金属奈米粒子分散液及利用其之导电体层之形成方法

主权项

一种金属奈米粒子分散液，系依细微液滴形状喷射，可积层涂布的金属奈米粒子分散液；上述金属奈米粒子的平均粒径系选择在1~100nm的范围内；该金属奈米粒子分散液系将固形成分的上述金属奈米粒子均匀的分散于分散溶媒中的分散液；该金属奈米粒子表面系利用具有能与该金属奈米粒子中所含金属元素配位键结之基的1种以上化合物进行被覆；该化合物系具有含氮、氧、或硫原子，且能利用该等原子所具有的孤立电子对进行配位式键结的基；相对于上述金属奈米粒子100质量份之下，上述具有含氮、氧、或硫原子之基的化合物1种以上总计含有10~50质量份；上述分散溶媒系单种的有机溶剂、或由2种以上液体状有机物所构成的混合溶媒；至少于温度15℃以上显示出均匀的液体状态；构成该分散溶媒的单种有机溶剂、或2种以上液体状有机物中，至少其中一者系对上述具有含氮、氧或硫原子之基的化合物中之1种以上具有亲和性；上述分散溶媒系下述般之具有高溶解性之单种有机溶剂或由二种以上之液体状有机物所构成的混合溶媒：加热至100℃以上时，该分散溶媒每100质量份，可使被覆金属奈米粒子表面之上述具有含氮、氧或硫原子之基的化合物溶解50质量份以上；上述构成分散溶媒之单种有机溶剂或二种以上之液体状有机物，系至少其中一者为融点20℃以下、沸点80~300℃之范围的有机溶剂；该分散溶媒本身的液黏度(20℃)系选择在10mPas以下的范围；在上述金属奈米粒子分散液中，上述分散溶媒的容积比率系选择于55~80体积%的范围；该金属奈米粒子分散液的液黏度(20℃)系选择在2mPas~30mPas的范围；在上述金属奈米粒子分散液中，该金属奈米粒子之含有比率系选择在40质量%以上；将上述金属奈米粒子分散液中所含分散溶媒部分蒸散去除，且经施行浓缩直到上述分散溶媒的容积比率达到20~50体积%范围为止的浓缩分散液，系形成液黏度(20℃)达20Pas~1000Pas范围之黏稠的浓缩液。如申请专利范围第1项之金属奈米粒子分散液，其中，上述金属奈米粒子的平均粒径系选择在1~20nm范围。如申请专利范围第1项之金属奈米粒子分散液，其中，上述金属奈米粒子系由从金、银、铜、白金、钯、钨、镍、钽、铋、铅、铟、锡、锌、钛、铝所构成金属的组群中所选择的单种金属所构成之奈米粒子，或者由该金属组群中所选择2种以上的金属合金所构成的奈米粒子。如申请专利范围第1项之金属奈米粒子分散液，其中，构成上述分散溶媒的单种有机溶剂、或2种以上液体状有机物，系至少其中一个的沸点在150~300℃范围内的有机溶剂。如申请专利范围第1项之金属奈米粒子分散液，其中，上述分散溶媒系由沸点为150~300℃之范围、碳数10以上之烃烷类与碳数10以上之一级醇类所组成之群组中选出。一种导电体层之形成方法，系利用申请专利范围第1项之金属奈米粒子分散液；在基板上形成由金属奈米粒子相互烧结体层所构成的细微形状良好导电性导电体层的方法，上述烧结体层系至少包含层厚度1μm以上，且层厚度/宽度比率显示1/4以上的宽深比之区域；包含有：在上述显示宽深比的区域中，对细微形状的平面图案，将上述金属奈米粒子分散液依细微液滴形状进行喷射，将每1次设置涂布膜厚0.1μm~1μm范围之涂布层的操作重复数次，而形成超过上述烧结体层层厚的积层涂布膜之步骤；以及对上述金属奈米粒子分散液的积层涂布膜中所含的金属奈米粒子施行烧成处理，而形成该金属奈米粒子相互烧结体层的步骤；其中，在上述形成积层涂布膜的步骤中，于将上述金属奈米粒子分散液依细微液滴形状进行喷射之后，在该细微液滴尚未到达涂布面之期间，液滴中所含有的部分分散溶媒将被蒸散，而使经浓缩的液滴进行涂布；该金属奈米粒子相互烧结体层的形成系藉由在100℃以上、未超越300℃的温度中，对上述涂布层进行加热而实施；当施行该烧成处理中的加热之际，被覆着该金属奈米粒子表面之具有含氮、氧或硫原子之基的化合物，系从金属奈米粒子表面解离并溶出至使用具高溶解性之单种有机溶剂、或由2种以上液体状有机物所构成之混合溶媒的分散溶媒中，俾达成金属奈米粒子相互间的表面接触；施行该金属奈米粒子相互之烧结，与分散溶媒的蒸散去除。如申请专利范围第6项之导电体层之形成方法，其中，将上述金属奈米粒子分散液依细微液滴形状喷射，并形成积层涂布膜的步骤中，将上述金属奈米粒子分散液依细微液滴形状进行喷射的手法，系选择沉积法或喷射法。如申请专利范围第6项之导电体层之形成方法，其中，该金属奈米粒子相互烧结体层形成时的加热温度，系选择150℃~300℃范围。如申请专利范围第1项之金属奈米粒子分散液，其中，上述金属奈米粒子系金的奈米粒子；该金属奈米粒子的平均粒径系选择在1~20nm的范围。如申请专利范围第1项之金属奈米粒子分散液，其中，上述金属奈米粒子系银的奈米粒子；该金属奈米粒子的平均粒径系选择在1~20nm的范围。如申请专利范围第8项之导电体层之形成方法，其中，上述金属奈米粒子，系由从金、银、铜、白金、钯所构成金属组群中选择1种金属所构成的奈米粒子。如申请专利范围第11项之导电体层之形成方法，其中，上述金属奈米粒子系金的奈米粒子、或银的奈米粒子；该金属奈米粒子的平均粒径系选择于1~20nm范围。