金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法
【課題】本発明は金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明の実施例によると、本発明はハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、製造された上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階を含む金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供する。本発明の実施例によると、残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供することができる。
【解決手段】本発明の実施例によると、本発明はハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、製造された上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階を含む金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供する。本発明の実施例によると、残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法に関し、より具体的には、残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットによる非接触式直接印刷（ｎｏｎｃｏｎｔａｃｔ ｄｉｒｅｃｔ ｗｒｉｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）は正確な位置に定量のインクを吐出することができるため、材料費を節減する上、製造時間を短縮することができるという長所がある。
【０００３】
このようなインクジェットを産業的に応用するためには、それに合うインクが開発されなければならず、インクジェット用材料の開発のために金属粒子を低価で、大量生産できる方法に対する研究が成されている。
【０００４】
気相法で粒子を作る方法はナノ粒子の製造は容易であるが、製造方法が複雑で、均一な品質に製造することが困難である。また、環境汚染の恐れがあったり、製造工程上、爆発の危険性が高くて安全な作業環境を作ることが困難であるという問題点がある。
【０００５】
一方、湿式粒子合成法は、特に、貴金属に対して歩留まりが高いという長所はあるが、インクの焼成温度を低めるために粒子の表面を分散剤でキャッピングする必要がある。
【０００６】
また、近来では、電子材料に対し様々な規制が適用されており、特に、塩素及びブロムのようなハロゲンイオンの電子材料への残留量を９００ＰＰＭ以下に規制している。
【０００７】
従って、簡単な方法で大量生産ができ、且つ上記のような残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する新しい製造方法が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記のような問題点を解決するためのもので、本発明の目的は残留ハロゲンイオン濃度の規制に適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の一実施形態は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階を含む金属ナノ粒子の製造方法を提供する。
【００１０】
ここで、上記洗浄及び乾燥する段階の後に、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階をさらに含むことができる。
【００１１】
ここで、上記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことができる。
【００１２】
上記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることができる。
【００１３】
また、上記塩基は金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることができる。
【００１４】
また、上記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）やヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００１５】
また、上記塩基は上記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過２０ｖｏｌ％以下で添加されることができる。
【００１６】
また、上記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００１７】
また、上記第１溶液の加熱は０℃超過１００℃以下の温度で行われることができる。
【００１８】
また、上記洗浄及び乾燥する段階の後に、残留ハロゲンイオン濃度を測定する段階をさらに含むことができる。
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明の他の実施形態は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥して金属ナノ粒子を製造する段階と、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階を含むインク組成物の製造方法を提供する。
【００２０】
ここで、上記分散及び洗浄する段階の後に、上記金属ナノ粒子が含有された上記非水系溶媒に粘度調節剤を添加する段階をさらに含むことができる。
【００２１】
また、上記分散及び洗浄する段階の後に、上記金属ナノ粒子が含有された上記非水系溶媒に分散剤を添加する段階をさらに含むことができる。
【００２２】
ここで、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記粘度調節剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００２３】
また、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００２４】
ここで、上記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことができる。
【００２５】
上記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることができる。
【００２６】
また、上記塩基は、金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることができる。
【００２７】
また、上記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００２８】
また、上記塩基は、上記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過２０ｖｏｌ％以下で添加されることができる。
【００２９】
また、上記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００３０】
ここで、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００３１】
一方、上記第１溶液の加熱は、０℃から１００℃の温度で行われることができる。
【００３２】
また、上記洗浄及び乾燥し上記金属ナノ粒子を製造する段階の後に、残留ハロゲンイオン濃度を測定する段階をさらに含むことができる。
【００３３】
上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の実施形態は、アミンがキャッピングされたハロゲンイオン含有金属ナノ粒子及び上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを洗浄する塩基が含有された非水系溶媒を含むインク組成物を提供する。
【００３４】
ここで、上記インク組成物は、上記インクの粘性を調節する粘度調節剤をさらに含むことができる。
【００３５】
また、上記インク組成物は上記金属ナノ粒子の分散性を向上させる分散剤をさらに含むことができる。
【００３６】
ここで、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記粘度調節剤は００ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００３７】
また、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００３８】
ここで、上記金属ナノ粒子は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことができる。
【００３９】
上記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることができる。
【００４０】
また、上記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００４１】
また、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によると、残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明による金属ナノ粒子の製造方法及びそれによる金属ナノ粒子に対し、より詳しく説明する。
【００４４】
本発明は残留ハロゲンイオン濃度の規制に適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供する。
【００４５】
本発明の一実施例による金属ナノ粒子の製造方法は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階を含む。
【００４６】
ここで、上記洗浄及び乾燥する段階の後に、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階をさらに含むことができる。
【００４７】
本発明による金属ナノ粒子の製造方法では、先ずアミンがキャッピングされたハロゲンイオンが含有された金属ナノ粒子を用意する。ここで、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む溶液を用意した後、上記溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を製造する。
【００４８】
ここで、上記金属前駆体としては金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属及びハロゲンイオンを含むものを用いることができ、例えば、ＨＡｕＣｌ４、Ｈ２ＰｔＣｌ６、ＣｕＣｌ２、ＰｔＣｌ４等を用いることができる。
【００４９】
上記アミンは炭素数６から３０の直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも何れか１つであることができ、１次アミンまたは２次アミンでも構わない。
【００５０】
上記アミンの具体的な例としては、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ドデシルアミン、オレイルアミン等を挙げることができ、そこから少なくとも１つを選択して用いることができる。上記アミンの含量は、合成された金属ナノ粒子１００ｗｔ％に対し、５ｗｔ％から３０ｗｔ％で合成されることが好ましい。アミンの含量が５ｗｔ％未満であれば、安全性に問題が生じ得、３０ｗｔ％を超えると、インクの製造時に、粘度調節が困難であるという問題があって好ましくない。
【００５１】
次に、製造された上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを塩基が含有された溶媒で洗浄及び乾燥する。ここで、上記塩基は金属を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることができるが、上記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることが好ましい。それは上記金属ナノ粒子が含まれたインクの製造時に、インクが適用される所が大部分基板上であるためであり、基板上の様々な金属物質との相互作用を防ぐと共に、後工程である焼結に及ぼす影響を最小化するためである。
【００５２】
下記の簡略な反応式は、上記本発明の実施例に従って添加される塩基性物質がハロゲンイオンを除去する例を図式化したものである。ここで、金属前駆体物質であるＨＡｕＣｌ４で発生するＨ＋とＣｌ−とキャッピング剤であるアミンの機能基である−ＮＨ２が結合されたＮＨ３＋Ｃｌ−−にＮＨ４ＯＨのような塩基性物質を添加し、ＮＨ４Ｃｌのような化合物を形成することで、金属ナノ粒子の表面をキャッピングしたアミンからハロゲンイオンである塩素を除去することができる。
【００５３】
−ＮＨ２＋Ｈ＋＋ＣＬ−→ＮＨ４ＯＨ（塩基添加）→−ＮＨ２＋Ｈ２Ｏ＋ＮＨ４Ｃｌ
【００５４】
ここで、本発明に用いることができる非水系有機溶媒として、例えばヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択されることができる。上記有機溶媒はこれらから選択された１つを単独で、または２以上を混合して使用することができ、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を用意する過程において、金属粒子を抽出して分離せず、これに用いられた有機溶媒をそのまま使用してもよい。
【００５５】
以下では、実施例１から実施例３、比較例及び表１を参照し、本発明の実施例によるハロゲン含有金属ナノ粒子おける残留ハロゲンイオンの除去具合を説明する。
【００５６】
下記表１を参照すると、比較例のドデシルアミンがキャッピングされた金ナノ粒子を塩基なしにエタノールのみで数回洗浄した後、残留塩素イオンの濃度は合成後の８４１０ＰＰＭから７６７０ＰＰＭと小幅減少した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
洗浄時に、塩基であるアンモニアを全溶液の１ｖｏｌ％添加した実施例１は、残留塩素イオンの濃度が合成後の８４１０ＰＰＭから７９００ＰＰＭと小幅減少したが、残留塩素イオンの除去効果は微々たるものであった。しかし、塩基であるアンモニアを全溶液の２ｖｏｌ％添加した実施例２は、残留塩素イオンの濃度が合成後の８４１０ＰＰＭから１３８０ＰＰＭと大幅減少した。また、塩基であるアンモニアを全溶液の５ｖｏｌ％添加した実施例３は、残留塩素イオンの濃度が合成後の８４１０ＰＰＭから１１４０ＰＰＭとさらに減少した。添加するアンモニアの量が増加すると、残留塩素イオンの濃度が減少するという効果は増加するが、金ナノ粒子の安全性に影響を及ぼし、粒子が溶液中に分散せず沈澱する。
【００５９】
＜実施例１＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００６０】
次に、エタノール、アンモニア水及び上記金ナノ粒子含有溶液が５．９：０．１：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥し金ナノ粒子を得た。
【００６１】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００６２】
次いで、エタノール、アセトン及び上記金ナノ粒子が分散された溶液を４：２：４（体積比）にし混合した後、４０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、上澄液を捨てた後乾燥し、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００６３】
＜実施例２＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００６４】
次に、エタノール、アンモニア水及び上記金ナノ粒子含有溶液が５．８：０．２：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで１２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥して金ナノ粒子を得た。
【００６５】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００６６】
次いで、エタノール、アセトン及び上記金ナノ粒子が分散された溶液を４：２：４（体積比）にして４０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、上澄液を捨てた後乾燥し、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００６７】
＜実施例３＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００６８】
次に、エタノール、アンモニア水及び上記金ナノ粒子含有溶液が５．５：０．５：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで１２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥して金ナノ粒子を得た。
【００６９】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００７０】
次いで、エタノール、アセトン及び上記金ナノ粒子が分散した溶液を４：２：４（体積比）にして４０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、上澄液を捨てた後乾燥し、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００７１】
＜比較例＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００７２】
次に、エタノール及び上記金ナノ粒子含有溶液が６：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで１２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥して金ナノ粒子を得た。
【００７３】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００７４】
次いで、上記過程を１０回繰り返して乾燥した後、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００７５】
このように本発明による金属ナノ粒子の製造方法は、高歩留まりで得られた金属ナノ粒子の製造工程時に、残留ハロゲンイオンを洗浄して効果的に除去することができる。
【００７６】
本発明の他の実施例によるインク組成物の製造方法は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを塩基が含有された溶媒で洗浄及び乾燥し、金属ナノ粒子を製造する段階と、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階と、上記金属ナノ粒子が含有された上記非水系溶媒に粘度調節剤及び分散剤を添加する段階を含む。
【００７７】
また、上記配線用インク組成物の製造方法によると、本発明のさらに他の実施例によるアミンがキャッピングされたハロゲンイオン含有金属ナノ粒子、上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを洗浄する塩基が含有された溶媒、インクの粘性を調節する粘度調節剤及びインクの分散性を向上させる分散剤を含むインク組成物を提供することができる。
【００７８】
本発明によるハロゲンイオンが含有された金属前駆体からハロゲンイオンが除去された溶液は、上述の金属ナノ粒子の製造方法により製造されることができる。
【００７９】
ここで、粘度調節剤は、全インク組成物の１００ｗｔ％に対し、２０ｗｔ％以下で添加されることが好ましい。それは粘度調節剤の含量が２０ｗｔ％を越えると、有機物含量が増加し配線の形成に好ましくないためである。
【００８０】
また、分散剤は全インク組成物の１００ｗｔ％に対し、２０ｗｔ％以下で添加されることが好ましい。それは、分散剤の含量が２０ｗｔ％を越えると、有機物含量が増加し配線の形成に好ましくないためである。
【００８１】
このような構造の金属ナノ粒子は、金属粒子の表面がアミンでキャッピングされており、非水系で製造されるため、非水系の炭化水素系有機溶媒との混合性に優れ、別途の界面活性剤がなくとも高濃度の金属ナノ粒子含有インクを簡単に製造することができる。
【００８２】
また、残留ハロゲンイオン濃度の規制に適する金属ナノ粒子含有インクを製造することができる。
【００８３】
本発明によると、残留ハロゲンイオン濃度の規制に適するインク組成物及びその製造方法を提供することができる。
【００８４】
本発明は上述した実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求の範囲により限定される。従って、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者により多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法に関し、より具体的には、残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットによる非接触式直接印刷（ｎｏｎｃｏｎｔａｃｔ ｄｉｒｅｃｔ ｗｒｉｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）は正確な位置に定量のインクを吐出することができるため、材料費を節減する上、製造時間を短縮することができるという長所がある。
【０００３】
このようなインクジェットを産業的に応用するためには、それに合うインクが開発されなければならず、インクジェット用材料の開発のために金属粒子を低価で、大量生産できる方法に対する研究が成されている。
【０００４】
気相法で粒子を作る方法はナノ粒子の製造は容易であるが、製造方法が複雑で、均一な品質に製造することが困難である。また、環境汚染の恐れがあったり、製造工程上、爆発の危険性が高くて安全な作業環境を作ることが困難であるという問題点がある。
【０００５】
一方、湿式粒子合成法は、特に、貴金属に対して歩留まりが高いという長所はあるが、インクの焼成温度を低めるために粒子の表面を分散剤でキャッピングする必要がある。
【０００６】
また、近来では、電子材料に対し様々な規制が適用されており、特に、塩素及びブロムのようなハロゲンイオンの電子材料への残留量を９００ＰＰＭ以下に規制している。
【０００７】
従って、簡単な方法で大量生産ができ、且つ上記のような残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する新しい製造方法が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記のような問題点を解決するためのもので、本発明の目的は残留ハロゲンイオン濃度の規制に適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明の一実施形態は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階を含む金属ナノ粒子の製造方法を提供する。
【００１０】
ここで、上記洗浄及び乾燥する段階の後に、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階をさらに含むことができる。
【００１１】
ここで、上記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことができる。
【００１２】
上記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることができる。
【００１３】
また、上記塩基は金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることができる。
【００１４】
また、上記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）やヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００１５】
また、上記塩基は上記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過２０ｖｏｌ％以下で添加されることができる。
【００１６】
また、上記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００１７】
また、上記第１溶液の加熱は０℃超過１００℃以下の温度で行われることができる。
【００１８】
また、上記洗浄及び乾燥する段階の後に、残留ハロゲンイオン濃度を測定する段階をさらに含むことができる。
【００１９】
上記の目的を達成するため、本発明の他の実施形態は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥して金属ナノ粒子を製造する段階と、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階を含むインク組成物の製造方法を提供する。
【００２０】
ここで、上記分散及び洗浄する段階の後に、上記金属ナノ粒子が含有された上記非水系溶媒に粘度調節剤を添加する段階をさらに含むことができる。
【００２１】
また、上記分散及び洗浄する段階の後に、上記金属ナノ粒子が含有された上記非水系溶媒に分散剤を添加する段階をさらに含むことができる。
【００２２】
ここで、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記粘度調節剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００２３】
また、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００２４】
ここで、上記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことができる。
【００２５】
上記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることができる。
【００２６】
また、上記塩基は、金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることができる。
【００２７】
また、上記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００２８】
また、上記塩基は、上記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過２０ｖｏｌ％以下で添加されることができる。
【００２９】
また、上記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００３０】
ここで、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００３１】
一方、上記第１溶液の加熱は、０℃から１００℃の温度で行われることができる。
【００３２】
また、上記洗浄及び乾燥し上記金属ナノ粒子を製造する段階の後に、残留ハロゲンイオン濃度を測定する段階をさらに含むことができる。
【００３３】
上記の目的を達成するため、本発明のさらに他の実施形態は、アミンがキャッピングされたハロゲンイオン含有金属ナノ粒子及び上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを洗浄する塩基が含有された非水系溶媒を含むインク組成物を提供する。
【００３４】
ここで、上記インク組成物は、上記インクの粘性を調節する粘度調節剤をさらに含むことができる。
【００３５】
また、上記インク組成物は上記金属ナノ粒子の分散性を向上させる分散剤をさらに含むことができる。
【００３６】
ここで、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記粘度調節剤は００ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００３７】
また、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【００３８】
ここで、上記金属ナノ粒子は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことができる。
【００３９】
上記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることができる。
【００４０】
また、上記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることができる。
【００４１】
また、上記インク組成物１００ｗｔ％に対し、上記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によると、残留ハロゲンイオン濃度の規制にも適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明による金属ナノ粒子の製造方法及びそれによる金属ナノ粒子に対し、より詳しく説明する。
【００４４】
本発明は残留ハロゲンイオン濃度の規制に適する金属ナノ粒子の製造方法、これを用いたインク組成物及びその製造方法を提供する。
【００４５】
本発明の一実施例による金属ナノ粒子の製造方法は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で上記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階を含む。
【００４６】
ここで、上記洗浄及び乾燥する段階の後に、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階をさらに含むことができる。
【００４７】
本発明による金属ナノ粒子の製造方法では、先ずアミンがキャッピングされたハロゲンイオンが含有された金属ナノ粒子を用意する。ここで、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む溶液を用意した後、上記溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を製造する。
【００４８】
ここで、上記金属前駆体としては金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属及びハロゲンイオンを含むものを用いることができ、例えば、ＨＡｕＣｌ４、Ｈ２ＰｔＣｌ６、ＣｕＣｌ２、ＰｔＣｌ４等を用いることができる。
【００４９】
上記アミンは炭素数６から３０の直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも何れか１つであることができ、１次アミンまたは２次アミンでも構わない。
【００５０】
上記アミンの具体的な例としては、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、ドデシルアミン、オレイルアミン等を挙げることができ、そこから少なくとも１つを選択して用いることができる。上記アミンの含量は、合成された金属ナノ粒子１００ｗｔ％に対し、５ｗｔ％から３０ｗｔ％で合成されることが好ましい。アミンの含量が５ｗｔ％未満であれば、安全性に問題が生じ得、３０ｗｔ％を超えると、インクの製造時に、粘度調節が困難であるという問題があって好ましくない。
【００５１】
次に、製造された上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを塩基が含有された溶媒で洗浄及び乾燥する。ここで、上記塩基は金属を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることができるが、上記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることが好ましい。それは上記金属ナノ粒子が含まれたインクの製造時に、インクが適用される所が大部分基板上であるためであり、基板上の様々な金属物質との相互作用を防ぐと共に、後工程である焼結に及ぼす影響を最小化するためである。
【００５２】
下記の簡略な反応式は、上記本発明の実施例に従って添加される塩基性物質がハロゲンイオンを除去する例を図式化したものである。ここで、金属前駆体物質であるＨＡｕＣｌ４で発生するＨ＋とＣｌ−とキャッピング剤であるアミンの機能基である−ＮＨ２が結合されたＮＨ３＋Ｃｌ−−にＮＨ４ＯＨのような塩基性物質を添加し、ＮＨ４Ｃｌのような化合物を形成することで、金属ナノ粒子の表面をキャッピングしたアミンからハロゲンイオンである塩素を除去することができる。
【００５３】
−ＮＨ２＋Ｈ＋＋ＣＬ−→ＮＨ４ＯＨ（塩基添加）→−ＮＨ２＋Ｈ２Ｏ＋ＮＨ４Ｃｌ
【００５４】
ここで、本発明に用いることができる非水系有機溶媒として、例えばヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択されることができる。上記有機溶媒はこれらから選択された１つを単独で、または２以上を混合して使用することができ、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を用意する過程において、金属粒子を抽出して分離せず、これに用いられた有機溶媒をそのまま使用してもよい。
【００５５】
以下では、実施例１から実施例３、比較例及び表１を参照し、本発明の実施例によるハロゲン含有金属ナノ粒子おける残留ハロゲンイオンの除去具合を説明する。
【００５６】
下記表１を参照すると、比較例のドデシルアミンがキャッピングされた金ナノ粒子を塩基なしにエタノールのみで数回洗浄した後、残留塩素イオンの濃度は合成後の８４１０ＰＰＭから７６７０ＰＰＭと小幅減少した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
洗浄時に、塩基であるアンモニアを全溶液の１ｖｏｌ％添加した実施例１は、残留塩素イオンの濃度が合成後の８４１０ＰＰＭから７９００ＰＰＭと小幅減少したが、残留塩素イオンの除去効果は微々たるものであった。しかし、塩基であるアンモニアを全溶液の２ｖｏｌ％添加した実施例２は、残留塩素イオンの濃度が合成後の８４１０ＰＰＭから１３８０ＰＰＭと大幅減少した。また、塩基であるアンモニアを全溶液の５ｖｏｌ％添加した実施例３は、残留塩素イオンの濃度が合成後の８４１０ＰＰＭから１１４０ＰＰＭとさらに減少した。添加するアンモニアの量が増加すると、残留塩素イオンの濃度が減少するという効果は増加するが、金ナノ粒子の安全性に影響を及ぼし、粒子が溶液中に分散せず沈澱する。
【００５９】
＜実施例１＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００６０】
次に、エタノール、アンモニア水及び上記金ナノ粒子含有溶液が５．９：０．１：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥し金ナノ粒子を得た。
【００６１】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００６２】
次いで、エタノール、アセトン及び上記金ナノ粒子が分散された溶液を４：２：４（体積比）にし混合した後、４０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、上澄液を捨てた後乾燥し、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００６３】
＜実施例２＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００６４】
次に、エタノール、アンモニア水及び上記金ナノ粒子含有溶液が５．８：０．２：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで１２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥して金ナノ粒子を得た。
【００６５】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００６６】
次いで、エタノール、アセトン及び上記金ナノ粒子が分散された溶液を４：２：４（体積比）にして４０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、上澄液を捨てた後乾燥し、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００６７】
＜実施例３＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００６８】
次に、エタノール、アンモニア水及び上記金ナノ粒子含有溶液が５．５：０．５：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで１２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥して金ナノ粒子を得た。
【００６９】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００７０】
次いで、エタノール、アセトン及び上記金ナノ粒子が分散した溶液を４：２：４（体積比）にして４０００ｒｐｍで１５分間遠心分離し、上澄液を捨てた後乾燥し、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００７１】
＜比較例＞
塩化金酸（ＨＡｕＣｌ４）２５ｇ、ドデシルアミン８０ｇ及びトルエン１Ｌが混合された溶液を用意した。次に、上記溶液を８０℃で攪拌し、ホルム酸３ｍｌで還元して金ナノ粒子が含有された溶液を製造した。
【００７２】
次に、エタノール及び上記金ナノ粒子含有溶液が６：４（体積比）で混合された溶媒で、上記アミンがキャッピングされた金ナノ粒子中の塩素イオンを１次洗浄した後、３５００ｒｐｍで１２分間遠心分離する。そのうち、上澄液は捨て、沈殿物を乾燥して金ナノ粒子を得た。
【００７３】
次に、得られた２５ｇの金ナノ粒子をトルエン５００ｍｌに分散した。
【００７４】
次いで、上記過程を１０回繰り返して乾燥した後、最終的に塩素イオンが除去された金ナノ粒子を得た。
【００７５】
このように本発明による金属ナノ粒子の製造方法は、高歩留まりで得られた金属ナノ粒子の製造工程時に、残留ハロゲンイオンを洗浄して効果的に除去することができる。
【００７６】
本発明の他の実施例によるインク組成物の製造方法は、ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、上記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、上記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを塩基が含有された溶媒で洗浄及び乾燥し、金属ナノ粒子を製造する段階と、製造された上記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階と、上記金属ナノ粒子が含有された上記非水系溶媒に粘度調節剤及び分散剤を添加する段階を含む。
【００７７】
また、上記配線用インク組成物の製造方法によると、本発明のさらに他の実施例によるアミンがキャッピングされたハロゲンイオン含有金属ナノ粒子、上記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを洗浄する塩基が含有された溶媒、インクの粘性を調節する粘度調節剤及びインクの分散性を向上させる分散剤を含むインク組成物を提供することができる。
【００７８】
本発明によるハロゲンイオンが含有された金属前駆体からハロゲンイオンが除去された溶液は、上述の金属ナノ粒子の製造方法により製造されることができる。
【００７９】
ここで、粘度調節剤は、全インク組成物の１００ｗｔ％に対し、２０ｗｔ％以下で添加されることが好ましい。それは粘度調節剤の含量が２０ｗｔ％を越えると、有機物含量が増加し配線の形成に好ましくないためである。
【００８０】
また、分散剤は全インク組成物の１００ｗｔ％に対し、２０ｗｔ％以下で添加されることが好ましい。それは、分散剤の含量が２０ｗｔ％を越えると、有機物含量が増加し配線の形成に好ましくないためである。
【００８１】
このような構造の金属ナノ粒子は、金属粒子の表面がアミンでキャッピングされており、非水系で製造されるため、非水系の炭化水素系有機溶媒との混合性に優れ、別途の界面活性剤がなくとも高濃度の金属ナノ粒子含有インクを簡単に製造することができる。
【００８２】
また、残留ハロゲンイオン濃度の規制に適する金属ナノ粒子含有インクを製造することができる。
【００８３】
本発明によると、残留ハロゲンイオン濃度の規制に適するインク組成物及びその製造方法を提供することができる。
【００８４】
本発明は上述した実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の請求の範囲により限定される。従って、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有する者により多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これも本発明の範囲に属する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、
前記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、
前記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で前記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階と、
を含む金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄及び乾燥する段階の後に、製造された前記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項３】
前記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４】
前記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５】
前記塩基は、金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６】
前記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項５に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項７】
前記塩基は前記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過５ｖｏｌ％以下で添加されることを特徴とする請求項５または６に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項８】
前記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項９】
前記第１溶液の加熱は、０℃超過１００℃以下の温度で行われることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記洗浄及び乾燥する段階の後に、残留ハロゲンイオンの濃度を測定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１１】
ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、
前記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、
前記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で前記第２溶液を洗浄及び乾燥し、金属ナノ粒子を製造する段階と、
製造された前記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階と、
を含むインク組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記分散及び洗浄する段階の後に、前記金属ナノ粒子が含有された前記非水系溶媒に粘度調節剤を添加する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記分散及び洗浄する段階の後に、前記金属ナノ粒子が含有された前記非水系溶媒に分散剤を添加する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記粘度調節剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項１２に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１５】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項１３に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１６】
前記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする請求項１１から１５の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１７】
前記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記塩基は、金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１から１７の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１９】
前記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２０】
前記塩基は、前記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過２０ｖｏｌ％以下で添加されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２１】
前記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１から２０の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２２】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項１１から２１の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２３】
前記第１溶液の加熱は、０℃超過１００℃以下の温度で行われることを特徴とする請求項１１から２２の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２４】
前記洗浄及び乾燥して前記金属ナノ粒子を製造する段階の後に、残留ハロゲンイオンの濃度を測定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１から２３の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２５】
アミンがキャッピングされたハロゲンイオン含有金属ナノ粒子と、
前記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを洗浄する塩基が含有された非水系溶媒と、
を含むインク組成物。
【請求項２６】
前記インクの粘性を調節する粘度調節剤をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載のインク組成物。
【請求項２７】
前記金属ナノ粒子の分散性を向上させる分散剤をさらに含むことを特徴とする請求項２５または２６に記載のインク組成物。
【請求項２８】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記粘度調節剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項２６に記載のインク組成物。
【請求項２９】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項２７に記載のインク組成物。
【請求項３０】
前記金属ナノ粒子は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする請求項２５から２９の何れか１項に記載のインク組成物。
【請求項３１】
前記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項２５から３０の何れか１項に記載のインク組成物。
【請求項３２】
前記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項２５から３１の何れか１項に記載のインク組成物。
【請求項３３】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項２５から３２の何れか１項に記載のインク組成物。
【請求項１】
ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、
前記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、
前記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で前記第２溶液を洗浄及び乾燥する段階と、
を含む金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
前記洗浄及び乾燥する段階の後に、製造された前記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項３】
前記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項４】
前記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項５】
前記塩基は、金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項６】
前記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項５に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項７】
前記塩基は前記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過５ｖｏｌ％以下で添加されることを特徴とする請求項５または６に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項８】
前記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項９】
前記第１溶液の加熱は、０℃超過１００℃以下の温度で行われることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１０】
前記洗浄及び乾燥する段階の後に、残留ハロゲンイオンの濃度を測定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の金属ナノ粒子の製造方法。
【請求項１１】
ハロゲンイオンが含有された金属前駆体、アミン及び非水系溶媒を含む第１溶液を用意する段階と、
前記第１溶液を加熱及び攪拌し、還元してアミンがキャッピングされた金属ナノ粒子を含む第２溶液を製造する段階と、
前記アミンがキャッピングされた金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンが除去されるように、塩基が含有された溶媒で前記第２溶液を洗浄及び乾燥し、金属ナノ粒子を製造する段階と、
製造された前記金属ナノ粒子を非水系溶媒に分散及び洗浄する段階と、
を含むインク組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記分散及び洗浄する段階の後に、前記金属ナノ粒子が含有された前記非水系溶媒に粘度調節剤を添加する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記分散及び洗浄する段階の後に、前記金属ナノ粒子が含有された前記非水系溶媒に分散剤を添加する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記粘度調節剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項１２に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１５】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項１３に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１６】
前記金属前駆体は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする請求項１１から１５の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１７】
前記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１から１６の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記塩基は、金属元素を含まない有機塩基から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１から１７の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項１９】
前記塩基はアンモニア、ピリジン、メチルアミン、イミダゾール（ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、ベンズイミダゾール（ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）及びヒスチジン（ｈｉｓｔｉｄｉｎｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１８に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２０】
前記塩基は、前記第２溶液１００ｖｏｌ％に対し、０ｖｏｌ％超過２０ｖｏｌ％以下で添加されることを特徴とする請求項１８または１９に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２１】
前記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１１から２０の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２２】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項１１から２１の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２３】
前記第１溶液の加熱は、０℃超過１００℃以下の温度で行われることを特徴とする請求項１１から２２の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２４】
前記洗浄及び乾燥して前記金属ナノ粒子を製造する段階の後に、残留ハロゲンイオンの濃度を測定する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１１から２３の何れか１項に記載のインク組成物の製造方法。
【請求項２５】
アミンがキャッピングされたハロゲンイオン含有金属ナノ粒子と、
前記金属ナノ粒子のうち、未反応アミン及びハロゲンイオンを洗浄する塩基が含有された非水系溶媒と、
を含むインク組成物。
【請求項２６】
前記インクの粘性を調節する粘度調節剤をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載のインク組成物。
【請求項２７】
前記金属ナノ粒子の分散性を向上させる分散剤をさらに含むことを特徴とする請求項２５または２６に記載のインク組成物。
【請求項２８】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記粘度調節剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項２６に記載のインク組成物。
【請求項２９】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記分散剤は０ｗｔ％超過２０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項２７に記載のインク組成物。
【請求項３０】
前記金属ナノ粒子は金、銀、銅、ニッケル、コバルト、白金、パラジウム及びこれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つの金属を含むことを特徴とする請求項２５から２９の何れか１項に記載のインク組成物。
【請求項３１】
前記アミンは６から３０の炭素数を有し、直鎖状、分枝状及び環状のうち、少なくとも１つの形態を有し、飽和及び不飽和アミンから選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項２５から３０の何れか１項に記載のインク組成物。
【請求項３２】
前記非水系溶媒はヘキサン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、テトラデカン、オクタデセン、クロロベンゾ酸、１−ヘキサデシン、１−テトラデシン及び１−オクタデシンから成る群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項２５から３１の何れか１項に記載のインク組成物。
【請求項３３】
前記インク組成物１００ｗｔ％に対し、前記金属ナノ粒子は０ｗｔ％超過６０ｗｔ％以下で添加されることを特徴とする請求項２５から３２の何れか１項に記載のインク組成物。
【公開番号】特開２０１１−２０８２７４（Ｐ２０１１−２０８２７４Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０４７８（Ｐ２０１０−２８０４７８）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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