[发明专利]金属纳米微粒制造用组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造作为导电性糊剂或油墨的材料的金属纳米微粒的组合物，其中，所述导电性糊剂或油墨被用于电子部件的布线形成等。

背景技术

近年来，作为代替以往的镀敷法和蒸镀-光刻法的新的电路形成(图案化)方法的、通过印刷直接形成电路的技术“印刷电子技术”作为新一代的产业基础而受到关注。该技术是使用导电性糊剂或导电性油墨在基板上形成期望的电路图案的技术，能够广泛应用于从薄膜晶体管、电阻器、电感器、电容器等基本的电路部件到电池、显示器、传感器、RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)、太阳能电池等多种应用制品中。期待通过采用印刷电子技术，使电子技术相关制品的制造工序极大地简化、时间缩短、促进资源节约和节能。

印刷电子技术可以使用玻璃基材和聚合物膜中的任意一种，为了能够从更宽的范围来选择基板材料，需要开发可通过较低温度下的热处理来得到充分的导电性、与基材的密合性的导电性糊剂或导电性油墨。

含有纳米尺寸的金属纳米微粒的导电性糊剂或油墨被视为有望满足该要求的材料。特别是，就贵金属的纳米微粒而言，具有高导电性，并且由表面能增大引起的纳米尺寸效应使熔融温度也显著低于块状金属。

但是，平均粒径小的纳米微粒由于表面能的增加而变得不稳定，容易聚集，因此存在如下问题：纳米微粒在制造时以及配合到各种导电性油墨或导电性糊剂中后聚集而发生固液分离。

为了解决该问题，提出了用各种保护层包覆纳米微粒的方案。要求保护层在导电性糊剂或油墨中与金属纳米微粒稳定结合以防止微粒聚集、并且容易通过电路形成时的烧结而从金属纳米微粒表面脱离。

例如，专利文献1示出：通过使含有草酸银、沸点为100～250℃的烷基胺和沸点为100～250℃的烷基二胺的组合物进行加热反应而得到的包覆金属纳米微粒，其在保存中不易聚集、并且容易通过低温烧结而脱离(段落0022)。

此外，专利文献2示出：通过将不溶于醇系溶剂的金属盐在醇系溶剂中、在碳原子数为8以上的脂肪酸和碳原子数为8以上的脂肪族胺共存下还原而得到的包覆金属纳米微粒，其烧结后的微粒表面的脂肪族胺的残留少(段落0010)。

作为金属盐，使用了金属的碳酸盐、氢氧化盐、硫酸盐等(实施例)。

作为碳原子数为8以上的脂肪酸，例示了油酸、辛酸、癸酸、十二酸、硬脂酸等(段落0030)。

此外示出：在向含有所得到的包覆金属纳米微粒的糊剂中配合羟基脂肪酸时，由于羟基脂肪酸的亲水基和疏水基的存在，容易使包覆金属纳米微粒分散于糊剂中(段落0046)。

但是，通过这些方法得到的金属纳米微粒的保护层虽然与金属纳米粒子的结合性优良，但疏水性强，因此向含有极性溶剂的油墨或糊剂中的分散性差。

例如，在含有聚合物的导电性油墨或糊剂的情况下，为了能够从更宽的范围来选择聚合物，需要也容易分散于极性溶剂中的金属纳米微粒。此外，例如，喷墨用的油墨由于使用极性高的溶剂，因此需要也容易分散于极性溶剂中的金属纳米微粒。

关于这一点，专利文献3公开了如下方法：将含有硝酸银和油基胺的组合物加热而得到包覆银微粒后，将含有该包覆银微粒和作为羟基酸的一种的蓖麻油酸的组合物加热而进行保护层置换(实施例4)，并示出由此可得到向十二碳醇酯(テキサノール)和萜品醇等极性有机溶剂中的分散性良好的包覆银微粒(段落0007)。

但是，通过专利文献3的方法得到的包覆银微粒向极性溶剂中的分散性在实用上并不充分。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第5574761号公报

专利文献2:日本特开2012-46779号公报

专利文献3:日本特开2013-151753号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的课题在于，提供一种组合物，其通过加热反应可得到容易分散于极性溶剂或极性溶剂的比率高的溶剂混合物中的金属纳米微粒。

用于解决问题的方法

为了解决上述课题，本发明人反复进行了研究，发现：通过使含有(A)草酸金属盐、(B)胺化合物和(C)羟基脂肪酸的组合物进行加热反应而得到的金属纳米微粒，也容易分散于醇系溶剂、酯系溶剂等极性高的溶剂中。

本发明是基于上述见解而完成的，提供下述的金属纳米微粒制造用组合物、金属纳米微粒的制造方法、导电性油墨或糊剂以及布线或电极等。