JPWO2020026207A5

JPWO2020026207A5 -

Info

Publication number: JPWO2020026207A5
Application number: JP2021505856A
Authority: JP
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2039-08-02

Description

新規な特徴は、本明細書を検討すれば当業者には明らかとなる。しかし、特許請求の範囲は実施形態によって限定されるべきではなく、特許請求の範囲及び明細書全体の文言と一致する最も広い解釈が与えられるべきであることを理解されたい。

なお、本発明に包含され得る諸態様または諸実施形態は、以下のとおり要約される。
［１］．
銀カルボキシラート又は銅カルボキシラート、有機アミン化合物及び熱保護剤を含む、インク。
［２］．
前記銀カルボキシラート又は銅カルボキシラートが、１６０℃以下の熱分解温度を有する、上記項目１に記載のインク。
［３］．
前記銀カルボキシラートがＣ _１－１０アルカノアートであるか、又は前記銅カルボキシラートがＣ _１－１２アルカノアートである、上記の項目１又は項目２に記載のインク。
［４］．
前記銀カルボキシラートが、銀オキサラート、銀アセタート又は銀ピバラートである、上記項目１に記載のインク。
［５］．
前記熱保護剤が、共役ポリマー、ポリエーテル、脂肪酸又は任意のその混合物を含む、上記項目１～４のいずれか一項に記載のインク。
［６］．
前記熱保護剤が、ポリ（フルオレン）、ポリ（チオフェン）、ポリエチレングリコール、Ｃ _２－１６脂肪酸又は任意のその混合物を含む、上記項目１～４のいずれか一項に記載のインク。
［７］．
前記熱保護剤が、ポリエチレングリコール、ヘキサン酸、ヘプタン酸、ネオデカン酸又は式（Ｉ）若しくは式（ＩＩ）のポリマーを含む共役ポリマーを含み：
［化１］

式中、ｎが５～２０００の整数である、上記項目１から４のいずれか一項に記載のインク。
［８］．
有機ポリマー結合剤をさらに含む、上記項目１～７のいずれか一項に記載のインク。
［９］．
表面張力調節剤をさらに含む、上記項目１～８のいずれか一項に記載のインク。
［１０］．
溶媒をさらに含む、上記項目１～９のいずれか一項に記載のインク。
［１１］．
消泡剤をさらに含む、上記項目１～１０のいずれか一項に記載のインク。
［１２］．
チキソトロピー調節剤をさらに含む、上記項目１～１１のいずれか一項に記載のインク。
［１３］．
銀オキサラート、銀ピバラート又は銀アセタートを含む銀カルボキシラート、アミノアルコール、乳酸表面張力調節剤及び熱保護剤を含む、インク。
［１４］．
前記インクが、焼結中の前記インクの温度上昇を前記銀カルボキシラートの分解に十分な高さのインク温度までに自己制限し、それにより前記温度上昇が、前記インクが占有する基板の領域に限局される、上記項目１～１３のいずれか一項に記載のインク。
［１５］．
銀カルボキシラート又は銅カルボキシラート及び有機アミン化合物を含むインクであって、前記インクが、焼結中の前記インクの温度上昇を前記インクの分解に十分な高さのインク温度までに自己制限し、それにより前記温度上昇が、前記インクが占有する基板の領域に限局される、インク。
［１６］．
前記銅カルボキシラートが銅ホルマートであり、前記有機アミン化合物がアミノジオールである、上記項目１５に記載のインク。
［１７］．
充填剤として銅ナノ粒子をさらに含む、上記項目１６に記載のインク。
［１８］．
基板上に導電性の銀又は銅のトレースを生成するための方法であって、
基板上に、銀カルボキシラート又は銅カルボキシラート、および有機アミン化合物を含むインクを堆積させて、前記基板上に前記インクのトレースを形成すること、並びに
前記基板上の前記トレースを広域スペクトル紫外光で焼結させて、前記基板上に前記導電性銀又は銅トレースを形成すること、を含む、方法。
［１９］．
前記インクが熱保護剤をさらに含む、上記項目１８に記載の方法。
［２０］．
前記熱保護剤が、ポリ（フルオレン）、ポリ（チオフェン）、ポリエチレングリコール、Ｃ _２－１６脂肪酸又は任意のその混合物を含む、上記項目１９に記載の方法。
［２１］．
前記インクが、有機ポリマー結合剤、表面張力調節剤及び溶媒をさらに含む、上記項目１８～２０のいずれか一項に記載の方法。
［２２］．
前記紫外光が、１３４．４Ｊ／ｃｍ ^２以下のエネルギーを有する、上記項目１８～２１のいずれか一項に記載の方法。
［２３］．
前記紫外光が、１３．４Ｊ／ｃｍ ^２以下のエネルギーを有する、上記項目１８～２１のいずれか一項に記載の方法。
［２４］．
前記焼結が、５～６００秒の範囲の時間で行われる、上記項目１８～２３のいずれか一項に記載の方法。
［２５］．
前記広域スペクトル紫外光が３００～８００ｎｍの範囲の発光を有する、上記項目１８～２４のいずれか一項に記載の方法。
［２６］．
前記基板が低温基板である、上記項目１８～２５のいずれか一項に記載の方法。
［２７］．
前記低温基板が、１６０℃以上の基板温度で１０分以下の期間にわたって損傷を受ける基板である、上記項目２６に記載の方法。
［２８］．
前記低温基板が、ポリエチレンテレフタレート、アモルファスポリエチレンテレフタレート（ＡＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、テキスタイル、綿、ナイロン、ポリエステル又はエラストマーブレンドを含む、上記項目２６に記載の方法。
［２９］．
前記インクが、焼結中の前記インクの温度上昇を前記銀カルボキシラートの分解に十分な高さのインク温度までに自己制限し、それにより前記温度上昇が、前記インクが占有する基板の領域に限局される、上記項目１８～２８のいずれか一項に記載の方法。
［３０］．
前記インクが有機ポリマー結合剤をさらに含む、上記項目１８～２９のいずれか一項に記載の方法。
［３１］．
電子デバイスであって、上記項目１～１７のいずれか一項に記載のインクから又は上記項目１８～３０のいずれか一項に記載の方法によって生成された導電性金属トレースを上に有する基板を含む、電子デバイス。 The novel features will become apparent to those skilled in the art upon review of the specification. It is to be understood, however, that the claims should not be limited by the embodiments, but are to be accorded the broadest interpretation consistent with the language of the claims and the specification as a whole.

Aspects or embodiments that can be included in the present invention are summarized as follows.
[1].
An ink comprising a silver or copper carboxylate, an organic amine compound and a heat protectant.
[2].
2. The ink of item 1 above, wherein the silver carboxylate or copper carboxylate has a thermal decomposition temperature of 160° C. or less.
[3].
The ink of item 1 or item 2 above, wherein the silver carboxylate is a C _1-10 alkanoate or the copper carboxylate is a C _1-12 alkanoate.
[4].
2. The ink of item 1, wherein the silver carboxylate is silver oxalate, silver acetate or silver pivalate.
[5].
5. The ink of any one of the preceding items 1-4, wherein the thermal protectant comprises a conjugated polymer, polyether, fatty acid or any mixture thereof.
[6].
5. The ink of any one of the preceding items 1-4, wherein the thermal protectant comprises poly(fluorene), poly(thiophene), polyethylene glycol, C _2-16 fatty acid or any mixture thereof.
[7].
Said heat protectant comprises polyethylene glycol, hexanoic acid, heptanoic acid, neodecanoic acid or a conjugated polymer comprising a polymer of formula (I) or formula (II):
[Chemical 1]

5. The ink according to any one of items 1 to 4 above, wherein n is an integer of 5-2000.
[8].
8. The ink of any one of the preceding items 1-7, further comprising an organic polymer binder.
[9].
9. The ink according to any one of items 1 to 8 above, further comprising a surface tension modifier.
[10].
10. The ink according to any one of items 1 to 9 above, further comprising a solvent.
[11].
11. The ink according to any one of items 1 to 10 above, further comprising an antifoaming agent.
[12].
12. The ink of any one of the preceding items 1-11, further comprising a thixotropy modifier.
[13].
An ink comprising a silver carboxylate, including silver oxalate, silver pivalate or silver acetate, an aminoalcohol, a lactic acid surface tension modifier and a heat protectant.
[14].
The ink self-limits the temperature rise of the ink during sintering to an ink temperature high enough to decompose the silver carboxylate, so that the temperature rise affects the area of the substrate occupied by the ink. 14. The ink of any one of the preceding items 1-13, wherein the ink is localized.
[15].
An ink comprising a silver or copper carboxylate and an organic amine compound, wherein the ink self-limits the temperature rise of the ink during sintering to an ink temperature high enough to decompose the ink; An ink whereby said temperature rise is confined to the area of the substrate occupied by said ink.
[16].
16. The ink of item 15 above, wherein the copper carboxylate is a copper formate and the organic amine compound is an aminodiol.
[17].
17. The ink of item 16 above, further comprising copper nanoparticles as a filler.
[18].
A method for producing conductive silver or copper traces on a substrate, comprising:
depositing an ink comprising a silver or copper carboxylate and an organic amine compound on a substrate to form traces of the ink on the substrate;
sintering the traces on the substrate with broad spectrum ultraviolet light to form the conductive silver or copper traces on the substrate.
[19].
19. The method of item 18 above, wherein the ink further comprises a heat protectant.
[20].
20. The method of item 19, above , wherein the thermal protectant comprises poly(fluorene), poly(thiophene), polyethylene glycol, C _2-16 fatty acid or any mixture thereof.
[21].
21. The method according to any one of items 18 to 20 above, wherein the ink further comprises an organic polymer binder, a surface tension modifier and a solvent.
[22].
22. The method of any one of the preceding items 18-21, wherein the ultraviolet light has an energy of 134.4 J/cm ² or less.
[23].
22. The method of any one of the preceding items 18-21, wherein the ultraviolet light has an energy of 13.4 J/cm ² or less.
[24].
24. A method according to any one of the preceding items 18-23, wherein said sintering is carried out for a time ranging from 5 to 600 seconds.
[25].
25. The method of any one of the preceding items 18-24, wherein the broad spectrum ultraviolet light has an emission in the range of 300-800 nm.
[26].
26. The method of any one of the preceding items 18-25, wherein the substrate is a low temperature substrate.
[27].
27. The method of item 26 above, wherein the low temperature substrate is a substrate that is damaged at a substrate temperature of 160° C. or higher for a period of 10 minutes or less.
[28].
26 above, wherein the low temperature substrate comprises polyethylene terephthalate, amorphous polyethylene terephthalate (APET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), thermoplastic polyurethane (TPU), textile, cotton, nylon, polyester, or elastomer blends. The method described in .
[29].
The ink self-limits the temperature rise of the ink during sintering to an ink temperature high enough to decompose the silver carboxylate, so that the temperature rise affects the area of the substrate occupied by the ink. 29. The method of any one of items 18-28 above, wherein the method is confined.
[30].
30. The method of any one of the preceding items 18-29, wherein the ink further comprises an organic polymer binder.
[31].
An electronic device comprising a substrate having thereon conductive metal traces produced from the ink of any one of items 1-17 above or by the method of any one of items 18-30 above. electronic devices, including;

Claims

銀カルボキシラート又は銅カルボキシラート、有機アミン化合物及び熱保護剤を含む、インク。 An ink comprising a silver or copper carboxylate, an organic amine compound and a heat protectant.

前記銀カルボキシラート又は銅カルボキシラートが、１６０℃以下の熱分解温度を有する、請求項１に記載のインク。 The ink of claim 1, wherein the silver carboxylate or copper carboxylate has a thermal decomposition temperature of 160°C or less.

前記銀カルボキシラートが銀オキサラート、銀アセタート又は銀ピバラートであるか、又は前記銅カルボキシラートがＣ_１－１２アルカノアートである、請求項１又は請求項２に記載のインク。 The ink of claim 1 or claim 2, wherein said silver carboxylate is silver oxalate, silver acetate or silver pivalate , or said copper carboxylate is a C _1-12 alkanoate.

前記熱保護剤が、共役ポリマー、ポリエーテル、脂肪酸又は任意のその混合物を含み、
前記ポリエーテルが、ポリエチレングリコールであり、
前記脂肪酸が、ヘキサン酸、ヘプタン酸、若しくはネオデカン酸であり、
前記共役ポリマーが、式（Ｉ）若しくは式（ＩＩ）のポリマーを含み：

式中、ｎが５～２０００の整数である、
請求項１～３のいずれか一項に記載のインク。 the thermal protectant comprises a conjugated polymer, polyether, fatty acid or any mixture thereof;
The polyether is polyethylene glycol,
the fatty acid is hexanoic acid, heptanoic acid, or neodecanoic acid,
Said conjugated polymer comprises a polymer of formula (I) or formula (II):

wherein n is an integer from 5 to 2000,
The ink according to any one of claims 1-3 .

有機ポリマー結合剤、表面張力調節剤、溶媒、消泡剤、チキソトロピー調節剤又はそれらの混合物をさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のインク。 The ink of any one of claims 1-4 , further comprising an organic polymer binder , a surface tension modifier, a solvent, an antifoaming agent, a thixotropy modifier or mixtures thereof .

銀カルボキシラート又は銅カルボキシラート及び有機アミン化合物を含むインクであって、前記インクが、焼結中の前記インクの温度上昇を前記インクの分解に十分な高さのインク温度までに自己制限し、それにより前記温度上昇が、前記インクが占有する基板の領域に限局される、インク。 An ink comprising a silver or copper carboxylate and an organic amine compound, wherein the ink self-limits the temperature rise of the ink during sintering to an ink temperature high enough to decompose the ink; An ink whereby said temperature rise is confined to the area of the substrate occupied by said ink.

前記銅カルボキシラートが銅ホルマートであり、前記有機アミン化合物がアミノジオールである、請求項６に記載のインク。 7. The ink of claim 6 , wherein said copper carboxylate is copper formate and said organic amine compound is an aminodiol.

充填剤として銅ナノ粒子をさらに含む、請求項７に記載のインク。 8. The ink of claim 7 , further comprising copper nanoparticles as a filler.

基板上に導電性の銀又は銅のトレースを生成するための方法であって、
基板上に、銀カルボキシラート又は銅カルボキシラート、および有機アミン化合物を含むインクを堆積させて、前記基板上に前記インクのトレースを形成すること、並びに
前記基板上の前記トレースを広域スペクトル紫外光で焼結させて、前記基板上に前記導電性銀又は銅トレースを形成すること、を含む、方法。 A method for producing conductive silver or copper traces on a substrate, comprising:
depositing an ink comprising a silver or copper carboxylate and an organic amine compound on a substrate to form traces of the ink on the substrate; and exposing the traces on the substrate with broad spectrum ultraviolet light. sintering to form the conductive silver or copper traces on the substrate.

前記インクが、ポリ（フルオレン）、ポリ（チオフェン）、ポリエチレングリコール、Ｃ _２－１６脂肪酸又は任意のその混合物を含む熱保護剤をさらに含む、請求項９に記載の方法。 10. The method of claim 9 , wherein the ink further comprises a thermal protectant comprising poly(fluorene), poly(thiophene), polyethylene glycol, _C2-16 fatty acid or any mixture thereof .

前記インクが、有機ポリマー結合剤、表面張力調節剤及び溶媒をさらに含む、請求項９又は請求項１０に記載の方法。 11. The method of claim 9 or claim 10 , wherein the ink further comprises an organic polymeric binder, a surface tension modifier and a solvent.

前記紫外光が、１３４．４Ｊ／ｃｍ^２以下のエネルギーを有する、請求項９～１１のいずれか一項に記載の方法。 A method according to any one of claims 9 to 11, wherein said ultraviolet light has an energy of 134.4 J/cm ² or less.

前記焼結が、５～６００秒の範囲の時間で行われる、請求項９～１２のいずれか一項に記載の方法。 A method according to any one of claims 9-12, wherein said sintering is carried out for a time in the range of 5-600 seconds.

前記広域スペクトル紫外光が３００～８００ｎｍの範囲の発光を有する、請求項９～１３のいずれか一項に記載の方法。 A method according to any one of claims 9 to 13, wherein said broad spectrum ultraviolet light has an emission in the range of 300-800 nm.

前記基板が、１６０℃以上の基板温度で１０分以下の期間にわたって損傷を受ける低温基板であり、前記低温基板が、ポリエチレンテレフタレート、アモルファスポリエチレンテレフタレート（ＡＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、テキスタイル、綿、ナイロン、ポリエステル又はエラストマーブレンドを含む、請求項９～１４のいずれか一項に記載の方法。 The substrate is a low temperature substrate that is damaged at a substrate temperature of 160° C. or higher for a period of 10 minutes or less , and the low temperature substrate is polyethylene terephthalate, amorphous polyethylene terephthalate (APET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate ( PC), thermoplastic polyurethane (TPU), textiles, cotton, nylon, polyester or elastomer blends .

前記インクが、焼結中の前記インクの温度上昇を前記銀カルボキシラートの分解に十分な高さのインク温度までに自己制限し、それにより前記温度上昇が、前記インクが占有する基板の領域に限局される、請求項９～１５のいずれか一項に記載の方法。 The ink self-limits the temperature rise of the ink during sintering to an ink temperature high enough to decompose the silver carboxylate, so that the temperature rise affects the area of the substrate occupied by the ink. The method of any one of claims 9-15, wherein the method is localized.

前記インクが有機ポリマー結合剤をさらに含む、請求項９～１６のいずれか一項に記載の方法。 The method of any one of claims 9-16 , wherein the ink further comprises an organic polymeric binder.

電子デバイスであって、請求項１～８のいずれか一項に記載のインクから又は請求項９～１７のいずれか一項に記載の方法によって生成された導電性金属トレースを上に有する基板を含む、電子デバイス。 An electronic device comprising a substrate having thereon conductive metal traces produced from the ink of any one of claims 1-8 or by the method of any one of claims 9-17 . electronic devices, including;