TWI650384B

TWI650384B - 金屬青銅類化合物、其製造方法以及墨水

Info

Publication number: TWI650384B
Application number: TW105141165A
Authority: TW
Inventors: 蔡明志; 何羽軒
Original assignee: 華邦電子股份有限公司
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2019-02-11
Also published as: TW201821556A

Abstract

一種金屬青銅類化合物，其為由下述通式(1)所表示的化合物。在通式(1)中，A表示至少一種陽離子。M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子。x為作為A的至少一種陽離子的數目的和。y為作為M的選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子的數目的和。z為氧離子的數目。x、y與z的值使通式(1)的電荷數達到平衡。 A_x M_y O_z (1)

Description

金屬青銅類化合物、其製造方法以及墨水

本發明是有關於一種化合物、化合物的製造方法以及具有上述化合物的墨水，且特別是有關於一種金屬青銅類化合物、金屬青銅類化合物的製造方法以及具有上述金屬青銅類化合物的墨水。

金屬氧化物的性質穩定且用途廣泛，為當今不可或缺的重點材料。在金屬氧化物中，金屬青銅類化合物(metal bronze compound)亦廣泛應用到各個領域。舉例來說，金屬青銅類化合物可用於製作保護膜或感測膜等。然而，如何有效地提升金屬青銅類化合物的物性為目前業界不斷努力的目標。

本發明提供一種金屬青銅類化合物，其可具有較佳的物性。

本發明提供一種金屬青銅類化合物的製造方法，其可在室溫下製作金屬青銅類化合物。

本發明提供一種墨水，其可具有較佳的物性。

本發明提出一種金屬青銅類化合物，其為由下述通式(1)所表示的化合物。 A_x M_y O_z (1) 在通式(1)中，A表示至少一種陽離子。M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子。x為作為A的至少一種陽離子的數目的和。y為作為M的選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子的數目的和。z為氧離子的數目。x、y與z的值使通式(1)的電荷數達到平衡。

本發明提出一種金屬青銅類化合物的製造方法，包括下列步驟。將選自過渡金屬前驅物與類金屬前驅物的至少兩種前驅物與陽離子前驅物於溶劑中進行混合。使過渡金屬前驅物與類金屬前驅物的至少兩種前驅物與陽離子前驅物進行反應，而獲得通式(1)所表示的金屬青銅類化合物。 A_x M_y O_z (1) 在通式(1)中，A表示至少一種陽離子。M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子。x為作為A的至少一種陽離子的數目的和。y為作為M的選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子的數目的和。z為氧離子的數目。x、y與z的值使通式(1)的電荷數達到平衡。

本發明提出一種墨水，其包括上述金屬青銅類化合物。

基於上述，在本發明所提出的金屬青銅類化合物中，由於通式(1)中的M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子，因此金屬青銅類化合物可具有較佳的物性。此外，本發明所提出的金屬青銅類化合物的製造方法可在室溫下進行。另外，由於本發明所提出的墨水具有上述金屬青銅類化合物，因此可具有較佳的物性，且能夠適用於各種濕式製程而不會衍生額外的製作成本及製程難度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

本實施例提供一種金屬青銅類化合物，其為由下述通式(1)所表示的化合物。 A_x M_y O_z (1) 在通式(1)中，A表示至少一種陽離子。作為A的陽離子例如是氫離子、鹼金屬離子、鹼土金屬離子、稀土金屬離子、銨類離子或其組合。舉例來說，陽離子可為氫離子(H)、鋰離子(Li)、鈉離子(Na)、鉀離子(K)、銣離子(Rb)、銫離子(Cs)、銀離子(Ag)或其組合。然而，本發明的作為A的陽離子並不限於上述列舉的陽離子。

M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子。過渡金屬例如是鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉬(Mo)、鎢(W)、釩(V)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、錸(Re)、釕(Ru)、鉑(Pt)或其組合，但本發明並不以此為限。類金屬例如是矽(Si)、硼(B)、鍺(Ge)、砷(As)或其組合，但本發明並不以此為限。

x為作為A的至少一種陽離子的數目的和。y為作為M的選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子的數目的和。z為氧離子的數目。x、y與z的值使通式(1)的電荷數達到平衡。

基於上述實施例可知，在上述金屬青銅類化合物中，由於通式(1)中的M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子，因此金屬青銅類化合物可具有較佳的物性。舉例來說，本實施例的金屬青銅類化合物可具有高導電性、折射率可調整或能夠吸收可見光等較佳的物性。此外，本實施例的金屬青銅類化合物可在室溫下進行製作。

圖1為本發明一實施例的金屬青銅類化合物的製造流程圖。

請參照圖1，進行步驟S100，將選自過渡金屬前驅物與類金屬前驅物的至少兩種前驅物與陽離子前驅物於溶劑中進行混合。

過渡金屬前驅物例如是過渡金屬烷氧化物(metal alkoxide)，類金屬前驅物例如是類金屬烷氧化物(metalloid alkoxide)，但本發明並不以此為限。上述烷氧化物可具有一個以上的烷氧基。舉例來說，上述烷氧化物可為甲氧化物(methoxide)、乙氧化物(ethoxide)、丙氧化物(propoxide)、丁氧化物(butoxide)、異丙氧化物(isopropoxide)、異丁氧化物(isobutoxide)、2-乙基己基氧化物(2-ethylhexyloxide)、氧化三甲氧化物(oxytrimethoxide)、氧化三乙氧化物(oxytriethoxide)、氧化三丙氧化物(oxytripropoxide)、氧化三異丙氧化物(oxytriisopropoxide)或其組合。

此外，在過渡金屬前驅物中，過渡金屬例如是鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鉬(Mo)、鎢(W)、釩(V)、銅(Cu)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、錳(Mn)、鈮(Nb)、鉭(Ta)、錸(Re)、釕(Ru)、鉑(Pt)或其組合，但本發明並不以此為限。在類金屬前驅物中，類金屬例如是矽(Si)、硼(B)、鍺(Ge)、砷(As)或其組合，但本發明並不以此為限。陽離子前驅物例如是金屬乙醯丙酮化物(metal acetylacetonate)、金屬乙酸鹽(metal acetate)、金屬碳酸鹽(metal carbonate)、金屬碳酸氫鹽(metal bicarbonate)、過氧化氫(hydrogen peroxide)或其組合，但本發明並不以此為限。在陽離子前驅物中，陽離子例如是氫離子、鹼金屬離子、鹼土金屬離子、稀土金屬離子、銨類離子或其組合。舉例來說，陽離子可為氫離子(H)、鋰離子(Li)、鈉離子(Na)、鉀離子(K)、銣離子(Rb)、銫離子(Cs)、銀離子(Ag)或其組合。然而，本發明的陽離子前驅物中的陽離子並不限於上述列舉的陽離子。

溶劑可採用一種或多種溶劑。舉例來說，溶劑可為水、甲醇、乙醇、2-丙醇或其組合。

在選自過渡金屬前驅物與類金屬前驅物的至少兩種前驅物、陽離子前驅物與溶劑的混合溶液中，選自過渡金屬前驅物與類金屬前驅物的至少兩種前驅物的莫耳濃度例如是0.001 M至5 M，陽離子前驅物的莫耳濃度例如是0.004 M至40 M。

進行步驟S102，使過渡金屬前驅物與類金屬前驅物的至少兩種前驅物與陽離子前驅物進行反應，而獲得通式(1)所表示的金屬青銅類化合物。通式(1)已於前文中進行詳盡的說明，故於此不再重複說明。 A_x M_y O_z (1)

上述反應可在室溫下進行，此時反應與老化(ageing)會同時進行。室溫一般可定義為4℃~40℃。詳細來說，上述前驅物於室溫下進行混合後會自行發生不可逆的化學反應而產生金屬青銅類化合物。此外，在反應過程中，可不需再額外加熱、添加酸或添加鹼，且無劇烈放熱反應，故無需冰浴，只需等待反應自行終止。

在室溫下進行反應的情況，反應時間例如是6小時至28天。舉例來說，反應時間可為24小時、48小時、72小時或92小時，但本發明並不以此為限。所屬技術領域具有通常知識者可依據製程需求來調整反應時間。

另一方面，若要加速反應，上述反應亦可在低溫下進行。亦即，可將混合溶液加熱至低溫範圍來進行反應。低溫一般可定義為大於40℃至200℃以下，如大於40℃至180℃以下。在低溫進行反應的情況下，反應時間例如是5分至96小時，但本發明並不以此為限。所屬技術領域具有通常知識者可依據製程需求來調整反應時間。

此外，在低溫下進行反應之後，可將混合溶液冷卻至室溫進行熟成。熟成時間例如是0分至14天。舉例來說，熟成時間可為24小時、48小時、72小時或92小時，但本發明並不以此為限。所屬技術領域具有通常知識者可依據製程需求來調整熟成時間。

在進行上述反應後，具有金屬青銅類化合物的混合溶液可作為墨水使用。在其他實施例中，亦可選擇性地在具有金屬青銅類化合物的混合溶液中額外添加其他溶劑及/或添加劑之後，再作為墨水使用，藉此可進一步調整墨水的黏度、張力、揮發性、成膜後的孔隙度以及成膜均勻度與附著度。由此可知，本實施例的墨水包括金屬青銅類化合物，且更可包括溶劑。此外，墨水更可選擇性地包括其他溶劑及/或添加劑，以調整墨水的特性。

另外，本實施例的墨水可用以形成各種功能性膜，例如保護膜、感測膜(如，有機揮發性氣體感測膜)或光催化膜等。由於本實施例的墨水具有上述金屬青銅類化合物，因此墨水可具有較佳的物性，且能夠適用於各種濕式製程而不會衍生額外的製作成本及製程難度。膜的形成方法例如是將墨水進行沉積。墨水沉積的方法例如是印刷法、旋轉塗佈法(spin coating)、噴塗法(spray coating)、浸塗法(dip coating)或卷對卷法(roll to roll)等。印刷法例如是三維列印法、噴墨印刷法、凹版印刷法、網版印刷法、彈性印刷法或平版印刷法等。

另一方面，由於墨水所形成的具有金屬青銅類化合物的濕膜在形成乾膜時膜厚會改變，若基板上已先形成其他沉積材料，上述膜厚的改變會使已沉積材料因毛細現象變得更緻密與平坦。此外，若原沉積材料較不穩定，在已沉積材料的表面形成金屬青銅類化合物膜，可提供保護效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S100、S102‧‧‧步驟

圖1為本發明一實施例的金屬青銅類化合物的製造流程圖。

Claims

一種金屬青銅類化合物，其為由下述通式(1)所表示的化合物，A_xM_yO_z (1)在所述通式(1)中，A表示至少一種陽離子，M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子，但不包括M均為過渡金屬的情況，其中作為A的所述至少一種陽離子包括氫離子、鹼金屬離子、鹼土金屬離子、稀土金屬離子、銨類離子或其組合，所述過渡金屬包括鈦、鋯、鉿、釩、銅、鐵、鈷、鎳、錳、鈮、鉭、錸、釕、鉑或其組合，所述類金屬包括矽、硼、鍺、砷或其組合，x為作為A的所述至少一種陽離子的數目的和，y為作為M的選自所述過渡金屬與所述類金屬的所述至少兩種離子的數目的和，z為氧離子的數目，x、y與z的值使所述通式(1)的電荷數達到平衡。
如申請專利範圍第1項所述的金屬青銅類化合物，其中作為A的所述至少一種陽離子包括鋰離子、鈉離子、鉀離子、銣離子、銫離子、銀離子或其組合。
一種金屬青銅類化合物的製造方法，包括：將選自過渡金屬前驅物與類金屬前驅物的至少兩種前驅物與陽離子前驅物於溶劑中進行混合，其中選自所述過渡金屬前驅物與所述類金屬前驅物的所述至少兩種前驅物的莫耳濃度為0.001M至5M，且所述陽離子前驅物的莫耳濃度為0.004M至40M；以及使所述過渡金屬前驅物與所述類金屬前驅物的所述至少兩種前驅物與所述陽離子前驅物進行反應，而獲得由下述通式(1)所表示的金屬青銅類化合物，A_xM_yO_z (1)在所述通式(1)中，A表示至少一種陽離子，M表示選自過渡金屬與類金屬的至少兩種離子，但不包括M均為過渡金屬的情況，其中作為A的所述至少一種陽離子包括氫離子、鹼金屬離子、鹼土金屬離子、稀土金屬離子、銨類離子或其組合，所述過渡金屬包括鈦、鋯、鉿、釩、銅、鐵、鈷、鎳、錳、鈮、鉭、錸、釕、鉑或其組合，所述類金屬包括矽、硼、鍺、砷或其組合，x為作為A的所述至少一種陽離子的數目的和，y為作為M的選自所述過渡金屬與所述類金屬的所述至少兩種離子的數目的和，z為氧離子的數目，x、y與z的值使所述通式(1)的電荷數達到平衡。
如申請專利範圍第3項所述的金屬青銅類化合物的製造方法，其中所述過渡金屬前驅物包括過渡金屬烷氧化物，且所述類金屬前驅物包括類金屬烷氧化物。
如申請專利範圍第3項所述的金屬青銅類化合物的製造方法，其中所述陽離子前驅物包括金屬乙醯丙酮化物、金屬乙酸鹽、金屬碳酸鹽、金屬碳酸氫鹽、過氧化氫或其組合。
如申請專利範圍第3項所述的金屬青銅類化合物的製造方法，其中所述反應在4℃~40℃或大於40℃至200℃以下的溫度下進行。
一種墨水，包括如申請專利範圍第1項所述的金屬青銅類化合物。