201039360 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一種可用於電子電路元件之組成物，包括一種金屬奈 米粒子、一種黏附性促進劑化合物及一種溶劑。 【先前技術】 使用液體沉積技術製造電子電路元件極爲有用，因爲 此技術可能對電子應用（如薄膜電晶體（TFT)、發光二極體 (LED)、RFID標籤、光伏打管等）提供習知主流非晶矽技 Q 術之低成本替代方案。然而符合實際應用之導電性、處理 與成本要求的功能性電極、像素墊及導電性軌跡、線與軌 道之沉積及/或圖案化爲極大之挑戰。 可溶液處理導體對此電子應用極爲有用。金屬奈米粒 子爲主之印墨代表一種被看好之印刷電子用材料。然而大 部分金屬奈米粒子（如銀與金之金屬奈米粒子）需要大分 子量安定劑以確保在溶液中之合適溶解度與安定性。爲了 燃燒安定劑，這些大分子量安定劑不可避免地將此金屬奈 〇 米粒子之退火溫度提高至高於200°C，此溫度與大部分可 塗覆溶液之低成本塑膠基板（如聚對酞酸伸乙酯（PET)與聚 萘甲酸伸乙酯（PEN))不相容，而且對其造成損壞。 此外目前之金屬奈米粒子組成物無法充分地黏附基板 。得自此金屬奈米粒子組成物之印刷特點不可避免地僅因 摩擦及/或接觸特點表面而損壞。因此金屬奈米粒子之不良 黏附性可能限制其在特定應用（例如印刷天線）之用途。 因此需要一種對基板具提昇之黏附性之導電性金屬奈 -4- 201039360 米粒子組成物，例如其中金屬奈米粒子不因基板之簡單摩 擦而自基板去除。 【發明內容】 本申請案解決以上及其他議題，其中在具體實施例中 ，本申請案關於一種包含一種金屬奈米粒子、一種黏附性 促進劑化合物及一種溶劑之組成物。 在具體實施例中敘述一種包含一種金屬奈米粒子、一 種黏附性促進劑化合物及一種溶劑之組成物，其中黏附性 〇 促進劑化合物爲一種具至少一種有機官能基部分之水解性 矽烷。 在進一步具體實施例中敘述一種在基板上形成導電性 部位之方法，此方法包含：提供一種含一種金屬奈米粒子 、一種黏附性促進劑化合物及一種溶劑之液體組成物，將 此液體組成物沉積在基板上形成沉積部位，及將基板上之 沉積部位加熱至溫度約100°c至約200°c，而使在基板上形 成導電性部位。 〇 在此所述爲一種含金屬奈米粒子且對基板表面呈現提 昇之黏附性之組成物。此組成物包含一種可視情況地含一 種安定劑、一種黏附性促進劑化合物及一種溶劑之金屬奈 米粒子溶液。在將此組成物印刷在基板上之後，將基板退 火而在基板上形成導電性金屬特點。 【實施方式】 「金屬奈米粒子」之名詞「奈米」指例如小於約1，000 奈米之粒度，例如約0.5奈米至約1，000奈米’例如約1 201039360 奈米至約500奈米、約1奈米至約100奈米、約1奈米至 約25奈米、或約1奈米至約1〇奈米。粒度指金屬粒子之 平均直徑，可藉由TEM (穿透式電子顯微鏡）或其他合適 方法所測定。 金屬奈米粒子溶液在此包括液體溶液中之金屬奈米粒 子。在具體實施例中，金屬奈米粒子係由.（i)一或多種金屬 ，或（ii) 一或多種金屬複合物組成。合適之金屬包括A1、 Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Co、Cr、In 與 Ni，特別是過渡金 〇 屬，例如人呂、八11、？1;、？<1、€11、（：1'、>^及其混合物。銀 可作爲合適金屬，合適之金屬複合物可包括Au-Ag、Ag-Cu 、Ag-Ni、Au-Cu、Au-Ni、Au-Ag-Cu 與 Au-Ag-Pd。金屬複 合物亦可包括非金屬，例如Si、C與Ge。金屬複合物之各 種成分可以範圍如約〇.〇1至約99.9重量％，特別是佔重量 百分比約10至約90%。 在具體實施例中，金屬複合物爲一種由銀與一、二或 更多種其他金屬組成之金屬合金，銀包含例如奈米粒子重 Ο 量之至少約20%，特別是大於奈米粒子重量之約50%。 除非另有指示，在此對溶液中金屬奈米粒子之成分所 列之重量百分比不包括安定劑。 金屬奈米粒子可爲二或更多種二金屬性金屬奈米粒子 物種之混合物，如Naveen Chopra等人於2008年5月1日 提出之共同受讓美國專利申請案第1 2/113,628號所述者， 或雙型金屬奈米粒子，如Michelle N· Chretien等人於2008 年6月5日提出之美國專利申請案第12/133,548號所述者 201039360 如果金屬奈米粒子爲銀，則銀奈米粒子具有例如至少 約1日、或約3日至約1週、約5日至約1個月、約1週 至約6個月、約1週至超過1年之安定性（即含銀金屬奈 米粒子有最小沉澱或凝集之時間）。 此組成物進一步包含一種黏附性促進劑化合物。黏附 性促進劑化合物可爲一種具至少一種有機官能基部分之矽 烷化合物。黏附性促進劑化合物之矽烷部分將黏附性促進 〇 劑化合物結合基板，而至少一種有機官能基部分吸附直接 附著金屬奈米粒子之金屬奈米粒子表面或安定劑表面。此 外黏附性促進劑化合物必須與印墨形成之噴射力及安定性 要求相容。 在具體實施例中，黏附性促進劑化合物可爲一種具至 少一種有機官能基部分之水解性矽烷。具至少一種有機官 能基部分之水解性矽烷的實例可包括具至少一種有機官能 基部分之烷氧基矽烷、具至少一種有機官能基部分之氯矽 ^ 烷、或具至少一種有機官能基部分之乙醯氧基矽烷。水解 性化合物之至少一種有機官能基部分可選自環氧基部分、 丙烯酸基部分、甲基丙烯酸基部分、胺基部分、乙醯基部 分、氰基部分、鹵素部分、锍基部分、硫化物部分、乙烯 基部分、烷氧基烷基部分、胺甲酸基部分、羧基部分、酯 部分、芳族部分與烷基部分。 具至少一種有機官能基部分之烷氧基矽烷可由式（1) 表示 -7 - 201039360 (Y)x-Si-(OR)4-x (1) 其中x爲1、2或3; OR爲可水解烷氧基；R爲烷基；及Y 爲有機官能基部分。 在具體實施例中，烷氧基矽烷之各Υ可獨立地包括至 少一種選自環氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、胺基、乙 醯基、氰基、鹵素、锍基、乙烯基、烷氧基烷基、胺甲酸 基、羧基、硫化物酯、芳族、或烷基（直鏈、分支或環形 )官能基部分之有機官能基部分。此外烷氧基矽烷之各Υ Ο 可獨立地具有1至約100個碳原子、約1至約75個碳原子 、約2至約50個碳原子、約2至約40個碳原子、或約2 至約30個碳原子。又此外烷氧基矽烷之各烷基R可獨立地 具有約1至約20個碳原子、約1至約15個碳原子、約1 至約10個碳原子、約1至約8個碳原子、或約1至約4個 碳原子。 合適烷氧基矽烷之實例可包括具環氧基官能性之烷氧 基矽烷。環氧基官能基可爲簡單或經取代氧雜環丙烷、環 Ο 氧丙基、環氧丙氧基、氧化環己烷（環氧基環己基）、或氧 化環戊烷（環氧基環戊基）可聚合基。適合此組成物之環 氧基官能性烷氧基矽烷單體的實例可包括3-環氧丙氧基甲 基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基甲基三乙氧基矽烷、3-環 氧丙氧基甲基三丙氧基矽烷、3-環氧丙氧基甲基三丁氧基 矽烷、2-環氧丙氧基乙基三甲氧基矽烷、2-環氧丙氧基乙 基三乙氧基矽烷、2-環氧丙氧基乙基三丙氧基矽烷、2-環 氧丙氧基乙基三丁氧基矽烷、環氧丙氧基乙基三乙氧基矽 -8- 201039360 烷、環氧丙氧基乙基三丙氧基矽烷、環氧丙氧基乙基三丁 氧基矽烷、3_環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧 基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三丙氧基砂院、 3- 環氧丙氧基丙基三丁氧基矽烷、2-環氧丙氧基丙基三甲 氧基矽烷、2-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、2-環氧丙氧 基丙基三丙氧基矽烷、2-環氧丙氧基丙基三丁氧基矽烷、 1-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、丨-環氧丙氧基丙基三甲 氧基矽烷、1_環氧丙氧基丙基三丙氧基矽烷、1-環氧丙氧 〇 基丙基三丁氧基矽烷、3-環氧丙氧基丁基三甲氧基矽烷、 4- 環氧丙氧基丁基三乙氧基矽烷、4-環氧丙氧基丁基三丙 氧基矽烷、4-環氧丙氧基丁基三丁氧基矽烷、4-環氧丙氧 基丁基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丁基三乙氧基矽烷、 3-環氧丙氧基丁基三丙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丁基三丁 氧基矽烷、1-環氧丙氧基丁基三甲氧基矽烷、1-環氧丙氧 基丁基三乙氧基矽烷、1-環氧丙氧基丁基三丙氧基矽烷、 1-環氧丙氧基丁基三丁氧基矽烷、2-環氧基丙基三甲氧基 〇 矽烷、2-環氧基丙基三乙氧基矽烷、（3，4-環氧基環己基） 甲基三甲氧基矽烷、（3，4-環氧基環己基）甲基三乙氧基矽 烷、（3,4-環氧基環己基）甲基三丙氧基矽烷、（3，4-環氧基 環己基）甲基三丁氧基矽烷、（3，4-環氧基環己基）乙基三 甲氧基矽烷、（3,4-環氧基環己基）乙基三乙氧基矽烷、（ 3,4-環氧基·環己基）乙基二丙氧基砂垸、（3,4-環氧基環己 基）乙基三丁氧基矽烷、（3,4-環氧基環己基）丙基三甲氧 基矽烷、（3,4-環氧基環己基）丙基三乙氧基矽烷、（3,4_ -9- 201039360 環氧基環己基）丙基三丙氧基矽烷、（3,4-環氧基環己基） 丙基三丁氧基矽烷、（3，4-環氧基環己基）丁基三甲氧基矽 烷、（3,4-環氧基環己基）丙基三乙氧基矽烷、（3,4-環氧基 環己基）丙基三丙氧基矽烷、（3，4-環氧基環己基）丙基三 丁氧基矽烷、與3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷及其混合 物等。 具丙烯酸基或甲基丙烯酸基官能性之合適烷氧基矽烷 的實例可包括（3 -甲基丙烯氧基丙基）三甲氧基矽烷、（3-〇 甲基丙烯氧基丙基）三乙氧基矽烷、（3-丙烯氧基丙基）三 甲氧基矽烷、（3-丙烯氧基丙基）甲基二甲氧基矽烷、（3-丙烯氧基丙基）二甲基甲氧基矽烷、（甲基丙烯氧基甲基） 二甲基乙氧基矽烷、甲基丙烯氧基甲基三甲氧基矽烷、甲 基丙烯氧基甲基三乙氧基矽烷及其混合物等。 具胺基官能基之合適烷氧基矽烷的實例可包括2-胺基 乙基三甲氧基矽烷、2-胺基乙基三乙氧基矽烷、2-胺基乙 基三丁氧基矽烷、2-胺基乙基三丙氧基矽烷、胺基乙基三 ^ 甲氧基矽烷、胺基乙基三乙氧基矽烷、胺基甲基三乙氧基 矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽 烷、3-胺基丙基三丁氧基矽烷、3-胺基丙基三丙氧基矽烷 、2-胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基三乙氧基矽烷、 2 -胺基丙基三丙氧基矽烷、2 -胺基丙基三丁氧基矽烷、1-胺基丙基三甲氧基矽烷、1-胺基丙基三乙氧基矽烷、1-胺 基丙基三丁氧基矽烷、1-胺基丙基三丙氧基矽烷、N -胺基 甲基胺基乙基三甲氧基矽烷、N -胺基甲基胺基乙基三丙氧 — 10 — 201039360 基矽烷、N-胺基甲基-2-胺基乙基三甲氧基矽烷、N-胺基甲 基-2-胺基乙基三乙氧基矽烷、N-胺基乙基-2-胺基乙基三丙 氧基矽烷、N-胺基甲基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-胺基 甲基-3-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-胺基甲基-3-胺基丙基三 丙氧基矽烷、N-胺基甲基-2-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-胺 基甲基-2-胺基丙基三丙氧基矽烷、N-胺基丙基三丙氧基矽 烷、N-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-( 2-胺基乙基）-2-胺基 乙基三甲氧基矽烷、N- (2-胺基乙基）-2-胺基乙基三乙氧 Ο 基矽烷、N-(2-胺基乙基）-2-胺基乙基三丙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基）胺基乙基三乙氧基矽烷、N-(2-胺基乙基 )胺基乙基三丙氧基矽烷、N-( 2-胺基乙基）-2-胺基丙基 三甲氧基矽烷、N-( 2-胺基乙基）-3-胺基丙基三乙氧基矽 烷、N-(2-胺基乙基）-3-胺基丙基三丙氧基矽烷' Ν·(2-胺基乙基）-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、Ν-(2-胺基乙基） -2-胺基丙基三乙氧基矽烷、Ν-(2-胺基乙基）-2 •胺基丙基 三丙氧基矽烷、Ν- (2-胺基丙基）-2-胺基乙基三甲氧基矽 ◎ 烷、Ν-(3-胺基丙基）-2-胺基乙基三乙氧基矽烷、Ν-(3-胺基丙基）-2-胺基乙基三丙氧基矽烷、Ν-甲基胺基丙基三 乙氧基矽烷、Ν-甲基胺基丙基三甲氧基矽烷、2-胺基丙基 甲基二乙氧基矽烷、3 -二伸乙三胺基丙基三乙氧基矽烷、 Ν- ( 2-胺基乙基）-3-胺基異丁基甲基二乙氧基矽烷、（胺 基乙基胺基甲基）苯乙基三甲氧基矽烷、（胺基乙基胺基甲 基）苯乙基三乙氧基矽烷、（胺基乙基胺基甲基）苯乙基二 甲氧基甲基矽烷、3-(胺基苯氧基）丙基三甲氧基矽烷、 -11- 201039360 3-(胺基苯氧基）丙基三乙氧基矽烷、3-(胺基苯氧基） 丙基二甲氧基甲基矽烷、胺基苯基三甲氧基矽烷、胺基苯 基三乙氧基矽烷、胺基苯基二甲氧基甲基矽烷、胺基苯基 二乙氧基甲基矽烷及其混合物等。 具乙醯基官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括乙醯氧 基甲基三乙氧基矽烷、乙醯氧基甲基三甲氧基矽烷、乙醯 氧基丙基三甲氧基矽烷及其混合物等。 具氰基官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括2 -氰基乙 〇 基三甲氧基矽烷、2-氰基乙基三乙氧基矽烷、3-氰基丙基 三甲氧基矽烷、3-氰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-異氰基 丙基三甲氧基矽烷、3-氰基丙基三甲氧基矽烷、3-氰基丙 基三乙氧基矽烷、貳（3-氰基丙基）二甲氧基矽烷及其混 合物等。 具鹵素官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括3-溴丙基 三甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、2-氯乙基三乙氧 基矽烷、3 -氯丙基三乙氧基矽烷、氯甲基三乙氧基矽烷、 ^ 氯甲基三甲氧基矽烷、2-(4-氯磺醯基苯基）乙基三甲氧 基矽烷、（3,3,3-三氟丙基）三甲氧基矽烷、（十三氟-1,1，2,2-四氫辛基）三乙氧基矽烷、（十七氟-1，1，2,2-四氫十二碳基 )三乙氧基矽烷、五氟苯基丙基三甲氧基矽烷、1，1-溴十 一碳基三甲氧基矽烷、氯甲基甲基二乙氧基矽烷、氯甲基 甲基二異丙氧基矽烷、（（氯甲基）苯基乙基）三甲氧基矽 烷、對氯甲基苯基三甲氧基矽烷、對氯甲基苯基三異丙氧 基矽烷、3-碘丙基三甲氧基矽烷及其混合物等。 -12- 201039360 具锍基官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括3-锍基丙 基三甲氧基矽烷、3-锍基丙基三乙氧基矽烷、3-巯基甲基 甲基二乙氧基矽烷、3 -S究基丙基甲基二甲氧基矽烷、锍基 甲基甲基二乙氧基矽烷、二硫化[3-三乙氧基矽烷基]丙基] 、二硫化[3-三甲氧基矽烷基]丙基]、二硫化[3-二乙氧基甲 基矽烷基]丙基]、四硫化[3-三乙氧基矽烷基]丙基]、四硫 化[3-二乙氧基甲基矽烷基]丙基]、四硫化[3-三甲氧基矽烷 基]丙基]及其混合物等。 〇 具乙烯基官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括丁烯基 三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽 烷、乙烯基三異丙氧基矽烷、烯丙基二甲氧基矽烷、烯丙 基三甲氧基矽烷、烯丙基三乙氧基矽烷、[2-(3-環己烯基 )乙基]三甲氧基矽烷、[2- (3-環己烯基）乙基]三乙氧基 矽烷、3-(N-烯丙基胺基）丙基三甲氧基矽烷、2-(氯甲 基）烯丙基三甲氧基矽烷、5-(二環庚烯基）三乙氧基矽 烷及其混合物等。 〇 v 具芳族官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括苯乙基三 甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苄基三乙氧基矽烷、苯 基三乙氧基矽烷及其混合物等。 具烷基官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括甲基三甲 氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、丁基 三甲氧基矽烷、異丁基三甲氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽 烷、正丁基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、十六碳基 三甲氧基矽烷、辛基三甲氧基矽烷、異辛基三甲氧基矽烷 -13- 201039360 、癸基三甲氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、環己基三甲 氧基矽烷、環己基甲基三甲氧基矽烷、2-(3-環己烯基） 乙基三甲氧基矽烷、環戊基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基 矽烷、乙基三乙氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、丁基三乙 氧基矽烷、異丁基三乙氧基矽烷、己基三乙氧基矽烷、戊 基三乙氧基矽烷、辛基三乙氧基矽烷、環己基三乙氧基矽 烷、正癸基三乙氧基矽烷、十二碳基三乙氧基矽烷、環己 基甲基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二乙基二乙 〇 氧基矽烷及其混合物等。 具烷氧基烷基官能基之合適烷氧基矽烷的實例包括3-甲氧基丙基三甲氧基矽烷、3-乙氧基丙基三甲氧基矽烷、 3-丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲氧基乙基三甲氧基矽烷 、3-乙氧基乙基三甲氧基矽烷、3-丙氧基乙基三甲氧基矽 烷、2-[甲氧基（聚伸乙氧基）丙基]七甲基参矽氧烷、[甲 氧基（聚伸乙氧基）丙基]三甲氧基矽烷、[甲氧基（聚伸 乙氧基）乙基]三甲氧基矽烷、[甲氧基（聚伸乙氧基）乙 〇 基]三乙氧基矽烷、[甲氧基（聚伸乙氧基）乙基]三甲氧基 矽烷及其混合物等。 黏附性促進劑可以組成物之至少0.1重量％之量存在 於組成物，例如組成物之約〇 . 1重量％至約1 0重量％、約 0 · 5重量％至約1 0重量％、約1重量％至約8重量％、約2 重量％至約6重量％、約3重量％至約5重量％、約〇 · 5重 量％至約2重量％。 金屬奈米粒子溶液亦可含一種有機安定劑，其連接金 -14- 201039360 屬奈米粒子表面且不去除直到在基板表面上形成金屬特點 當在金屬奈米粒子退火期間。 在具體實施例中，安定劑錯合物係以物理或化學地方 式結合在金屬奈米粒子表面。以此方式，奈米粒子在液體 溶液外部其上具有安定劑。即可自形成奈米粒子與安定劑 錯合物之反應混合物溶液中分離及回收其上具安定劑之奈 米粒子。經安.定的奈米粒子因此隨後可迅速地及均勻地分 散於用以形成印刷„溶液之溶劑。 Ο 在此使用之片語金屬奈米粒子與安定劑間以「物理地 或化學地結合」可爲化學鍵及/或其他物理附著。此化學鍵 可爲例如共價鍵結、氫鍵結、配位錯合鍵結或離子鍵結之 形式、或不同化學鍵之混合。物理附著可爲例如凡德瓦力 或偶極-偶極交互作用之形式、或不同物理附著之混合。 名詞「有機安定劑」中之「有機」指例如碳原子之存 在，但是此有機安定劑可包括一或多種非金屬雜原子，如 氮、氧硫、矽、鹵素等。此有機安定劑可爲有機胺安定劑 Ο ，如美國專利第7,270,694號專利所述者。有機胺之實例爲 烷基胺，例如丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸 胺、十六碳胺、十七碳胺、十三碳胺、十四碳胺、二胺基 戊烷、二胺基己烷、二胺基庚烷、二胺基辛烷、二胺基壬 烷 '二胺基癸烷、二胺基辛烷、二丙胺、二丁胺、二戊胺 、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、甲基丙胺 、乙基丙胺、丙基丁胺、乙基丁胺、乙基戊胺、丙基戊胺 、丁基戊胺、三丁胺、三己胺等、或其混合物。 -15- 201039360 其他有機安定劑之實例包括例如硫醇與其衍生物' -〇C( = S)SH(黃原酸）、聚乙二醇、聚乙烯基吡啶、聚乙烯 基吡咯啶酮、及其他有機界面活性劑。此有機安定劑可選 自硫醇，例如丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、庚硫醇、辛硫醇 、癸硫醇、與十二碳硫醇；二硫醇，例如1，2-乙二硫醇、 1，3-丙二硫醇與1，4-丁二硫醇；或硫醇與二硫醇之混合物 。此有機安定劑可選自黃原酸，例如〇-甲基黃原酸酯、 乙基黃原酸酯、0-丙基黃原酸、〇-丁基黃原酸、〇-戊基黃 〇 原酸、〇-己基黃原酸、〇-辛基黃原酸、〇-壬基黃原酸、〇-癸基黃原酸、〇-十一碳基黃原酸、〇·十二碳基黃原酸。亦 可使用含吡啶衍生物（例如十二碳基吡啶）及/或可安定奈 米粒子之有機膦的有機安定劑作爲可行安定劑。 有機安定劑之進一步實例可包括：Yuning Li於2007 年12月5日提出之美國專利申請案第11/950，450號所述之 經羧酸-有機胺錯合物安定金屬奈米粒子；美國專利申請 案公告第2007/00993 57 A1號所述之羧酸安定劑金屬奈米 Ο 粒子、及Yuning Li於2008年1月14日提出之美國專利申 請案第1 2/0 1 3,539號所述之熱可去除安定劑與UV可分解 安定劑。 金屬奈米粒子表面上之安定劑覆蓋程度可依安定劑安 定金屬奈米粒子之能力，例如部分至完全覆蓋。當然仍可 改變個別金屬奈米粒子之安定劑覆蓋程度。 金屬奈米粒子溶液中選用安定劑之重量百分比可爲例 如約5重量％至約8 0重量％、約1 〇重量％至約6 0重量％、 201039360 或約1 5重量％至約5 0重量％。 包含金屬奈米粒子與黏附性促進劑化合物 藉由將金屬奈米粒子與黏附性促進劑化合物分 適之分散溶劑，及將此組成物沉積在基板上而 成物可用以在基板上印刷及形成金屬特點。 金屬奈米粒子在經分散組成物中之重量百 如約5重量％至約80重量％、約10重量％至約 或約1 5重量％至約50重量％。分散溶劑之實例 〇 水、具有1至約16個碳原子之烷基醇、具有糸 個碳原子之環烴基、具有約6至約16個碳原子 具有約3至約12個碳原子之乙酸烷酯、甲苯、 、氯苯、二氯苯、氰基苯、乙腈、Ν，Ν-二甲基甲 、Ν-甲基-2-吡咯啶酮、及其混合物。分散溶劑 例包括美國專利申請案第1 2/3 3 1,5 73號揭示之 其可使用一、二、三、或更多種溶劑。在 多種溶劑之具體實施例中，各溶劑可以任何合 ^ 或莫耳比存在，例如約99 (第一溶劑）：1 ( 至約1 (第一溶劑）：99 (第二溶劑）。 金屬奈米粒子分散液製造電導性元件可藉 成其他選用層之前或之後的任何合適時間，使 之液體沉積技術將此組成物沉積在基板上而製 成物在基板上之液體沉積可在基板上或在已含 例如半導體層及/或絕緣層）之基板上發生。 片語「液體沉積技術」指例如使用液體程 之組成物可 散於任何合 製造。此組 分比可爲例 60重量％、 可包括例如 弓5至約1 5 之烷屬烴、 二甲苯、米 1醯胺（DMF) 之進一步實 分散溶劑。 使用二或更 適之體積比 第二溶劑） 在基板上形 用任何合適 造。因此組 分層材料（ 序（如液體 -17- 201039360 粒子與黏 基板上時 可包括例 可包括例 模版印刷 積係沉積 10奈米至 粒子組成 度爲例如 rpm至約 ，旋塗例 約100秒 板，其包 對於結構 碳酸酯、 圍10毫米 发米至約2 灼10毫米 塗覆或印刷）沉積組成物，其中液體爲金屬奈米 附性促進劑化合物之均質或異質分散液。沉積在 ，金屬奈米粒子組成物可指印墨。液體塗覆程序 如旋塗、刀塗、棒塗、浸塗等。印刷技術之實例 如微影術或平版印刷、凹版、膠版、網版印刷、 、噴墨印刷、壓印（如微接觸印刷）等。液體沉 一層厚度範圍爲約5奈米至約5毫米、較佳爲約 約1 0 0 0微米之組成物。此範圍之經沉積金屬奈米 〇 物可或不呈現明顯之導電性。 金屬奈米粒子可自金屬奈米粒子分散液在速 每分鐘約 1〇〇圈（“rpm”）至約5000 rpm、約500 3000 rpm、及約500 rpm至約2000 rpm之基板上 如約1 〇秒至約1 〇 〇 〇秒、約5 0秒至約5 0 0秒、或 至約1 5 0秒。 其上沉積金屬特點之基板可爲任何合適之基 括例如矽、玻璃板、塑膠膜、片、織物、或紙。 〇 上撓性裝置，其可使用塑膠基板，例如聚酯、聚 聚醯亞胺片等。基板之厚度可爲約10微米至超3 之量，特別是對撓性塑膠基板例示厚度爲約50拐 毫米，及對剛性基板（如玻璃或矽）爲約0.4至; 其將經沉積組成物在例如約200 °c或更低之溫度加熱 ，例如約8 0 °c至約2 0 0 °c、約1 〇 〇 °C至約2 0 0 °c、約1 0 0 °C 至約180°C、及約100°C至約160°C，以誘發金屬奈米粒子 201039360 或將金屬奈米粒子「退火」形成導電層，其適合作爲電子 裝置中之導電性元件。加熱溫度爲對先前沉積之層或基板 (不論是單層基板或多層基板）的性質不造成負面變化者 。又上述低加熱溫度允許使用退火溫度低於200 °C之低成 本塑膠基板。 加熱可實行範圍爲例如1秒至約1 〇小時及約1 0秒至 1小時之時間。加熱可在空氣、惰性大氣中（例如在氮或 氬下）、或在還原大氣中（例如在含1至約20體積％氫之 〇 氮下）實行。加熱亦可在芷常大氣壓力下或在低壓（例如 約1000毫巴至約0.01毫巴）實行。 在此使用之名詞「加熱」包含任何可對經加熱材料或 基板賦與足以（1)將金屬奈米粒子退火及/或（2)自金屬奈米 粒子去除選用安定劑之能量的技術。加熱技術之實例可包 括熱加熱（例如加熱板、烤箱與本生燈）、紅外線（“IR”）、 雷射光束、微波輻射、或u V輻射、或其組合。 加熱產生許多效果。在加熱前’經沉積金屬奈米粒子 〇 層可爲電絕緣或具非常低之導電性，但是加熱造成由經退 火金屬奈米粒子組成之導電層’其增加導電性。在具體實 施例中，經退火金屬奈米粒子可爲經聚結或部分地聚結金 屬奈米粒子。在具體實施例中’經退火金屬奈米粒子中之 金屬奈米粒子不聚結而完成充分之粒子對粒子接觸形成導 電層爲可行的。 在具體實施例中，在加熱後所得導電層具有範圍爲例 如約5奈米至約5微米、及約1〇奈米至約2微米之厚度。 -19- 201039360 將經沉積金屬奈米粒子加熱而製造之所得金屬元件的 導電度爲例如超過約100西門子/公分（“s/cm”），超過約 1 0 0 0 S / c m、超過約 2，0 0 0 S / c m、超過約 5，0 0 0 S / c m、或超 過約 1 0,000 S/cm。 所得元件可在電子裝置（如薄膜電晶體、有機發光二 極體、RFID (無線電頻率驗證）標籤、光伏打管、印刷天 線）、及需要導電性元件或組件之其他電子裝置中作爲電 極、導電墊、薄膜電晶體、導電線、導電性軌道等。 〇 其他具體實施例提供一種薄膜電晶體，其包含： (a) 絕緣層； (b) 閘極； (c) 半導體層； (d) 源極；及 (e) 汲極， 其中絕緣層、閘極、半導體層、源極、及汲極爲任何順序 ，只要閘極與半導體層均接觸絕緣層，而且源極與汲極均 〇 接觸半導體層，及 其中源極、汲極與閘極至少之一係藉由：提供一種含金屬 奈米粒子與黏附性促進劑化合物之溶液，將此溶液沉積在 基板上，及將基板上溶液加熱至約100 °C至約200 °c之溫度 以在基板上形成導電性部位而形成。 閘極、源極與汲極因此可藉此具體實施例製造。閘極 層之厚度範圍爲例如約10至約2 0 00奈米。源極與汲極之 典型厚度爲例如約40奈米至約1微米，更特定之厚度爲約 -20- 201039360 60奈米至約400奈米。 絕緣層通常可爲無機材料膜或有機聚合物膜。適合作 爲絕緣層之無機材料的實例包括例如氧化矽、氮化矽、氧 化鋁' 鈦酸鋇、鈦酸鋇銷等。絕緣層用有機聚合物之描述 性實例可包括例如聚酯、聚碳酸酯、聚（乙烯酚）、聚醯亞 胺、聚苯乙烯、聚（甲基丙烯酸酯）' 聚（丙烯酸酯）、環 氧樹脂等。依所使用介電材料之介電常數而定，絕緣層之 厚度爲例如約10奈米至約500奈米。絕緣層之例示厚度爲 〇 約100奈米至約500奈米。絕緣層可具有例如小於約10·12 S/cm之導電度。 位於例如絕緣層與源/汲極之間且接觸之爲半導體層 ，其中半導體層之厚度通常爲例如約10奈米至約1微米、 或約40至約100奈米。任何半導體材料均可用以形成此層 。例示半導體材料包括區域規則性聚噻吩、寡聚噻吩、戊 烯、及美國公告第 2003/01 60230 A1號；美國公告第 2003/0160234 A1 號；美國公告第 2003/0136958 A1 號揭示 〇 之半導體聚合物。任何合適之技術均可用以形成此半導體 層。一種此種方法爲對含基板與保有粉末形式化合物之來 源容器之室施加約1〇_5托耳至1(Γ7托耳之真空，及將此容 器加熱直到化合物在基板上昇華。此半導體通常亦可藉半 導體之溶液或分散液的溶液程序（如旋塗、流延、網版印 刷、壓印、或噴墨印刷）製造。 絕緣層、閘極、半導體層、源極、與汲極係以任何順 序形成，特別是在具體實施例中，閘極與半導體層均接觸 -21 - 201039360 絕緣層，而源極與汲極均接觸半導體層。片語「以任何 序」包括循序及同時形成。例如源極與汲極可同時或循 形成。薄膜電晶體之組成物、製造及操作敘述於美國專 第 6，107，117 號。 在具體實施例中，薄膜電晶體中源極或汲極至少之 係使用一種在此所述在基板上形成導電性部位之方法， 供一種含經安定金屬奈米粒子與黏附性促進劑化合物之 液；將此溶液沉積在基板上而形成，其中在將溶液沉積 〇 基板上之沉積期間或之後，在低於約200°C之溫度去除 定劑而在基板上形成導電性部位。 在此揭示之具體實施例關於現在其指定例示具體實 例之詳述，應了解這些實例意圖僅爲例證性且在此揭示 具體實例不意圖限制在此所列之材料、條件或程序參數 除非另有指示全部及部份爲重量百分比。室溫指範圍爲 20至約25 °C之溫度。 將20克之乙酸銀加入十六碳胺（289克）於甲苯（1 Ο 毫升）之6(TC混合物而製備經胺基烷屬烴安定銀奈米粒 。然後將此混合物攪拌直到乙酸銀完全溶解（約1 〇分鐘 )。繼而將7克之苯基肼緩慢地加入混合物形成所得混合 ，將其在55°c攪拌約1小時。其次將異丙醇（240毫升 與甲醇（560毫升）加入所得混合物。藉過濾收集產物 後在異丙醇（200毫升）中攪拌30分鐘。使產物接受二 過濾及在室溫真空乾燥約12小時。最終產物含約80重 %之銀及約20重量％之十六碳胺作爲銀奈米粒子安定劑 順 序 利 提 溶 在 安 施 之 〇 約 50 子 內 物 ) 然 次 量 -22- 201039360 將0.03克之胺基丙基三甲氧基矽烷加入0.15克之經 十六碳胺安定銀奈米粒子與0.85克之甲苯的混合物而製備 印墨組成物。將此含約15重量％之銀奈米粒子與約3重量 %之胺基丙基三甲氧基矽烷的印墨組成物以磁性攪拌棒攪 拌約3小時，然後在玻璃滑片上以1 000 rpm旋塗2分鐘而 形成銀奈米粒子之棕色薄膜。將銀奈米粒子之薄膜在溫度 爲140 °C之烤箱中加熱10分鐘以將銀奈米粒子退火，及形 成厚度大約85奈米之亮鏡面薄膜。經退火銀膜之平均導電 〇 度爲 2.41xl03 S/cm，如 KEITHLEY4-Probes 所測量。 銀奈米粒子對基板之黏附性係藉由以包棉塗佈器摩擦 經塗覆基板而測試。在以特定力量跨越基板人工地摩擦包 棉塗佈器之經塗覆表面後（約1 〇次），經退火銀奈米粒子 膜仍塗覆在基板上而無任何明顯損壞。此外銀奈米粒子對 基板之黏附性亦藉由將一片3M SCOTCH(3/4吋寬，1吋 長）膠帶置於經塗覆基板上而測試。在剝除膠帶後，經退 火銀奈米粒子膜仍保持完整及導電性。 Ο 混合0.1 5克之經十六碳胺安定銀奈米粒子（得自以上 實例）與〇 . 8 5克之甲苯而製備比較例印墨組成物。比較例 不包括任何胺基丙基三甲氧基矽烷黏附性促進劑。將此含 1 5重量％之銀奈米粒子之比較性印墨組成物以磁性攪拌棒 攪拌約3小時，然後在玻璃滑片上以1 〇〇〇 rpm旋塗2分鐘 而形成銀奈米粒子之棕色薄膜。將銀奈米粒子之薄膜在溫 度爲1 4 0 °C之烤箱中加熱1 〇分鐘以將銀奈米粒子退火，及 形成厚度大約85奈米之亮鏡面薄膜。經退火銀膜之平均導 -23- 201039360 電度爲 2.41xl03 S/cm，如 KEITHLEY 4-Probes 所測量。 銀奈米粒子對基板之黏附性係藉由以包棉塗佈器摩擦 經塗覆基板而測試。在以特定力量跨越基板人工地摩擦包 棉塗佈器之經塗覆表面後（約10次）’經退火銀奈米粒子 膜顯著地受損；造成非導電性銀奈米粒子膜。此外銀奈米 粒子對基板之黏附性亦藉由將一片3M SCOTCH (3/4吋寬 ，1吋長）膠帶置於經塗覆基板上而測試。在剝除膠帶後 ，經退火銀奈米粒子膜顯著地受損，及爲非導電性。 〇 應了解各種以上揭示及其他特點與功能、或其替代方 案可如所需地組合至許多其他不同之系統或應用中。其中 各種目前未知或未預期之替代方案、修改、變化、或提昇 繼而可由熟悉此技藝者完成，而且亦意圖包含於以下之申 請專利範圍中。 【圖式簡單說明】 姐〇
【主要元件符號說明】 Μ 〇 24-