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銀塩ナノワイヤ形成用組成物、並びにそれを用いた配線パターンの製造方法及び銀粒子集合体の形成方法

国内特許コード P210017447
整理番号 P2019-087918
掲載日 2021年3月12日
出願番号 特願2019-087918
公開番号 特開2020-183561
出願日 令和元年5月7日(2019.5.7)
公開日 令和2年11月12日(2020.11.12)
発明者
  • 金 仁華
  • 王 文立
出願人
  • 学校法人神奈川大学
発明の名称 銀塩ナノワイヤ形成用組成物、並びにそれを用いた配線パターンの製造方法及び銀粒子集合体の形成方法
発明の概要 【課題】銀を含む微細な電気配線パターンを形成させるのに適し、保存安定性の良好な新たな材料を提供すること。
【解決手段】直鎖状ポリエチレンイミン骨格を備えた第一ブロックと上記第一ブロックよりも極性の低い第二ブロックとを備えたブロック共重合体、銀塩、並びに水及び/又は親水性溶媒を含んでなる銀塩ナノワイヤ形成用組成物を基材へ塗布し、それを乾燥させることにより、銀塩ナノワイヤが形成される。この銀塩ナノワイヤは、還元を受けることにより、導電性を有する銀へ転換される。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 近年、液晶表示装置、太陽電池、タッチパネル等の普及に伴って、透明導電膜の需要が高まっている。このような透明導電膜としては、ITO(スズドープ酸化インジウム)のような酸化物系半導体を用いたものがよく知られているが、最近では銀ナノワイヤを用いたものも提案されている。銀ナノワイヤは、導電性を有する銀がナノサイズのワイヤとなったものであり、例えばポリビニルピロリドンのような保護剤と、還元剤として作用するポリオール化合物の存在下で、銀イオンを100℃以上に加熱しこれを還元することで銀を異方成長させるポリオール法にて調製されるのが一般的である。ここで用いられる保護剤は銀を異方成長させるためのいわば成長制御剤として機能するものであり、より優れた成長制御剤が、例えば特許文献1や2等で提案されている。

また、各種の電子デバイスの小型化に伴って、より緻密な電気配線を形成させることも求められている。このような要望に応えるために、銀ナノワイヤや銀ナノ粒子を含む導電性ペーストや導電性インキを用い、印刷により基材上へ電気配線を形成させることが行われている。

上記のように電気配線形成用途へ用いられるようになってきた銀ナノワイヤや銀ナノ粒子だが、これらはナノサイズの微細なものであるために凝集を生じやすい面もある。このような凝集を抑制するために上記のような導電性ペーストや導電性インキ等では、安定剤を用いる等の手段により分散安定性を高める手法がとられる。しかしながら、それでも凝集を防ぐために10℃以下の温度を保つなどといった温度管理が必要となるので、例えば輸送を行う場合等では保冷車を用いる等の配慮が必要になるし、こうした温度管理を行っていたとしても、半年もすれば凝集によりその製品は使用に適さなくなるといった現状がある。これら取り扱い上の問題は、ナノサイズの物質を含む製品の宿命であるとも言うことができ、不便ではあるが受け入れざるを得ないのが現状である。
産業上の利用分野 本発明は、銀塩ナノワイヤ形成用組成物、並びにそれを用いた配線パターンの製造方法及び銀粒子集合体の形成方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
直鎖状ポリエチレンイミン骨格を備えた第一ブロックと前記第一ブロックよりも極性の低い第二ブロックとを備えたブロック共重合体、銀塩、並びに水及び/又は親水性溶媒を含んでなる銀塩ナノワイヤ形成用組成物。

【請求項2】
前記第一ブロックが、下記化学式(1)で表す繰り返し単位を備えることを特徴とする請求項1記載の銀塩ナノワイヤ形成用組成物。
【化1】
(省略)

【請求項3】
前記第二ブロックが、下記一般式(2)で表す繰り返し単位を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の銀塩ナノワイヤ形成用組成物。
【化2】
(省略)
(上記一般式(2)中、Rは、炭素数1~20のアルキル基、炭素数5~20のアリール基、炭素数6~20のアラルキル基、炭素数2~20のアルキルケト基、又は炭素数6~20のアリールケト基である。)

【請求項4】
前記ブロック共重合体が、下記一般式(3)で表されることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の銀塩ナノワイヤ形成用組成物。
【化3】
(省略)
(上記一般式(3)中、bはブロック共重合体であることを表す符号であり、*はそれぞれ独立にポリマーの末端基であり、m及びnはそれぞれ独立に整数である。)

【請求項5】
前記銀塩が酢酸銀である請求項1~4のいずれか1項記載の銀塩ナノワイヤ形成用組成物。

【請求項6】
請求項1~5のいずれか1項記載の銀塩ナノワイヤ形成用組成物を基材に塗布して塗布膜を形成する塗布工程、前記塗布膜に含まれる溶媒を蒸発させる乾燥工程、及び前記乾燥工程を経た前記塗布膜に含まれる銀塩を銀に還元する還元工程を含んでなる配線パターンの形成方法。

【請求項7】
前記還元工程における還元操作が、150~250℃の加熱であることを特徴とする請求項6記載の配線パターンの形成方法。

【請求項8】
請求項1~5のいずれか1項記載の銀塩ナノワイヤ形成用組成物を基材に塗布して塗布膜を形成する塗布工程、前記塗布膜に含まれる溶媒を蒸発させる乾燥工程、及び前記乾燥
工程を経た前記塗布膜に含まれる銀塩を銀に還元する還元工程を含んでなる銀粒子集合体の形成方法。
画像

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出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) ナノ構造材料化学研究室
本技術について、ライセンスや共同研究等をご希望の方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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