CN107206487B - 薄片状银颗粒的集合体及包含该银颗粒的集合体的膏 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光反射率高的薄片状银颗粒的集合体，在将该薄片状银颗粒的集合体分散在树脂中的情况下，其可均匀地分散，能够制造具有高反射率、高光泽度及优异的导电性的膏，并且能够制造不容易发生偏析且作业效率高的膏。对于本发明的薄片状银颗粒的集合体而言，利用BET法得到的比表面积值为0.5以上且小于1.5m2/g，利用激光衍射法得到的50％粒径为1～4μm，并且75％粒径与25％粒径的比率为1.8以下。

Description

薄片状银颗粒的集合体及包含该银颗粒的集合体的膏
技术领域
本发明涉及一种光反射率高的薄片状银颗粒的集合体(以下，将银颗粒的集合体也称为“银粉”)，在将该银粉分散在树脂中的情况下，该银粉均匀地分散，成为反射率高、光泽度高且导电性优异的膏，而且，因为银粉的沉降率低，偏析被加以抑制，所以能够制造粘度均匀且作业效率高的膏。
背景技术
目前，发光二极管(Light-emitting diode，以下称为“LED”)用于液晶显示器、信号机、照明灯、各种显示装置等很多用途。另外，因为LED节能且低成本，并且对环境的负面影响少，所以期望LED的用途扩展至汽车的前照灯等更新颖的领域。
一般来说，对液晶显示器等而言，使用具有导电性的接合剂固定LED芯片，并且设置有用于高效率地将LED芯片的光向外部放射的反射膜。但是，为了更高效率地放射光，优选使固定芯片的接合剂也具有高反射性。
接合剂的反射率很大程度受到作为导电填料分散在接合剂中的粉末的性质的影响。
在用于固定LED芯片的接合剂中，一般使用银粉作为导电填料，因此当分散的银粉的反射率高时，接合剂的反射率也高。
关于银粉的反射率，薄片状(flake)银颗粒的集合体比球状颗粒的集合体高，并且粒径大的银颗粒的集合体比粒径小的银颗粒的集合体高。
然而，当为了提高反射率而将粒径大的薄片状的银粉分散在作为接合剂的原料的树脂中时，因为银粉容易沉降，所以容易发生偏析。
当发生偏析时，存在如下问题：因为银浓度高的部分的流动性降低，所以膏的粘度不均匀，在使用喷嘴涂布时，喷射量不均匀，喷嘴容易堵塞，导致作业效率降低。
另外，对用于精细涂布的小径的喷嘴而言，还存在喷嘴堵塞而不能使用的问题。
由粒径小的微细颗粒构成的薄片状银粉虽然不容易发生偏析，但是存在如下问题：反射率本来就低，而且由于光的漫反射而导致反射率更低，因此不能得到所希望的反射率。
因此，一直期望开发出一种银粉，其能够制造具备足够的反射率及导电性、适用于LED芯片的固定、不容易发生偏析且作业效率高的接合剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-15647。
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献1公开了一种包含厚度为50nm以下且长径为5μm以下的板状金属微颗粒的涂料。
然而，在专利文献1中公开的涂料所包含的金属粉存在如下问题：因为该金属粉是非常薄的板状金属微颗粒，因此该金属微颗粒的反射率本来就低，而且由于光的漫反射导致反射率更低，所以只有通过加热使该金属微颗粒熔合形成金属薄膜才能够得到高反射率。
本发明人等以解决上述问题为技术课题，反复摸索进行了大量试制、实验，结果得到了一个重要发现，即，利用BET法得到的比表面积值为0.5以上且小于1.5m2/g、利用激光衍射法得到的50％粒径为1～4μm且75％粒径与25％粒径的比率为1.8以下的薄片状银颗粒的集合体，即使50％粒径小，微细颗粒的含量也低，能够抑制漫反射从而得到高反射率，因此，在使树脂含有该集合体的情况下，能得到反射率高且导电性优异的膏，并且因为在该膏中银粉不容易沉降，不容易发生偏析，所以能制造作业效率高的接合剂，从而解决上述技术问题。
解决问题的技术方案
如下所述，本发明能够解决上述技术问题。
本发明的第一发明是薄片状银颗粒的集合体，对该薄片状银颗粒的集合体而言，利用BET法得到的比表面积值为0.5以上且小于1.5m2/g，利用激光衍射法得到的50％粒径为1～4μm，并且75％粒径与25％粒径的比率为1.8以下。
另外，本发明的第二发明是如第一发明所述的薄片状银颗粒的集合体，其中，400～800nm的光的反射率为40％以上。
另外，本发明的第三发明是包含第一发明或第二发明所述的薄片状银颗粒的集合体的膏。
另外，本发明的第四发明是如第三发明所述的膏，其中，前述薄片状银颗粒的集合体的含量为50～90重量％。
另外，本发明的第五发明是如第三发明或第四发明所述的膏，其中，比电阻值为10-4Ωcm以下。
另外，本发明的第六发明是如第三发明至第五发明中任一项所述的膏，其中，银沉降率为0.5％以下。
另外，本发明的第七发明是如第三发明至第六发明中任一项所述的膏，其中，前述膏是用于固定发光二极管(Light-emitting diode＝LED)芯片的接合剂。
另外，本发明的第八发明是第一发明或第二发明所述的薄片状银颗粒的集合体的制造方法。
另外，本发明的第九发明是第三发明至第七发明中任一项所述的膏的制造方法。
发明效果
本发明的银粉，虽然利用激光衍射法得到的50％粒径小，但是粒度分布窄、微细颗粒的比率少，因此，成为微细颗粒的光的漫反射少且反射率高的银粉。
尤其是，本发明的银粉在400～800nm的光中得到40％以上的反射率。
另外，对于将本发明的银粉分散在树脂中而制成的膏而言，银粉均匀地分散在树脂中，反射率及光泽度高。
另外，因为银粉不容易沉降且不容易发生偏析，因此能制成粘度均匀的膏，并且因为不容易发生喷射不良，因此能制成作业效率高的膏。
因为本发明的银粉是薄片状银颗粒的集合体，因此，对分散在树脂中而制成的膏而言，银颗粒以大面积互相接触，因此该膏具有优异的导电性。
包含本发明的银粉的膏能够制成比电阻值为1×10-4Ωcm以下的膏。
另外，本发明的膏因为反射率及光泽度高且导电性也高，所以适合用作固定LED芯片的接合剂。
另外，对于本发明的膏而言，其粘度均匀、粒径大的银颗粒的比率少，因此喷嘴不容易堵塞，也不容易发生喷射不良，因此作业效率高。
另外，本发明的膏能够在用于精细涂布的小径喷嘴中加以使用。
附图说明
图1是比较本发明的实施例的银粉的反射率与比较例的银粉的反射率的图。
图2是比较包含本发明的实施例的银粉的膏的反射率与包含比较例的银粉的膏的反射率的图。
图3是本发明的银粉的扫描电子显微镜SEM(日本电子株式会社制作的JSM-6010LA)5000倍的照片。
具体实施方式
对于本发明的银粉而言，利用BET法得到的比表面积为0.5以上且小于1.5m2/g，优选为0.8～1.2m2/g。比表面积小于0.5m2/g时，粒径大的颗粒增多，沉降率上升，因此偏析变大；比表面积为1.5m2/g以上时，微细颗粒增多，反射率下降，因此这两种情况都不令人满意。
本发明的银颗粒的厚度优选为180～220nm，并且其宽高比(长径/厚度)优选为7～13。
另外，比表面积为0.5以上且小于1.5m2/g的银颗粒在作为圆盘状的均匀颗粒模型计算其厚度的情况下，厚度为140以上且小于620nm。
在本发明的银粉中，利用激光衍射法得到的50％粒径为1～4μm，并且75％粒径与25％粒径的比率为1.8以下。
50％粒径小于1μm时，微细颗粒增多，反射率下降；50％粒径大于4μm时，每一颗粒的重量增大，当将该银粉制成膏时，沉降率上升，因此偏析变大，导致粘度不均匀，因此喷嘴容易堵塞，导致喷射不良，所以这两种情况都不令人满意。
另外，75％粒径与25％粒径的比率大于1.8时，微细颗粒及粒径大的银颗粒的比率增大，因此不令人满意。
本发明的银粉能够根据日本特开2003-55701所记载的方法，通过如下工序制造：即，在具备搅拌翼的球磨机中加入平均粒径为0.5～3μm的粒状银粉，使搅拌翼旋转，将该粒状银粉薄片化。
对施加于搅拌球磨机的容器的内容物的离心力的大小没有特别限定，以使对容器的内容物施加5～300G的离心力的方式使搅拌翼旋转即可。
另外，还可以在搅拌球磨机中放入已知的金属小球。
对原料的粒状银粉没有特别限定，能够使用通过现有已知的雾化法、电解法或化学还原法等方法得到的粒状银粉。
为了调节粒径等，能够在搅拌时在搅拌球磨机中加入各种溶剂、各种处理剂。
对加入的溶剂没有特别限定，可举出例如：水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、丙酮、3-戊酮、乙醚、甲醚、二苯醚、甲苯及二甲苯。这些溶剂可以单独使用或适当地组合使用。
对加入的处理剂没有特别限定，可举出例如：聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、脱水山梨醇脂肪酸酯等非离子表面活性剂。
这些表面活性剂可以单独使用或组合两种以上使用。
另外，作为处理剂还能够使用油酸、硬脂酸、十四(烷)酸等脂肪酸。这些脂肪酸可以单独使用或组合两种以上使用。
在使用处理剂的情况下，优选的是，以使其总计相对于得到的薄片状银粉的每表面积1m2为0.001～0.05g的方式在搅拌球磨机中加入处理剂。
作为使本发明的银粉分散的树脂，只要是能够放射银粉的反射光的树脂，就没有特别限定，优选透明的树脂。
作为含有本发明的银粉的树脂，能够举出例如：硅酮树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂等。
对本发明的膏中的银粉含量没有特别限定，优选为50～90重量％，更优选为70～85重量％。
在银粉含量为50重量％以下的情况下，不能确保足够的反射率及导电性，并且在银粉含量为90％以上的情况下也不能期望反射率及导电性增加，而且喷嘴容易堵塞，因此这两种情况都不令人满意。
实施例
以下示出本发明的实施例，但是本发明不局限于此。
<实施例1>
在具备直径107mm×高度320mm的圆筒容器的介质搅拌型湿式粉碎分散机中适量加入直径为0.05mm的氧化锆珠，将搅拌转子的圆周速度设定为7m/s，使混合有平均粒径为1.5μm的球状银粉700g和乙醇6L而成的浆料熔液循环1.5小时。
然后，过滤圆筒容器的内容物，从滤液中除去乙醇，进行干燥，得到薄片状银粉。
<实施例2>
除了使用了平均粒径为2.5μm的球状银粉以外，与实施例1同样地操作，得到薄片状银粉。
图3所示的扫描电子显微镜SEM照片是将实施例2的薄片状银粉扩大5000倍的照片。
<比较例1～7>
在具备直径150mm×高度190mm的圆筒容器的球磨机装置中适量加入通过化学还原法得到的平均粒径为0.1～3μm的粒状银粉700g、乙醇1L及直径为1～2mm的已知的金属球，将容器的转速设定为40～80rpm，运转5～20小时，然后停止旋转。然后，过滤圆筒容器的内容物，从滤液中除去乙醇，进行干燥，得到比较例1～7的薄片状银粉。
<比较例8>
不对通过雾化法得到的平均粒径为1.5μm的球状银粉进行薄片化而直接进行测定。
对实施例及比较例的各银粉通过以下方法进行评价。
(BET法比表面积值)
使用流动型比表面积自动测定仪FlowSorbII2100(日本株式会社岛津制作所制作)，通过BET法对各银粉进行比表面积值的测定。
(粒径)
使用激光衍射式粒度分布测量仪SALD-3100(日本株式会社岛津制作所制作)测定各银粉的25％、50％及75％粒径。
(反射率：银粉)
使用分光色差仪SE6000(日本电色工业株式会社制作)以550nm的测定波长测定各银粉的反射率。
另外，使用分光色差仪SE6000测定各银粉在380～780nm的测定条件下的反射率(图1)。
(导电性)
在玻璃基板上涂布使各银粉以87重量％的比率配入环氧树脂而制成的膏，然后以200℃的温度处理30分钟而得到涂膜，根据该涂膜的电阻值(R)和截面积(S)，计算比电阻值(ρ)。
ρ＝R·S/L
(R：电阻值(Ω)、S：截面积(cm2)、L：极间距(cm))
(银沉降率)
将与用于导电性评价的膏相同的膏注满10cc的注射筒，在25℃的环境下以垂直的状态放置三天，然后测定最上部1cc和最下部1cc的银含量的差。以800℃的温度将膏处理60分钟，根据灼烧减量算出银含量。
(反射率：膏)
使用棒式涂布机(Bar Coater)在纸上涂布使实施例1、以及比较例1、7和8的各银粉以87重量％的比率配入环氧树脂而制成的膏，然后以200℃的温度处理30分钟，得到涂膜，使用分光色差仪SE6000(日本电色工业株式会社制作)以550nm的测定波长测定该涂膜的反射率。
另外，使用分光色差仪SE6000测定上述包含各银粉的膏在380～780nm的测定条件下的反射率(图2)。
(光泽度)
使用棒式涂布机在纸上涂布使实施例1、以及比较例1、7和8的各银粉以87重量％的比率配入环氧树脂而制成的膏，然后以200℃的温度处理30分钟而得到涂膜，使用光泽度计GM-268Plus(日本柯尼卡美能达株式会社(コニカミノルタ株式会社)制作)测定该涂膜的反射角60度的光泽度。
表1示出实施例及比较例的各评价值。
表1
图1示出各银粉在380～780nm的测定条件下的反射率。
另外，图2示出包含实施例1、以及比较例1、7和8的各银粉的膏在380～780nm的测定条件下的反射率。
从表1及图1能够确认，对于本发明的银粉而言，虽然利用激光衍射法得到的50％粒径小，为1～4μm，但是反射率高。
从表1及图2可确认，对于包含本发明的银粉的膏而言，反射率及光泽度都高，而且银沉降率低，导电性优异。
另外还能够确认，与比较例的膏相比，本发明的膏的光泽度高，能够通过目视判别。
工业实用性
对于本发明的银粉而言，虽然利用激光衍射法得到的50％粒径小，但是粒度分布窄，反射率高，另外，对于包含本发明的银粉的膏而言，漫反射少，反射率高，光泽度高，导电性优异，而且，偏析少，因此粘度均匀，作业效率高，因此该膏适合用作LED芯片的接合剂。
因此，本发明是工业上可利用性高的发明。

Claims (6)

1.一种薄片状银颗粒的集合体，其中，利用BET法得到的比表面积值为0.5以上且小于1.5m2/g，利用激光衍射法得到的50％粒径为1～4μm，75％粒径与25％粒径的比率为1.8以下。
2.如权利要求1所述的薄片状银颗粒的集合体，其中，所述薄片状银颗粒的集合体对于400～800nm的光的反射率为40％以上。
3.一种包含权利要求1或2所述的薄片状银颗粒的集合体的膏。
4.如权利要求3所述的膏，其中，前述薄片状银颗粒的集合体的含量为50～90重量％。
5.如权利要求3所述的膏，其中，银沉降率为0.5％以下。
6.如权利要求3所述的膏，其中，前述膏是用于固定发光二极管芯片的接合剂。
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