)電膜上粘合力^ r-7"(注冊商標(biāo)、二 f K >株式會社制、CT-M)，以45度的角度牽拉，目視觀察導(dǎo)電膜(導(dǎo)電膜中的鋁粒子)的剝離程度。根據(jù)觀察結(jié)果，無剝離的評價(jià)為“良好”、有剝離的評價(jià)為“不可”。
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〈平均表面粗糙度〉導(dǎo)電膜的平均表面粗糙度Ra使用表面粗糙度計(jì)(東京精密制的SURFCOM 1400D)測定。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電糊組合物，其中，含有薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末，所述薄片狀鋁粒子的平均厚度為0.8μπι以下，所述薄片狀鋁粒子的單位表面積的氧含量的比率為15mg/m2以下。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電糊組合物，其中，所述薄片狀鋁粒子的平均粒徑相對于平均厚度的比率即平均長徑比為30以上且500以下。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電糊組合物，其中，所述薄片狀鋁粒子由有機(jī)膜包覆。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電糊組合物，其中，所述有機(jī)膜含有選自由脂肪酸、脂肪胺、 脂肪醇、脂肪族酯類化合物和樹脂組成的組中的至少一種物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電糊組合物，其中，還含有選自由有機(jī)載體、玻璃粉和金屬醇鹽組成的組中的至少一種物質(zhì)。
6.一種導(dǎo)電膜，使用權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電糊組合物而形成，其中，平均表面粗糙度Ra 為Ιμ 以下。
7.如權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電膜，其中，在該導(dǎo)電膜的利用X射線衍射分析得到的圖譜中，Y-Al2O3的(400)面所對應(yīng)的衍射峰相對于Al的(200)面所對應(yīng)的衍射峰的峰強(qiáng)度比為0. 2以下。
8.如權(quán)利要求6所述的導(dǎo)電膜，其中，在該導(dǎo)電膜的截面觀察中，導(dǎo)電膜的截面中的薄片狀鋁粒子的面積占有率為80%以上，且所述薄片狀鋁粒子的平均傾斜角度為3°以下。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠在各種基板上、電子器件中容易且廉價(jià)地形成導(dǎo)電性、表面平滑性以及與基材的密合性良好的電極、布線等的導(dǎo)電膜的導(dǎo)電糊組合物及使用該導(dǎo)電糊組合物形成的導(dǎo)電膜。一種導(dǎo)電糊組合物，含有薄片狀鋁粒子作為導(dǎo)電性粉末，該薄片狀鋁粒子的平均厚度為0.8μm以下，該薄片狀鋁粒子的單位表面積的氧含量的比率為15mg/m2以下。
文檔編號H01B1/00GK102341866SQ20108001086
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者小池和德, 川島桂, 橋詰良樹, 賴高潮 申請人:東洋鋁株式會社