JP2006083414A - Method for producing silver particulate, silver particulate, conductive pattern, electronic device and electronic appliance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、銀微粒子の製造方法、銀微粒子、導電性パターン、電子デバイスおよび電子機器に関するものである。 The present invention relates to a method for producing silver fine particles, silver fine particles, a conductive pattern, an electronic device, and an electronic apparatus.
銀は貴金属の中では安価であり、優れた導電性や抗菌作用を有することから、電子機器の配線材料、医療機器等の抗菌材料等として使用され、この他にも幅広い分野での使用が期待されている。
特に、銀の粒子をナノサイズにまで微細化すると、融点の低下、蒸気圧の上昇、活性化等の特性変化を示したり、バルク状態では見られなかった機能なども発現するようになることが明らかとなり、その用途はさらに広がりを見せている。
Silver is inexpensive among precious metals and has excellent electrical conductivity and antibacterial action, so it is used as a wiring material for electronic devices, antibacterial materials for medical devices, etc. Has been.
In particular, when silver particles are refined to nano-size, they may exhibit changes in characteristics such as a decrease in melting point, an increase in vapor pressure, and activation, and may also exhibit functions that were not seen in the bulk state. As it becomes clear, its uses are expanding.
ところで、ナノサイズの銀粒子(銀微粒子)は、互いに粒子同士が接触すると、凝集して大きな粒子になり易く、極めて不安定である。
したがって、銀微粒子を工業材料として使用するには、それらが安定して存在し得る銀微粒子を製造することが必要となる。
このような銀微粒子を製造する方法としては、長鎖脂肪酸の銀塩を約250℃で熱分解させて製造する熱分解法がよく知られている(例えば、非特許文献1参照。)。
By the way, nano-sized silver particles (silver fine particles), when the particles come into contact with each other, tend to aggregate into large particles and are extremely unstable.
Therefore, in order to use silver fine particles as an industrial material, it is necessary to produce silver fine particles in which they can exist stably.
As a method for producing such silver fine particles, a thermal decomposition method in which a silver salt of a long-chain fatty acid is thermally decomposed at about 250 ° C. is well known (for example, see Non-Patent Document 1).
しかしながら、原料となる長鎖脂肪酸の銀塩が一般に市販されておらず、銀微粒子を製造する毎に、原料である長鎖脂肪酸の銀塩を合成しなければならない。
このため、非特許文献1に記載の方法では、銀微粒子の製造工程として、長鎖脂肪酸の銀塩を合成する2工程、すなわち、長鎖脂肪酸とNaOHとを反応させることにより、長鎖脂肪酸のナトリウム塩を生成する工程と、長鎖脂肪酸のナトリウム塩とAgNO3を反応させることにより、長鎖脂肪酸の銀塩を生成する工程とが必要となり、工程が複雑で、銀微粒子の生産効率が低いという問題がある。
However, silver salts of long-chain fatty acids that are raw materials are generally not commercially available, and silver salts of long-chain fatty acids that are raw materials must be synthesized each time silver fine particles are produced.
For this reason, in the method described in Non-Patent Document 1, two steps of synthesizing a silver salt of a long-chain fatty acid, that is, by reacting a long-chain fatty acid with NaOH, as a silver fine particle production step, A step of producing a sodium salt and a step of producing a silver salt of a long-chain fatty acid by reacting a sodium salt of a long-chain fatty acid with AgNO 3 are required, the process is complicated, and the production efficiency of silver fine particles is low There is a problem.
本発明の目的は、凝集し難い銀微粒子を容易に製造し得る銀微粒子の製造方法、かかる銀微粒子の製造方法により製造された銀微粒子、導電性に優れる導電性パターン、性能に優れる電子デバイスおよび電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a silver fine particle production method capable of easily producing silver fine particles that are difficult to aggregate, a silver fine particle produced by such a silver fine particle production method, a conductive pattern excellent in conductivity, an electronic device excellent in performance, and To provide electronic equipment.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の銀微粒子の製造方法は、主として銀で構成される粒状の核の表面に、有機酸銀塩が銀イオンを前記核側にして結合してなる銀微粒子を製造する銀微粒子の製造方法であって、
主として、銀イオンと塩を形成し得る官能基を少なくとも1つ有する有機酸と、銀の供給源となる有機銀化合物とを含有する混合物を、加熱することにより前記銀微粒子を得ることを特徴とする。
これにより、凝集し難い銀微粒子を容易に製造することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing silver fine particles of the present invention is a method for producing silver fine particles for producing silver fine particles in which an organic acid silver salt is bonded to the surface of a granular nucleus mainly composed of silver with silver ions as the nucleus side. Because
The silver fine particles are obtained mainly by heating a mixture containing an organic acid having at least one functional group capable of forming a salt with silver ions and an organic silver compound as a silver supply source. To do.
Thereby, the silver fine particles which are hard to aggregate can be manufactured easily.
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機酸は、その炭素数が前記有機銀化合物の炭素数より多いことが好ましい。
これにより、有機銀化合物から銀が放出される際に、有機酸が変質・劣化(分解)することを防止することができ、確実に有機酸銀塩を生成させることができる。その結果、有機酸銀塩が核の表面に十分に結合した銀微粒子を得ることができる。
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機酸は、その炭素数が10以上であることが好ましい。
これにより、より凝集し難い銀微粒子を確実に製造することができる。
In the method for producing silver fine particles of the present invention, the organic acid preferably has more carbon atoms than the organic silver compound.
Thereby, when silver is released from the organic silver compound, the organic acid can be prevented from being altered or deteriorated (decomposed), and the organic acid silver salt can be reliably generated. As a result, silver fine particles in which the organic acid silver salt is sufficiently bonded to the surface of the nucleus can be obtained.
In the method for producing fine silver particles of the present invention, the organic acid preferably has 10 or more carbon atoms.
This makes it possible to reliably produce silver fine particles that are less likely to aggregate.
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機銀化合物は、その炭素数が5以下であることが好ましい。
これにより、形成される核中に、銀を放出した後の有機物やその分解物等が混入を防止することができる。このため、例えば、銀微粒子を用いて後述するような導電性パターンを形成した場合、その導電性パターンの抵抗率が上昇するのを防止することができる。
In the method for producing fine silver particles of the present invention, the organic silver compound preferably has 5 or less carbon atoms.
Thereby, the organic substance after releasing silver, its decomposition product, etc. can prevent mixing in the nucleus formed. For this reason, for example, when a conductive pattern as described later is formed using silver fine particles, it is possible to prevent the resistivity of the conductive pattern from increasing.
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機酸は、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基のうちの少なくとも1つを有するものであることが好ましい。
これらの官能基を有する有機酸は、比較的容易に銀イオンとの塩を形成することから好ましい。
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機酸は、脂肪酸であることが好ましい。
脂肪酸は、銀イオンと塩を特に形成し易いことから好ましい。
In the method for producing silver fine particles of the present invention, the organic acid preferably has at least one of a carboxyl group, a phosphoric acid group, and a sulfonic acid group.
Organic acids having these functional groups are preferred because they form salts with silver ions relatively easily.
In the method for producing fine silver particles of the present invention, the organic acid is preferably a fatty acid.
Fatty acids are preferred because they easily form silver ions and salts.
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機酸は、直鎖状のものであることが好ましい。
直鎖状の有機酸を用いることにより、生成する有機酸銀塩同士の間で立体障害が生じるのを防止または低減させることができ、核の表面に有機酸銀塩をより緻密に結合させることができる。これにより、銀微粒子同士が凝集するのをより確実に防止することができる。
In the method for producing silver fine particles of the present invention, the organic acid is preferably a linear one.
By using a linear organic acid, it is possible to prevent or reduce the occurrence of steric hindrance between the produced organic acid silver salts, and to bind the organic acid silver salt more precisely to the surface of the nucleus. Can do. Thereby, it can prevent more reliably that silver fine particles aggregate.
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機銀化合物は、脂肪酸またはその誘導体の銀塩であることが好ましい。
脂肪酸またはその誘導体の銀塩は、特に、銀を放出し易いことから好ましい。
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記有機酸と前記有機銀化合物との混合比は、重量比で0.1:1〜100:1であることが好ましい。
これにより、得られる銀微粒子において銀と有機物との割合が適正なものとなり、銀微粒子同士が凝集するのをより確実に防止することができる。
In the method for producing silver fine particles of the present invention, the organic silver compound is preferably a fatty acid or a silver salt thereof.
A silver salt of a fatty acid or a derivative thereof is particularly preferable because it easily releases silver.
In the method for producing silver fine particles of the present invention, the mixing ratio of the organic acid and the organic silver compound is preferably 0.1: 1 to 100: 1 by weight.
Thereby, in the silver fine particles obtained, the ratio of silver and organic matter becomes appropriate, and the silver fine particles can be more reliably prevented from aggregating.
本発明の銀微粒子の製造方法では、前記混合物を加熱する際の雰囲気は、非酸化性雰囲気であることが好ましい。
これにより、形成される核が酸化するのを確実に防止することができる。その結果、例えば、銀微粒子を用いて導電性パターンを形成した場合、その導電性パターンの抵抗率が上昇するのを防止することができる。
In the method for producing silver fine particles of the present invention, the atmosphere when heating the mixture is preferably a non-oxidizing atmosphere.
Thereby, it can prevent reliably that the nucleus formed is oxidized. As a result, for example, when a conductive pattern is formed using silver fine particles, it is possible to prevent the resistivity of the conductive pattern from increasing.
本発明の銀微粒子は、本発明の銀微粒子の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、凝集し難く、また、均一な粒径の銀微粒子が得られる。
本発明の銀微粒子では、導電性パターンを形成するために用いられるものであることが好ましい。
これにより、得られる導電性パターンは、抵抗率が低いものとなる。
The silver fine particles of the present invention are produced by the method for producing silver fine particles of the present invention.
Thereby, it is difficult to agglomerate and silver fine particles having a uniform particle diameter can be obtained.
The silver fine particles of the present invention are preferably used for forming a conductive pattern.
Thereby, the conductive pattern obtained has a low resistivity.
本発明の銀微粒子では、平均粒径が、1〜10nmであることが好ましい。
これにより、得られる導電性パターンは、その緻密性がより向上し、抵抗率がより低いものとなる。
本発明の銀微粒子では、粒度分布におけるピークの半値幅が、0.1〜3nmであることが好ましい。
これにより、得られる導電性パターンは、その緻密性がより向上し、抵抗率がより低いものとなる。
In the silver fine particles of the present invention, the average particle size is preferably 1 to 10 nm.
As a result, the conductive pattern obtained has a higher density and a lower resistivity.
In the silver fine particles of the present invention, the half width of the peak in the particle size distribution is preferably 0.1 to 3 nm.
As a result, the conductive pattern obtained has a higher density and a lower resistivity.
本発明の導電性パターンは、本発明の銀微粒子を含有するパターン形成用材料を所定の形状に成膜した後、得られた膜を焼成して得られることを特徴とする。
これにより、抵抗率が低い導電性パターンが得られる。
本発明の電子デバイスは、本発明の導電性パターンを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子デバイスが得られる。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
The conductive pattern of the present invention is obtained by depositing the pattern forming material containing the silver fine particles of the present invention into a predetermined shape, and then firing the obtained film.
Thereby, a conductive pattern with low resistivity is obtained.
The electronic device of the present invention includes the conductive pattern of the present invention.
Thereby, an electronic device with high reliability can be obtained.
An electronic apparatus according to the present invention includes the electronic device according to the present invention.
Thereby, a highly reliable electronic device can be obtained.
以下、本発明の銀微粒子の製造方法、銀微粒子、導電性パターン、電子デバイスおよび電子機器の好適実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の銀微粒子を示す模式図である。
図1に示すように、本発明の銀微粒子1は、主として銀で構成される粒状の核2の表面に、有機酸銀塩3が結合(被覆)してなるものである。この有機酸銀塩3は、銀イオンを核2側にして、核2の表面に結合している。
なお、図1には、有機酸銀塩3の一例として、脂肪酸銀塩(モノカルボン酸銀塩)を代表に示した。
ここで、本発明の銀微粒子1とは、その平均粒径(図1中、長さD)が1〜100nm程度、好ましくは1〜20nm程度のものを言う。
Hereinafter, preferred embodiments of a method for producing silver fine particles, a silver fine particle, a conductive pattern, an electronic device, and an electronic apparatus according to the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a schematic view showing silver fine particles of the present invention.
As shown in FIG. 1, the silver fine particles 1 of the present invention are formed by bonding (coating) an organic acid silver salt 3 to the surface of a granular nucleus 2 mainly composed of silver. The organic acid silver salt 3 is bonded to the surface of the nucleus 2 with the silver ion on the nucleus 2 side.
In FIG. 1, a fatty acid silver salt (monocarboxylic acid silver salt) is representatively shown as an example of the organic acid silver salt 3.
Here, the silver fine particles 1 of the present invention refer to those having an average particle diameter (length D in FIG. 1) of about 1 to 100 nm, preferably about 1 to 20 nm.
本発明の銀微粒子の製造方法では、このような銀微粒子1を、主として、銀イオンと塩を形成し得る官能基を少なくとも1つ有する有機酸と、銀の供給源となる有機銀化合物とを含有する混合物を、加熱することにより、銀微粒子1を製造する。
混合物を加熱することにより、例えば有機銀化合物が熱分解すること等により銀(銀原子または銀イオン)が放出され、銀を主材料とする核2が形成されるとともに、有機酸のイオン交換反応により生成する有機酸銀塩3が核2の表面に結合して、銀微粒子1が得られる。
In the method for producing silver fine particles of the present invention, such silver fine particles 1 are mainly composed of an organic acid having at least one functional group capable of forming a salt with silver ions, and an organic silver compound serving as a silver supply source. The fine particle 1 is manufactured by heating the mixture containing.
By heating the mixture, for example, when an organic silver compound is thermally decomposed, silver (silver atoms or silver ions) is released to form a nucleus 2 mainly composed of silver, and an ion exchange reaction of an organic acid. The organic acid silver salt 3 produced | generated by this couple | bonds with the surface of the nucleus 2, and the silver fine particle 1 is obtained.
用いる有機酸は、その炭素数が有機銀化合物の炭素数よりも多いのが好ましい。一般に、有機化合物は、炭素数が増大するのに伴って、その分解温度が上昇する傾向を示す。このため、有機酸として炭素数が有機銀化合物の炭素数よりも多いものを用いることにより、有機銀化合物から銀が放出される際に、有機酸が変質・劣化(分解)することを防止することができ、確実に有機酸銀塩3を生成させることができる。その結果、有機酸銀塩3が核2の表面に十分に結合した銀微粒子1を得ることができる。 The organic acid used preferably has more carbon atoms than the organic silver compound. In general, organic compounds tend to increase in decomposition temperature as the number of carbons increases. Therefore, by using an organic acid having a carbon number larger than that of the organic silver compound, the organic acid is prevented from being altered or deteriorated (decomposed) when silver is released from the organic silver compound. Thus, the organic acid silver salt 3 can be produced reliably. As a result, silver fine particles 1 in which the organic acid silver salt 3 is sufficiently bonded to the surface of the nucleus 2 can be obtained.
また、銀微粒子1を得る際に、有機酸は、加熱により溶融(溶解)し、溶融状態(液体状態)で反応の場となるため、比較的沸点の高いものが好ましい。
かかる観点からは、有機酸の炭素数は、できるだけ多い方がよい。有機酸の炭素数の具体的な値は、有機銀化合物の種類等によっても若干異なり、特に限定されないが、10以上であるのが好ましく、14〜20であるのがより好ましい。有機酸の炭素数が少な過ぎると、銀微粒子1の保存条件等によっては、銀微粒子1同士が凝集するのを十分に防止することができないおそれがあり、一方、有機酸の炭素数が多過ぎると、生成する有機酸銀塩3同士の間で立体障害が生じ、十分な量の有機酸銀塩3を核2の表面に結合させることができないおそれがある。
Further, when the silver fine particles 1 are obtained, the organic acid is melted (dissolved) by heating and becomes a reaction site in a molten state (liquid state), and therefore, those having a relatively high boiling point are preferable.
From this point of view, the organic acid should have as many carbon atoms as possible. The specific value of the carbon number of the organic acid varies slightly depending on the type of the organic silver compound and is not particularly limited, but is preferably 10 or more, more preferably 14-20. If the organic acid has too few carbon atoms, depending on the storage conditions of the silver fine particles 1, the silver fine particles 1 may not be sufficiently prevented from aggregating with each other, while the organic acid has too many carbon atoms. Then, steric hindrance occurs between the produced organic acid silver salts 3, and there is a possibility that a sufficient amount of the organic acid silver salt 3 cannot be bonded to the surface of the nucleus 2.
一方、有機銀化合物としては、銀を放出した後の有機物(有機銀化合物の銀以外の部分)が比較的容易に揮発・除去されるものが好ましい。これにより、形成される核2中に、銀を放出した後の有機物やその分解物等が混入を防止することができる。このため、例えば、銀微粒子1を用いて後述するような導電性パターンを形成した場合、その導電性パターンの抵抗率が上昇するのを防止することができる。
かかる観点からは、有機銀化合物の炭素数は、できるだけ少ない方がよい。有機銀化合物の炭素数の具体的な値は、特に限定されないが、5以下であるのが好ましく、2または3であるのがより好ましい。これにより、前記効果をより向上させることができる。
On the other hand, the organic silver compound is preferably one in which the organic substance (part other than silver of the organic silver compound) after releasing silver is relatively easily volatilized and removed. Thereby, the organic substance after releasing silver, its decomposition product, etc. can prevent mixing in the nucleus 2 formed. For this reason, for example, when a conductive pattern as described later is formed using the silver fine particles 1, it is possible to prevent the resistivity of the conductive pattern from increasing.
From this point of view, the organic silver compound should have as few carbon atoms as possible. Although the specific value of carbon number of an organic silver compound is not specifically limited, It is preferable that it is 5 or less, and it is more preferable that it is 2 or 3. Thereby, the said effect can be improved more.
さて、前述したような有機酸において、銀イオンと塩を形成し得る官能基としては、例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。これらの官能基を有する有機酸は、比較的容易に銀イオンとの塩を形成することから好ましい。
なお、有機酸は、これらの官能基を1つ有するものであってもよく、複数個有するものであってもよい。また、官能基を複数有する場合、複数の官能基は、同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
In the organic acid as described above, examples of the functional group capable of forming a salt with silver ions include a carboxyl group, a phosphoric acid group, and a sulfonic acid group. Organic acids having these functional groups are preferred because they form salts with silver ions relatively easily.
The organic acid may have one of these functional groups or a plurality thereof. Moreover, when it has two or more functional groups, several functional groups may be the same and may mutually differ.
有機酸の官能基以外の部分(主骨格)は、特に限定されず、例えば、直鎖状または分枝状の飽和炭化水素、直鎖状または分枝状不飽和炭化水素、芳香族炭化水素、または、これらが組み合わされた炭化水素等が挙げられる。また、これらの炭化水素が有する水素原子の少なくとも一部は、他の原子(例えば、フッ素原子のようなハロゲン原子等)によって置換されていてもよい。
また、官能基が導入される位置は、主骨格の末端であってもよく、途中であってもよいが、末端であるのが好ましい。これにより、生成する有機酸銀塩3を銀イオンを核2側として、核2の表面により確実に結合させることができる。
The portion other than the functional group of the organic acid (main skeleton) is not particularly limited, and examples thereof include linear or branched saturated hydrocarbons, linear or branched unsaturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, Or the hydrocarbon etc. which combined these are mentioned. In addition, at least a part of hydrogen atoms of these hydrocarbons may be substituted with other atoms (for example, a halogen atom such as a fluorine atom).
The position at which the functional group is introduced may be at the end of the main skeleton or in the middle, but is preferably at the end. Thereby, the organic acid silver salt 3 to be produced can be more reliably bonded to the surface of the nucleus 2 with the silver ion as the nucleus 2 side.
以上のようなものの中でも、有機酸としては、脂肪酸(モノカルボン酸)が好適である。脂肪酸は、銀イオンと塩を特に形成し易いことから好ましい。
また、有機酸としては、直鎖状のものが好ましい。直鎖状の有機酸を用いることにより、生成する有機酸銀塩3同士の間で立体障害が生じるのを防止または低減させることができ、核2の表面に有機酸銀塩3をより緻密に結合させることができる。これにより、銀微粒子1同士が凝集するのをより確実に防止することができる。
Among these, fatty acids (monocarboxylic acids) are preferred as the organic acid. Fatty acids are preferred because they easily form silver ions and salts.
Moreover, as an organic acid, a linear thing is preferable. By using a linear organic acid, it is possible to prevent or reduce the occurrence of steric hindrance between the produced organic acid silver salts 3, and the organic acid silver salt 3 is more densely formed on the surface of the core 2. Can be combined. Thereby, it can prevent more reliably that silver fine particles 1 mutually aggregate.
これらのことを考慮すると、有機酸としては、例えばミリスチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の直鎖状の飽和または不飽和脂肪酸が好適である。また、これらの脂肪酸は、いずれも、安価であり、入手が容易であるという利点もある。
なお、有機酸は、前述したもののうちの1種または任意の2種以上を組み合わせて用いることができる。
Taking these into consideration, the organic acid is preferably a linear saturated or unsaturated fatty acid such as myristic acid, stearic acid, or oleic acid. In addition, all of these fatty acids have the advantage of being inexpensive and easily available.
In addition, the organic acid can be used alone or in combination of any two or more of those described above.
一方、有機銀化合物としては、容易に銀を放出し得るものであればよく、特に限定されないが、例えば、脂肪酸またはその誘導体の銀塩、銀を中心原子または中心イオンとする錯体またはその誘導体等が挙げられ、これらのうちの1または任意の2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、有機銀化合物としては、特に、脂肪酸またはその誘導体の銀塩が好適である。脂肪酸またはその誘導体の銀塩は、特に、銀を放出し易いことから好ましい。
On the other hand, the organic silver compound is not particularly limited as long as it can easily release silver. Examples thereof include a silver salt of a fatty acid or a derivative thereof, a complex having silver as a central atom or a central ion, or a derivative thereof. 1 or any two of these can be used in combination.
Among these, the organic silver compound is particularly preferably a silver salt of a fatty acid or a derivative thereof. A silver salt of a fatty acid or a derivative thereof is particularly preferable because it easily releases silver.
脂肪酸またはその誘導体の銀塩の具体例としては、例えば、酢酸銀塩、乳酸銀塩、トリフルオロ酢酸銀塩等が挙げられる。これらの脂肪酸またはその誘導体の銀塩は、いずれも、安価であり、入手が容易であることから好ましい。
有機酸と有機銀化合物との混合比は、特に限定されないが、重量比で0.1:1〜100:1であるのが好ましく、1:1〜50:1であるのがより好ましく、1:1〜10:1であるのがさらに好ましい。これにより、得られる銀微粒子1において銀と有機物との割合が適正なものとなり、銀微粒子1同士が凝集するのをより確実に防止することができる。
Specific examples of silver salts of fatty acids or derivatives thereof include, for example, silver acetate, silver lactate, and trifluoroacetic acid silver salt. Silver salts of these fatty acids or their derivatives are all preferable because they are inexpensive and easily available.
The mixing ratio of the organic acid and the organic silver compound is not particularly limited, but is preferably 0.1: 1 to 100: 1 by weight ratio, more preferably 1: 1 to 50: 1. More preferably, the ratio is 1 to 10: 1. Thereby, in the obtained silver fine particle 1, the ratio of silver and organic substance becomes an appropriate thing, and it can prevent more reliably that silver fine particles 1 aggregate.
なお、混合物を加熱する際の加熱温度や加熱時間は、例えば、有機酸の融点、有機酸の沸点、有機酸の分解温度、有機銀化合物の分解温度等を考慮して適宜設定される。
また、混合物を加熱する際の雰囲気は、例えば、アルゴンガス雰囲気(不活性ガス雰囲気)、窒素ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気であるのが好ましい。これにより、形成される核2が酸化するのを確実に防止することができる。その結果、例えば、銀微粒子1を用いて後述するような導電性パターンを形成した場合、その導電性パターンの抵抗率が上昇するのを防止することができる。
The heating temperature and heating time for heating the mixture are appropriately set in consideration of the melting point of the organic acid, the boiling point of the organic acid, the decomposition temperature of the organic acid, the decomposition temperature of the organic silver compound, and the like.
Moreover, it is preferable that the atmosphere at the time of heating a mixture is non-oxidizing atmospheres, such as argon gas atmosphere (inert gas atmosphere) and nitrogen gas atmosphere, for example. Thereby, it is possible to reliably prevent the formed nucleus 2 from being oxidized. As a result, for example, when a conductive pattern as described later is formed using the silver fine particles 1, it is possible to prevent the resistivity of the conductive pattern from increasing.
以上のように、本発明の銀微粒子の製造方法によれば、主として有機酸と有機銀化合物とを含有する混合物を、加熱するといった簡易な工程で銀微粒子1を製造することができる。したがって、銀微粒子1の生産効率を向上させることができる。
特に、有機酸および有機銀化合物として、それぞれ、安価で入手容易なものを選択可能であり、かかる安価な化合物を選択することにより、銀微粒子1の製造コストの削減を図ることができる。
As described above, according to the method for producing silver fine particles of the present invention, the silver fine particles 1 can be produced by a simple process such as heating a mixture mainly containing an organic acid and an organic silver compound. Therefore, the production efficiency of the silver fine particles 1 can be improved.
In particular, as the organic acid and the organic silver compound, it is possible to select inexpensive and easily available compounds, and the production cost of the silver fine particles 1 can be reduced by selecting such an inexpensive compound.
また、有機酸と有機銀化合物との組み合わせを選択することにより、核2の表面に結合する有機酸銀塩3の炭素数を所望のものに設定することが可能となる。
そして、以上のようにして製造された銀微粒子1は、核2の表面に有機酸銀塩3が結合していることにより、銀微粒子1同士が凝集するのを防止することができ、安定して存在することができる。また、銀微粒子1は、均一な粒径を有するものとなる。
Further, by selecting a combination of an organic acid and an organic silver compound, it is possible to set the carbon number of the organic acid silver salt 3 bonded to the surface of the nucleus 2 to a desired one.
The silver fine particles 1 produced as described above can prevent the silver fine particles 1 from aggregating with each other because the organic acid silver salt 3 is bonded to the surface of the core 2 and is stable. Can exist. The silver fine particles 1 have a uniform particle size.
このような銀微粒子1は、例えば、配線や電極等の導電性パターンの形成、抗菌剤、消臭剤等の各種の用途に適用することができるが、特に、導電性パターンの形成に用いるのが好ましい。前述したように、銀微粒子1は、均一な粒径を有するものとなるため、かかる銀微粒子1を用いることにより、緻密な導電性パターンを形成することができる。このため、得られる導電性パターンは、抵抗率が低いものとなる。 Such silver fine particles 1 can be applied to various uses such as formation of conductive patterns such as wirings and electrodes, antibacterial agents, deodorants, etc., and are particularly used for forming conductive patterns. Is preferred. As described above, since the silver fine particles 1 have a uniform particle diameter, a dense conductive pattern can be formed by using the silver fine particles 1. For this reason, the conductive pattern obtained has a low resistivity.
この場合、銀微粒子1の平均粒径は、特に限定されないが、1〜10nmであるのが好ましく、1〜7nmであるのがより好ましい。
また、銀微粒子1の粒度分布におけるピークの半値幅も、特に限定されないが、0.1〜3nmであるのが好ましく、0.5〜2nmであるのがより好ましい。
銀微粒子1の平均粒径や粒度分布におけるピークの半値幅を前記範囲とすることにより、導電性パターンは、その緻密性がより向上し、抵抗率がより低いものとなる。
なお、本発明の銀微粒子の製造方法によれば、このように、粒径が小さく、かつ、バラツキの少ない銀微粒子1を容易かつ確実に得ることができる。
このような導電性パターンは、銀微粒子1を含有するパターン形成用材料を所定の形状に成膜した後、得られた膜を焼成して得ることができる。
In this case, the average particle diameter of the silver fine particles 1 is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 nm, and more preferably 1 to 7 nm.
Moreover, the half width of the peak in the particle size distribution of the silver fine particles 1 is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 3 nm, and more preferably 0.5 to 2 nm.
By setting the average particle size of the silver fine particles 1 and the half-value width of the peak in the particle size distribution within the above range, the conductive pattern has a higher density and a lower resistivity.
In addition, according to the manufacturing method of the silver fine particle of this invention, the silver fine particle 1 with a small particle diameter and few variations can be obtained easily and reliably.
Such a conductive pattern can be obtained by depositing a pattern forming material containing the silver fine particles 1 into a predetermined shape and then baking the obtained film.
ここで、パターン形成用材料を調製するために用いる分散媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、オクタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ぺンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類(パラフィン系炭化水素類)、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼンのような長鎖アルキル基を有するベンゼン類(アルキルベンゼン誘導体)等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環類、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Here, examples of the dispersion medium used for preparing the pattern forming material include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, octanol, ethylene glycol, diethylene glycol, and glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, and phenyl cellosolve. Cellosolves, esters such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate and ethyl formate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl isopropyl ketone and cyclohexanone, fats such as pentane, hexane and octane Aromatic hydrocarbons (paraffinic hydrocarbons), cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, hexylbenzene, hebutylbenze , Aromatic hydrocarbons such as benzenes having a long-chain alkyl group (alkylbenzene derivatives) such as octylbenzene, nonylbenzene, decylbenzene, undecylbenzene, dodecylbenzene, tridecylbenzene, and tetradecylbenzene, methylene chloride, Halogenated hydrocarbons such as chloroform, carbon tetrachloride, and 1,2-dichloroethane, aromatic heterocycles such as pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, and methylpyrrolidone, and nitriles such as acetonitrile, propionitrile, and acrylonitrile Amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and the like, and one or more of them can be used in combination.
また、パターン形成用材料の供給方法(成膜方法)としては、例えば、スピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、液滴吐出法(例えばインクジェット印刷法)等の各種塗布法を用いることができるが、特に、液滴吐出法が好適である。この液滴吐出法によれば、微細な形状の膜を容易かつ寸法精度よく形成することができる。 Examples of the pattern forming material supply method (film formation method) include spin coating, dip coating, spray coating, roll coating, screen printing, and droplet discharge (for example, ink jet printing). However, the droplet discharge method is particularly preferable. According to this droplet discharge method, a finely shaped film can be easily formed with high dimensional accuracy.
なお、銀微粒子1の平均粒径や粒度分布におけるピークの半値幅を、前述したような範囲とすることにより、液滴吐出法によっても、吐出口においてパターン形成用材料が目詰まりするのを防止して、パターン形成用材料を安定的かつ精度よく吐出することができる。
また、膜を焼成する際の温度は、特に限定されないが、200〜350℃であるのが好ましく、250〜300℃であるのがより好ましい。
また、焼成の際の時間も、特に限定されないが、前記温度範囲の場合、5〜100分間であるのが好ましく、10〜50分間であるのがより好ましい。
In addition, by setting the average particle size of the silver fine particles 1 and the half-value width of the peak in the particle size distribution within the above-described range, the pattern forming material is prevented from being clogged at the discharge port even by the droplet discharge method. Thus, the pattern forming material can be discharged stably and accurately.
Moreover, the temperature at the time of baking a film | membrane is although it does not specifically limit, It is preferable that it is 200-350 degreeC, and it is more preferable that it is 250-300 degreeC.
Also, the time for firing is not particularly limited, but in the above temperature range, it is preferably 5 to 100 minutes, more preferably 10 to 50 minutes.
次に、このような導電性パターンを備える本発明の電子デバイスを、アクティブマトリックス駆動方式の透過型液晶表示装置に適用した場合を一例に説明する。
図2は、本発明の電子デバイスを透過型液晶表示装置に適用した場合の実施形態を示す分解斜視図である。
なお、図2では、図が煩雑となるのを避けるため一部の部材を省略している。また、以下の説明では、図2中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
Next, the case where the electronic device of the present invention having such a conductive pattern is applied to an active matrix drive type transmissive liquid crystal display device will be described as an example.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment when the electronic device of the present invention is applied to a transmissive liquid crystal display device.
In FIG. 2, some members are omitted in order to avoid complication of the drawing. In the following description, the upper side in FIG. 2 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
図2に示す透過型液晶表示装置100(以下、単に「液晶表示装置100」と言う。)は、液晶パネル(表示パネル)200と、バックライト(光源)600とを有している。
この液晶表示装置100は、バックライト600からの光を液晶パネル200に透過させることにより画像(情報)を表示し得るものである。
液晶パネル200は、互いに対向して配置された第1の基板220と第2の基板230とを有し、これらの第1の基板220と第2の基板230との間には、表示領域を囲むようにしてシール材(図示せず)が設けられている。
2 includes a liquid crystal panel (display panel) 200 and a backlight (light source) 600. The transmissive liquid crystal display device 100 (hereinafter, simply referred to as “liquid
The liquid
The
そして、これらの第1の基板220、第2の基板230およびシール材により画成される空間には、電気光学物質である液晶が収納され、液晶層(中間層)240が形成されている。すなわち、第1の基板220と第2の基板230との間に、液晶層240が介挿されている。
なお、図示は省略したが、液晶層240の上面および下面には、それぞれ、例えばポリイミド等で構成される配向膜が設けられている。これらの配向膜により液晶層240を構成する液晶分子の配向性(配向方向)が規制されている。
In a space defined by the
Although illustration is omitted, alignment films made of polyimide or the like are provided on the upper and lower surfaces of the
第1の基板220および第2の基板230は、それぞれ、例えば、各種ガラス材料等で構成されている。
第1の基板220は、その上面(液晶層240側の面)221に、マトリックス状(行列状)に配置された複数の画素電極223と、X方向に延在する信号電極224とが設けられ、1列分の画素電極223の各々が1本の信号電極224に、それぞれ、TFD素子(スイッチング素子)222を介して接続されている。
The
The
画素電極223は、透明性(光透過性)を有する透明導電膜で構成されている。
TFD素子222は、信号電極224から引き出された引き出し部228上に、絶縁膜を介して金属層229が積層されて構成され、金属層229が画素電極223に接続されている。なお、このTFD素子222は、金属/絶縁体/金属のサンドイッチ構造を採るため、正負双方向のダイオードスイッチング特性を有することになる。
この信号電極224および引き出し部228が、それぞれ、本発明の導電性パターンで構成されている。
The
The
Each of the
なお、スイッチング素子には、TFD素子222に代わり、TFT素子を用いることもできる。
また、第1の基板220の下面には、偏光板225が設けられている。
一方、第2の基板230は、その下面(液晶層240側の面)231に、複数の帯状をなす走査電極232が設けられている。これらの走査電極232は、信号電極224とほぼ直交するY方向に沿って、互いに所定間隔をおいてほぼ平行に配置され、かつ、画素電極223の対向電極となるように配列されている。
As the switching element, a TFT element can be used instead of the
A
On the other hand, the
画素電極223と走査電極232とが重なる部分(この近傍の部分も含む)が1画素を構成し、これらの電極間で充放電を行うことにより、各画素毎に、液晶層240の液晶が駆動、すなわち、液晶の配向状態が変化する。
走査電極232も、前記画素電極223と同様に、透明性(光透過性)を有する透明導電膜で構成されている。
A portion where the
Similarly to the
各走査電極232の下面には、それぞれ、赤(R)、緑(G)、青(B)の有色層(カラーフィルター)233が設けられ、これらの各有色層233がブラックマトリックス234によって仕切られている。
ブラックマトリックス234は、遮光機能を有し、例えば、クロム、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、亜鉛、チタンのような金属、カーボン等を分散した樹脂等で構成されている。
また、第2の基板230の上面には、前記偏光板225とは偏光軸が異なる偏光板235が設けられている。
Red (R), green (G), and blue (B) colored layers (color filters) 233 are provided on the lower surface of each
The
A
このような構成の液晶パネル200では、バックライト600から発せられた光は、偏光板225で偏光された後、第1の基板220および各画素電極223を介して、液晶層240に入射する。液晶層240に入射した光は、各画素毎に配向状態が制御された液晶により強度変調される。強度変調された各光は、有色層233、走査電極232および第2の基板230を通過した後、偏光板235で偏光され、外部に出射する。これにより、液晶表示装置100では、第2の基板230の液晶層240と反対側から、例えば、文字、数字、図形等のカラー画像(動画および静止画の双方を含む)を視認することができる。
このような液晶表示装置100は、各種電子機器の表示部に用いることができる。
In the
Such a liquid
図3は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100においては、表示ユニット1106が前述の液晶表示装置(電気光学装置)100を備えている。
FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図4は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、前述の液晶表示装置(電気光学装置)100を表示部に備えている。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
図4は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、前述の液晶表示装置100が表示部に設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
The liquid
A
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が液晶表示装置100に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
A
When the photographer confirms the subject image displayed on the liquid
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
In the
なお、本発明の電子機器は、図3のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図4の携帯電話機、図5のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
また、本発明の電子デバイスは、液晶表示装置の他、例えば、有機または無機のエレクトロルミネッセンス表示装置、有機または無機の薄膜トランジスタ、電気泳動表示装置、非接触ICカード等に適用することもできる。すなわち、本発明の導電体パターンは、これらの電子デバイスが備える電極や配線等に適用することができる。
The electronic apparatus of the present invention includes, for example, a television, a video camera, a viewfinder type, in addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 3, the mobile phone in FIG. 4, and the digital still camera in FIG. Monitor direct-view video tape recorder, laptop personal computer, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV Monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers and automatic ticket vending machines for financial institutions), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasound diagnostic devices, internal Endoscope display device), fish finder, various measuring instruments, Vessels such (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, various monitors, and a projection display such as a projector.
In addition to the liquid crystal display device, the electronic device of the present invention can be applied to, for example, an organic or inorganic electroluminescence display device, an organic or inorganic thin film transistor, an electrophoretic display device, a non-contact IC card, or the like. That is, the conductor pattern of the present invention can be applied to electrodes, wirings, and the like included in these electronic devices.
以上、本発明の銀微粒子の製造方法、銀微粒子、導電性パターン、電子デバイスおよび電子機器を好適実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明の銀微粒子の製造方法では、任意の目的の工程が1または2以上追加されてもよい。
また、本発明の電子デバイスおよび電子機器では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
As mentioned above, although the manufacturing method of the silver microparticles | fine-particles of this invention, silver microparticles, an electroconductive pattern, an electronic device, and an electronic device were demonstrated based on suitable embodiment, this invention is not limited to these.
For example, in the method for producing silver fine particles of the present invention, one or two or more optional steps may be added.
In the electronic device and the electronic apparatus of the present invention, the configuration of each part can be replaced with any configuration that exhibits the same function, and any configuration can be added.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
I.銀微粒子の検討
I−1.銀微粒子の製造
(実施例I−1)
まず、有機酸であるミリスチン酸[CH3(CH2)12COOH]3.2gと、有機銀化合物である酢酸銀0.4gとを混合し、この混合物をビーカー内に投入した。
次に、窒素ガス雰囲気中で、この混合物を攪拌しながら250℃に加熱した。その結果、混合物は溶解して濃紫色に変化した。
次に、この状態を維持しつつ、ビーカー内の内容物を7分間攪拌した後、室温の水で急冷した。
次に、内容物の温度が室温まで下がった後、ビーカー内にエタノールを投入し、30分間超音波洗浄を行った後、濾過するという操作を1サイクルとして、この操作を3サイクル繰り返し行った。
これにより、黒紫色の粉末(銀微粒子)を得た。
(実施例I−2〜実施例I−5)
表1に示す有機酸および有機銀化合物を用いた以外は、前記実施例I−1と同様にして、銀微粒子を得た。
Next, specific examples of the present invention will be described.
I. Examination of silver fine particles I-1. Production of silver fine particles (Example I-1)
First, 3.2 g of myristic acid [CH 3 (CH 2 ) 12 COOH] which is an organic acid and 0.4 g of silver acetate which is an organic silver compound were mixed, and this mixture was put into a beaker.
Next, this mixture was heated to 250 ° C. with stirring in a nitrogen gas atmosphere. As a result, the mixture dissolved and turned dark purple.
Next, while maintaining this state, the contents in the beaker were stirred for 7 minutes and then rapidly cooled with water at room temperature.
Next, after the temperature of the contents dropped to room temperature, ethanol was put into the beaker, ultrasonic cleaning was performed for 30 minutes, and filtration was performed as one cycle, and this operation was repeated three cycles.
Thereby, a black-violet powder (silver fine particles) was obtained.
(Example I-2 to Example I-5)
Silver fine particles were obtained in the same manner as in Example I-1 except that the organic acid and the organic silver compound shown in Table 1 were used.
(比較例I)
ミリスチン酸[CH3(CH2)12COOH]7.5gと水酸化ナトリウム1.2gを、100mLの純水を収納したビーカー内に投入し、80℃で加熱しつつ攪拌を行って分散させた。
次に、この分散液に硝酸銀5.2gを加え、攪拌した。これにより、混合液は、下部の透明な溶液と上部の白濁したクリーム状の物質とに分離した。
(Comparative Example I)
7.5 g of myristic acid [CH 3 (CH 2 ) 12 COOH] and 1.2 g of sodium hydroxide were put into a beaker containing 100 mL of pure water and dispersed by stirring while heating at 80 ° C. .
Next, 5.2 g of silver nitrate was added to this dispersion and stirred. As a result, the mixed solution was separated into a transparent solution at the bottom and a creamy substance having a cloudiness at the top.
次に、上部のクリーム状の物質のみを取り出し、純水で洗浄した後、乾燥することにより、白い粉末(ミリスチン酸銀)を得た。
次に、このミリスチン酸銀の粉末を、窒素ガス雰囲気中で、250℃で1時間加熱した。これにより、ミリスチン酸銀が溶融して紫色に変色した。
次に、この溶融液を冷却し、室温まで下がった後、ビーカー内にメタノールを投入することにより過剰なミリスチン酸を溶解し、30分間超音波洗浄を行った後、濾過するという操作を1サイクルとして、この操作を3サイクル繰り返し行った。
これにより、黒紫色の粉末(銀微粒子)を得た。
Next, only the upper creamy substance was taken out, washed with pure water, and dried to obtain a white powder (silver myristate).
Next, this silver myristate powder was heated in a nitrogen gas atmosphere at 250 ° C. for 1 hour. As a result, silver myristate melted and turned purple.
Next, the melt is cooled, cooled to room temperature, methanol is poured into a beaker to dissolve excess myristic acid, ultrasonic cleaning is performed for 30 minutes, and filtration is performed in one cycle. This operation was repeated 3 cycles.
Thereby, a black-violet powder (silver fine particles) was obtained.
I−2.銀微粒子の評価
各実施例および比較例で製造された銀微粒子について、それぞれ、紫外可視吸収スペクトルおよび赤外吸収スペクトルの測定を行った。
なお、紫外可視吸収スペクトルの測定は、銀微粒子をトルエンに分散させた分散液について行った。
I-2. Evaluation of Silver Fine Particles For the silver fine particles produced in each of the examples and comparative examples, an ultraviolet-visible absorption spectrum and an infrared absorption spectrum were measured, respectively.
In addition, the measurement of the ultraviolet visible absorption spectrum was performed about the dispersion liquid which disperse | distributed silver fine particles in toluene.
各実施例および比較例の銀微粒子について、紫外可視吸収スペクトルの観測を行ったところ、いずれも波長424nmに、銀微粒子の表面プラズモンに起因する極大が観測された。
また、赤外吸収スペクトルの観測では、1562cm−1と1409cm−1付近とに、それぞれ、カルボン酸(COO−)の伸縮吸収に起因する赤外線の吸収ピークが認められた。一方、カルボキシル基(COOH)に特徴的な、C=O伸縮に起因する赤外線の吸収ピーク(1700cm−1付近)は、観測されなかった。
When the ultraviolet-visible absorption spectrum was observed for the silver fine particles of each Example and Comparative Example, a maximum due to the surface plasmon of the silver fine particles was observed at a wavelength of 424 nm.
Further, in the infrared absorption spectrum observation, infrared absorption peaks due to stretching absorption of carboxylic acid (COO − ) were observed near 1562 cm −1 and 1409 cm −1 , respectively. On the other hand, the infrared absorption peak (near 1700 cm −1 ) due to C═O stretching characteristic of the carboxyl group (COOH) was not observed.
これらの結果から、各実施例および比較例で得られた銀微粒子は、いずれも、銀で構成される核の表面に、脂肪酸銀塩が結合して被覆されていることが確認された。また、脂肪酸の不純物は混在していないことが確認された。
また、透過型電子顕微鏡によって得られた写真像から粒度分布を調べ、その平均粒径およびピークの半値幅をそれぞれ計測した。
各銀微粒子の平均粒径およびピークの半値幅の計測結果を、それぞれ表2に示す。
From these results, it was confirmed that the silver fine particles obtained in each Example and Comparative Example were coated with a fatty acid silver salt bonded to the surface of a core composed of silver. It was also confirmed that fatty acid impurities were not mixed.
Further, the particle size distribution was examined from a photographic image obtained by a transmission electron microscope, and the average particle size and the half width of the peak were measured.
Table 2 shows the measurement results of the average particle diameter and the half width of the peak of each silver fine particle.
まず、透過型電子顕微鏡による観察の結果、各実施例および比較例で製造された銀微粒子は、いずれも、銀微粒子同士が凝集することなく、安定して存在することがわかった。
また、表2に示すように、各実施例で製造された銀微粒子は、平均粒径が4.5〜6.0nm、半値幅が1.0〜2.0nmであり、粒度のバラツキが小さいことがわかった。これに対して、比較例で製造された銀微粒子は、平均粒径が5.0nm、半値幅が2.5nmであり、各実施例で製造された銀微粒子に比べてバラツキが大きいことがわかった。
First, as a result of observation with a transmission electron microscope, it was found that the silver fine particles produced in each of the examples and comparative examples were stably present without aggregation of the silver fine particles.
As shown in Table 2, the silver fine particles produced in each example have an average particle size of 4.5 to 6.0 nm, a half-value width of 1.0 to 2.0 nm, and a small variation in particle size. I understood it. In contrast, the silver fine particles produced in the comparative example have an average particle diameter of 5.0 nm and a half-value width of 2.5 nm, and are found to have large variations compared to the silver fine particles produced in each example. It was.
II.配線(導電性パターン)の検討
II−1.配線の形成
(実施例II−1)
まず、前記実施例I−1で製造された銀微粒子を、キシレンに20wt%となるように分散させ、さらにドデシルベンゼンを添加することにより、インク(パターン形成用材料)を調製した。
なお、調製されたインクの粘度は、2mPa・sであった。
次に、このインクを、ガラス基板上に、インクジェット装置を用いて、ライン状のパターンで吐出した後、100℃で乾燥することにより成膜した。さらに、この膜上に同様に膜を形成する操作を繰り返して行った。
次に、得られた膜を300℃で30分間焼成を行うことにより、表面に存在する脂肪酸を分解・除去し、核同士を焼結させた。
以上の工程により、線幅:50μm×厚さ:1μmの配線を形成した。
II. Examination of wiring (conductive pattern)
II-1. Formation of wiring (Example II-1)
First, the silver fine particles produced in Example I-1 were dispersed in xylene so as to be 20 wt%, and dodecylbenzene was further added to prepare an ink (pattern forming material).
The viscosity of the prepared ink was 2 mPa · s.
Next, this ink was deposited on a glass substrate by using an ink jet apparatus in a line pattern and then dried at 100 ° C. Furthermore, the operation of forming a film on this film was repeated.
Next, the obtained film was baked at 300 ° C. for 30 minutes to decompose and remove fatty acids present on the surface and sinter the nuclei.
Through the above steps, a wiring having a line width of 50 μm × thickness of 1 μm was formed.
(実施例II−2〜実施例II−5、比較例II)
前記実施例I−2〜実施例I−5、比較例Iで製造された銀微粒子を用いた以外は、前記実施例II−1と同様にして、配線を形成した。
II−2.配線の評価
各実施例および比較例で形成した配線について、それぞれ、抵抗率を測定した。
その結果を表3に示す。
(Example II-2 to Example II-5, Comparative Example II)
Wirings were formed in the same manner as in Example II-1, except that the silver fine particles produced in Examples I-2 to I-5 and Comparative Example I were used.
II-2. Evaluation of Wiring Resistivity was measured for the wiring formed in each Example and Comparative Example.
The results are shown in Table 3.
表3に示すように、各実施例で形成された配線は、いずれも抵抗率が低い値であった。
これに対して、比較例で形成された配線は、各実施例に比べて、抵抗率が明らかに高い値を示した。
この結果は、用いた銀微粒子の粒径のバラツキに大きな原因があるものと推察される。
また、有機酸として、カルボン酸に代えて、各種スルホン酸、各種リン酸を用い、有機銀化合物として、カルボン酸銀塩に代えて、各種銀錯体を用いて、前記実施例I−1〜I−5と同様にして、銀微粒子を製造し、かかる銀微粒子を用いて配線を形成した。そして、銀微粒子および配線について、前記と同様にして評価を行ったところ、前記と同様の結果が得られた。
As shown in Table 3, the wiring formed in each example had a low resistivity.
On the other hand, the wiring formed in the comparative example showed a clearly higher value of resistivity than each of the examples.
This result is presumed to have a large cause in the variation in the particle diameter of the silver fine particles used.
Moreover, it replaces with carboxylic acid as an organic acid, various sulfonic acids and various phosphoric acids are used, and it replaces with a carboxylic acid silver salt as an organic silver compound and uses various silver complexes, and said Examples I-1 to I. Silver fine particles were produced in the same manner as in -5, and wiring was formed using such silver fine particles. When the silver fine particles and the wiring were evaluated in the same manner as described above, the same results as described above were obtained.
1……銀微粒子 2……核 3……有機酸銀塩 100‥‥液晶表示装置 200‥‥液晶パネル 220‥‥第1の基板 221‥‥上面 222‥‥TFD素子 223‥‥画素電極 224‥‥信号電極 225‥‥偏光板 228‥‥引き出し部 229‥‥金属層 230‥‥第2の基板 231‥‥下面 232‥‥走査電極 233‥‥有色層 234‥‥ブラックマトリックス 235‥‥偏光板 240‥‥液晶層 600‥‥バックライト 1100‥‥パーソナルコンピュータ 1102‥‥キーボード 1104‥‥本体部 1106‥‥表示ユニット 1200‥‥携帯電話機 1202‥‥操作ボタン 1204‥‥受話口 1206‥‥送話口 1300‥‥ディジタルスチルカメラ 1302‥‥ケース(ボディー) 1304‥‥受光ユニット 1306‥‥シャッタボタン 1308‥‥回路基板 1312‥‥ビデオ信号出力端子 1314‥‥データ通信用の入出力端子 1430‥‥テレビモニタ 1440‥‥パーソナルコンピュータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silver fine particle 2 ... Core 3 ... Organic
Claims (17)
主として、銀イオンと塩を形成し得る官能基を少なくとも1つ有する有機酸と、銀の供給源となる有機銀化合物とを含有する混合物を、加熱することにより前記銀微粒子を得ることを特徴とする銀微粒子の製造方法。 A method for producing silver fine particles for producing silver fine particles formed by binding silver ions with silver ions on the surface of granular nuclei composed mainly of silver,
The silver fine particles are obtained mainly by heating a mixture containing an organic acid having at least one functional group capable of forming a salt with silver ions and an organic silver compound as a silver supply source. A method for producing fine silver particles.
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