纳米金属溶液、纳米金属复合颗粒以及导线的制作方法转让专利

申请号 : CN200910224946.5

文献号 : CN101797648B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 邱国展黄思博李宗铭邱俊毅

申请人 : 财团法人工业技术研究院

摘要 :

本发明涉及纳米金属溶液、纳米金属复合颗粒以及导线的制作方法,其中,所述纳米金属溶液,包括0.1~30wt%的保护剂、0.01~15wt%的纳米金属颗粒、0.07~15wt%的还原剂以及40~99.82wt%的溶剂。所述保护剂具有如化学式1所示的自裂解分子结构,在该分子结构中,n为2~15,R选自化学式2、 化学式3、 化学式4、 化学式5。其中,所述保护剂、纳米金属颗粒以及还原剂均匀地混合于溶剂中,并且,自裂解分子吸附在纳米金属颗粒表面。化学式1。

权利要求 :

1.一种纳米金属溶液,包括:

0.1~30wt%的保护剂,其具有如化学式1所示的自裂解分子结构:化学式1,

其中,n为2~15,R选自

化学式2、化学式3、化学式4、化学式5;

0.01~15wt%的纳米金属颗粒;

0.07~15wt%的还原剂;以及

40~99.82wt%的溶剂,

其中,所述保护剂、所述纳米金属颗粒以及所述还原剂均匀地混合在所述溶剂中,并且,所述自裂解分子吸附在所述纳米金属颗粒的表面。

2.根据权利要求1所述的纳米金属溶液,其中,所述保护剂中自裂解分子的自裂解温度低于200℃。

3.根据权利要求1所述的纳米金属溶液,其中,所述纳米金属颗粒包括铜纳米颗粒、银纳米颗粒、金纳米颗粒或它们的组合。

4.根据权利要求1所述的纳米金属溶液,其中,所述还原剂包括有机酸或碱类还原剂。

5.根据权利要求4所述的纳米金属溶液,其中,所述有机酸的材质包括维生素C、维生素E、柠檬酸或它们的组合。

6.根据权利要求4所述的纳米金属溶液,其中,所述碱类还原剂的材质包括硼氢化钾、亚磷酸氢钠、硼氢化钠、肼、氢氧化钠或它们的组合。

7.根据权利要求1所述的纳米金属溶液,其中,所述溶剂包括甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、松油醇或它们的组合。

8.一种纳米金属复合颗粒,包括:

纳米金属颗粒;以及

多个自裂解分子,所述分子吸附在所述纳米金属颗粒的表面,所述自裂解分子的结构如化学式1所示:化学式1,

其中,n为2~15,R选自

化学式2、化学式3、化学式4、化学式5。

9.根据权利要求8所述的纳米金属复合颗粒,其中,所述自裂解分子的自裂解温度低于200℃。

10.根据权利要求8所述的纳米金属复合颗粒,其中,所述纳米金属颗粒包括铜纳米颗粒、银纳米颗粒、金纳米颗粒或它们的组合。

11.一种制作导线的方法,包括:

制备根据权利要求1所述的纳米金属溶液;

将所述纳米金属溶液形成在基体材料上;以及进行烧结步骤,以使上述自裂解分子自行裂解,并使上述纳米金属颗粒连结在一起;

其中,制备所述纳米金属溶液的方法包括在所述保护剂、所述还原剂以及所述溶剂中混合金属盐,以使该金属盐与所述还原剂进行反应而生成所述纳米金属颗粒,并且部分所述自裂解分子吸附在各所述纳米金属颗粒表面。

12.根据权利要求11所述的制作导线的方法,其中,所述烧结步骤的操作温度低于

200℃。

13.根据权利要求11所述的制作导线的方法,其中,所述金属盐的材质包括硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜、硝酸银、氯化金或它们的组合。

说明书 :

纳米金属溶液、纳米金属复合颗粒以及导线的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属溶液、金属复合颗粒以及导线的制作方法,特别涉及纳米金属溶液、纳米金属复合颗粒以及由纳米金属溶液制作导线的方法。

背景技术

[0002] 自从纳米颗粒的相关技术被推出之后,各类产业都在尝试找出纳米级颗粒的特性在其所属领域中的可应用范畴。举例而言,在光电产业中,纳米级的金属颗粒,例如纳米铜,因具有良好的电性特性而逐渐受到重视。特别是,在光电产业相关产品不断朝向高密度发展的趋势下,尺寸微小的纳米级金属颗粒俨然成为极富发展潜力的材料。
[0003] 目前已有多种纳米金属颗粒的合成方法被提出。主要的方式是利用还原作用将原本溶解在溶液中的金属离子还原成纳米级的金属颗粒。实际上,金属离子在还原成金属颗粒的过程中常常会因彼此吸附或是受到重力作用而发生沉淀,使得这些金属颗粒无法均匀地分散开来或是使颗粒尺寸大于纳米级。因此,纳米金属颗粒的合成方法尚须在溶液中添加保护剂以避免还原后的金属颗粒彼此吸附或聚集在一起。
[0004] 添加保护剂虽然可以维持纳米金属颗粒的分散性,但是在实际应用这些纳米金属颗粒时仍需要进行一些清洗的步骤将保护剂移除。因此,会导致利用这些纳米金属颗粒制作导体材料的工艺步骤变得繁琐且成本也随之增加而不利于大量生产。

发明内容

[0005] 本发明提供一种纳米金属溶液,由于其具有可自行裂解的保护剂,因而在使用该纳米金属溶液时无需进行清洗步骤,从而可提高制备方法的效率。
[0006] 本发明提供一种纳米金属复合颗粒,由于该纳米金属复合颗粒在低温烧结之后即可以形成纯质导体图案,因而有助于简化制作步骤。
[0007] 本发明提供一种制作导线的方法,其制作过程简单且通过该方法所制作的导线具有良好的性质。
[0008] 本发明提出一种纳米金属溶液,其包括0.1~30wt%的保护剂、0.01~15wt%的纳米金属颗粒、0.07~15wt%的还原剂以及40~99.82wt%的溶剂。所述保护剂具有如式1所示的自裂解分子:
[0009]
[0010] 化学式1,
[0011] 其中,n为2~15,R选自
[0012]
[0013] 化学式2、 化学式3、 化学式4、 化学式5。
[0014] 其中,所述保护剂、纳米金属颗粒以及还原剂均匀地混合于溶剂中,且所述自裂解分子吸附在纳米金属颗粒表面。
[0015] 本发明进一步涉及一种纳米金属复合颗粒,其包括纳米金属颗粒以及多个自裂解分子。自裂解分子吸附在纳米金属颗粒的表面上,且自裂解分子如化学式1所示:
[0016]
[0017] 化学式1,
[0018] 其中,n为2~15,R选自
[0019]
[0020] 化学式2、 化学式3、 化学式4、 化学式5。
[0021] 本发明进一步涉及一种制作导线的方法,所述方法包括以下步骤。首先,制备纳米金属溶液。接着,将纳米金属溶液形成在基体材料上。然后,进行烧结步骤,以使自裂解分子自行裂解,并使纳米金属颗粒连结在一起。所述纳米金属溶液包括0.1~30wt%的保护剂、0.01~15wt%的纳米金属颗粒、0.01~15wt%的还原剂以及40~99.82wt%的溶剂。所述保护剂具有如化学式1所示的自裂解分子:
[0022]
[0023] 化学式1,
[0024] 其中,n为2~15,R选自
[0025]
[0026] 化学式2、 化学式3、 化学式4、 化学式5。
[0027] 其中,所述保护剂、纳米金属颗粒以及还原剂均匀地混合于溶剂中,且所述自裂解分子吸附在纳米金属颗粒表面。
[0028] 基于上述内容,本发明使用可自行裂解的自裂解分子作为保护剂的成分并将其添加在纳米金属溶液中。当利用本发明的纳米金属溶液制作导线或导体图案时,无需进行额外的清洗步骤,因而有助于简化导线或导体图案的制作步骤。在本发明中,自裂解分子吸附在纳米金属颗粒表面所构成的纳米金属复合颗粒具有良好的分散性,因此纳米金属颗粒的尺寸及稳定性都相当好。
[0029] 为了使本发明上述特征和优点更明显易懂,下面提供具体实施例,并结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

[0030] 图1示出了本发明的一个实施例的导线制作流程。
[0031] 图2示出了本发明的一个实施例的纳米金属溶液的制备方法。
[0032] 图3为示出本发明的一个实施例的纳米金属复合颗粒在加热实验中的状态变化的示意图。
[0033] 图4示出了利用热重分析实验在不同等温条件下对本发明的具有自裂解分子的保护剂(SD)与公知保护剂(PVP)的热裂解行为的比较。
[0034] 图5为示出一个比较实施例的纳米金属复合颗粒在加热实验中的状态变化的示意图。
[0035] 图6为示出在150℃下进行热重分析实验时使用具有自裂解分子的保护剂(SD)与公知保护剂(PVP)的纳米金属复合颗粒的重量损失的变化图。
[0036] 符号说明
[0037] 110、112、114、120、130:步骤
[0038] 300、300’、300”、500、500’、500”:纳米金属复合颗粒
[0039] 310:自裂解分子
[0040] 410、610:曲线
[0041] 510:非自裂解分子
[0042] M:纳米金属颗粒
[0043] 发明的具体实施方式
[0044] 一般来说,为了避免纳米金属颗粒聚集或粘结在一起,制作纳米金属颗粒的过程都会在纳米金属溶液中添加保护剂。保护剂中的分子会吸附在纳米金属颗粒的表面而构成纳米金属复合颗粒,由此达到分散这些颗粒的作用。不过,已知技术中所使用的保护剂都是由不容易自行裂解的分子所组成,因而需要采用额外的清洗步骤将保护剂从纳米颗粒表面移除。这样一来,会使这类金属纳米颗粒的整体使用方法变得繁琐且制作成本也随之提高。因此,本发明将一种由自裂解分子组成的保护剂应用在纳米金属颗粒以及导线的制作方法中,以提高整体制作效率并降低成本。
[0045] 图1示出了本发明的一个实施例的导线制作流程。如图1所示,本实施例的导线制作方法例如是先进行步骤110,制备纳米金属溶液。
[0046] 根据本发明的实施例之一,图1中步骤110的纳米金属溶液的制备方法可参照图2所示的流程。制备纳米金属溶液时是先将金属盐混合在保护剂、还原剂以及溶剂中(步骤112)。
[0047] 在此制备过程中,金属盐为:例如,硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、醋酸铜、硝酸银、氯化金或上述它们的组合。换言之,根据所选用的金属盐种类,本实施例的纳米金属颗粒可以是银纳米颗粒、铜纳米颗粒、金纳米颗粒或是其它金属纳米颗粒。上述金属盐溶解于溶剂时会先解离成金属阳离子以及阴离子根。
[0048] 溶剂包括甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、松油醇或它们的组合。
[0049] 还原剂则包括有机酸或碱类还原剂。还原剂为有机酸时,其材质包括维生素C(Ascorbic acid)、柠檬酸或它们的组合。另一方面,当还原剂为碱类还原剂时,其材料包括硼氢化钾(KBH4)、亚磷酸氢钠(NaH2PO3·H2O)、硼氢化钠(NaBH4)、肼(N2H4)、氢氧化钠(NaOH)或它们的组合。上述材质的选用均为举例说明而并非对本发明进行限定。
[0050] 接着,如图2所示,进行步骤114,使金属盐与还原剂进行反应而生成纳米金属颗粒。在还原剂的还原作用下,由金属盐解离出来的金属离子会被还原成金属原子并进一步形成多个纳米金属颗粒。此时,部分自裂解分子便会吸附在这些纳米金属颗粒表面以构成多个纳米金属复合颗粒。这些自裂解分子的吸附可以有效地避免纳米金属颗粒彼此粘结或是沉淀,因而有助于使纳米金属颗粒维持在适当的状态及粒径大小。也就是说,纳米金属复合颗粒可以在很稳定的状态下被良好地保存,且纳米金属颗粒的粒径大小也不容易被改变。
[0051] 因此,根据图2所示的流程得到的纳米金属溶液包括0.1~30wt%的保护剂、0.01~15wt%的纳米金属颗粒、0.01~15wt%的还原剂以及40~99.82wt%的溶剂。优选的是,所述纳米金属溶液包括4~10wt%的保护剂、0.5~1.0wt%的纳米金属颗粒、5~
8wt%的还原剂以及75~90wt%的溶剂。特别是,保护剂具有如化学式1所示的自裂解分子:
[0052]
[0053] 化学式1,
[0054] 其中,n为2~15,R选自
[0055]
[0056] 化学式2、 化学式3、 化学式4、 化学式5。
[0057] 保护剂、纳米金属颗粒以及还原剂均匀地混合在溶剂中,且自裂解分子吸附在纳米金属颗粒表面。特别是,所述自裂解分子介由R所在的位置与纳米金属颗粒产生吸附作用。
[0058] 这些吸附有自裂解分子的纳米金属颗粒又称为纳米金属复合颗粒。在本实施例中,保护剂中的这些自裂解分子发生自裂解的温度均低于200℃。换言之,本实施例所使用的自裂解分子在低温操作条件下即可发生自裂解反应,由此,将有助于将其应用在低温导线制作过程中。
[0059] 此外,在一个实施例中,上述自裂解分子可由二苯酯类化合物与二胺化类合物反应而成。举例而言,以碳酸二苯酯(diphenylcarbonate)以及己二胺(hexanediamine)反应即可得到自裂解分子,如下:
[0060]
[0061] 类似地,以不同的二苯酯类化合物与二胺类化合物(例如丁二胺、辛二胺等等)即可合成出如上述化学式1所示的其它类型自裂解分子。二胺类的选用将影响化学式1中n值的大小,而n值的大小将影响纳米金属溶液整体的粘度。因此本领域技术人员可以根据实际的需要而选用适合的二胺类。此外,对于其它类型二苯酯类化合物与其它类型二胺类化合物的化学反应,本领域技术人员可以由上述反应式类推了解,因此在此不再赘述。
[0062] 在按照图2的步骤获得纳米金属溶液后,也就是完成如图1所示的步骤110之后,请继续参照图1,进行步骤120,将纳米金属溶液形成在一基体材料上。举例而言,将纳米金属溶液形成在基体材料上的方法包括丝网印刷法、喷墨印刷法、旋转涂布法、刮刀涂布法、平版印刷法或喷涂涂布法等。由于本实施例中纳米金属溶液可视为一种含有纳米金属复合颗粒的油墨,因此通过印刷、喷墨或是其它涂抹等方式即可将含有这些纳米金属复合颗粒的油墨形成在基板的特定位置上,以构成特定图案(例如,导线图案、电极图案或是其它类型导体图案)。不过,本发明不限于此,在其它的实施例中也可以在基板的整个表面上涂布纳米金属溶液,以形成无图案化的膜层。值得一提的是,上述纳米金属溶液中的保护剂的自裂解分子还具有提高基板与纳米金属颗粒之间的附着性的作用,进而可提高制作过程效率。
[0063] 然后,如图1所示,进行烧结步骤(步骤130)。详细而言,对上述步骤120中已形成在基体材料上的纳米金属溶液进行烧结操作,以使基板上的纳米金属溶液形成预定的导线、电极、导体图案或是非图案化的膜层。
[0064] 在本实施例中,制作导线时,烧结制程的操作温度可以是低于200℃。由于本实施例的自裂解分子在温度低于200℃时即可发生自裂解反应。因此,在这样的温度下进行烧结操作时,保护剂的自裂解分子将从纳米颗粒的表面脱离,并使得纳米金属颗粒彼此烧结在一起而形成特定图案的导线。这样一来,经由上述烧结步骤之后所制作的导线、电极或是导体图案不会有保护剂的残留,进而可具有良好的电性特性。
[0065] 详 细 而 言,若 以 上 述 碳 酸 二 苯 酯(diphenylcarbonate) 与 己 二 胺(hexanediamine)反应所得到自裂解分子为例,上述步骤130烧结步骤中自裂解分子发生的自裂解反应如下:
[0066]
[0067] 换言之,自裂解分子在烧结步骤中将分解成酚(phenol)和一种直链状化合物,而酚在这样的烧结温度下将挥发掉,从而使自裂解分子可顺利地从纳米金属颗粒的表面脱离下来。
[0068] 值得注意的是,本实施例的制作方法中,进行烧结制程的同时即可移除吸附于纳米金属颗粒表面的自裂解分子。因此,本实施例的制作方法不需要利用额外的清洗步骤将不必要的保护剂移除。换言之,保护剂的自裂解分子具有低温自裂解的特性,从而可使整体导线制作过程得以简化,并且可使制作成本得以降低。以下将针对保护剂中自裂解分子的特性提出进一步的说明。
[0069] 在本发明中,多个自裂解分子吸附在纳米金属颗粒表面的状态下的颗粒即称为纳米金属复合颗粒。图3为示出本发明的一个实施例的纳米金属复合颗粒在不同的加热条件中的状态变化的示意图。如图3所示,纳米金属复合颗粒300包括纳米金属颗粒M以及吸附在纳米金属颗粒M表面的多个自裂解分子310。此外,纳米金属复合颗粒300为未受到加热的状态,纳米金属复合颗粒300’为纳米金属复合颗粒300在150℃加热60分钟后的状态,而纳米金属复合颗粒300”为纳米金属复合颗粒300’在200℃加热60分钟后的状态。
[0070] 由图3可知,加热纳米金属复合颗粒300之后,自裂解分子310会逐渐发生裂解而从纳米金属颗粒M的表面脱离。也就是说,纳米金属复合颗粒300经过烧结制程后可以转变成纯质的纳米金属颗粒M,并且这些纯质纳米金属颗粒M在烧结步骤中彼此粘结在一起即构成连续的导体图案。因此,利用纳米金属复合颗粒300制作导体图案时不需要额外的步骤即可将自裂解分子310移除。
[0071] 为了进一步说明纳米金属复合颗粒300的特性,在此进一步针对纳米金属复合颗粒300进行热重分析实验。图4示出了利用热重分析实验在不同等温条件下对本发明的具有自裂解分子的保护剂与公知保护剂(PVP)的热裂解行为的比较。如图4所示,曲线SD表示的是本发明的具有自裂解分子的保护剂的热裂解行为,曲线PVP表示的是公知保护剂(PVP)的热裂解行为。由图4可知,与公知保护剂(PVP)相比,本发明具自裂解分子的保护剂(SD)具有更低的热解温度。也就是,传统保护剂(PVP)的热解温度为400℃左右,而本发明具自裂解分子的保护剂(SD)的热解温度为140℃左右。由于使用具有自裂解分子的保护剂(SD)时,其热解温度可降至140℃左右,因此可降低具有自裂解分子的保护剂(SD)在纳米金属上的残留量,进而提高经低温烧结后的纳米金属材料的导电性。
[0072] 相比之下,图5为示出一个比较例的纳米金属复合颗粒在加热实验中的状态变化的示意图。如图5所示,纳米金属复合颗粒500包括纳米金属颗粒M以及吸附在纳米金属颗粒M表面的多个非自裂解分子510。也就是说,纳米金属复合颗粒500是采用公知的保护剂所制备出来的。此外,纳米金属复合颗粒500为未加热的状态,纳米金属复合颗粒500’为纳米金属复合颗粒500在150℃加热60分钟后的状态,而纳米金属复合颗粒500”为纳米金属复合颗粒500’在200℃加热60分钟后的状态。由图5可知,在加热一段时间之后,大部分非自裂解分子510仍吸附在纳米金属颗粒M的表面。换言之,非自裂解分子510在加热过程中并不容易被移除。
[0073] 为了进一步说明比较例中纳米金属复合颗粒500的特性,在此也针对比较例的纳米金属复合颗粒500进行热重分析实验。图6为示出在150℃下进行热重分析实验时,使用具有自裂解分子的保护剂(SD)与公知保护剂(PVP)的纳米金属复合颗粒在重量损失方面的变化图。如图6所示,曲线SD示出了使用具有自裂解分子的保护剂的纳米金属复合颗粒在150℃的热重实验中重量损失的现象。曲线PVP示出了使用已知保护剂(PVP)的纳米金属复合颗粒在150℃的热重实验中重量损失的现象。由图6可知,在相同条件的热重分析实验中,使用已知保护剂(PVP)的纳米金属复合颗粒的重量下降速率相对缓慢许多。此外,由图5可知,纳米金属复合颗粒500在加温之后,其表面的非自裂解分子510不容易被移除。所以,由上述可知,使用公知保护剂(PVP)的纳米金属复合颗粒必须另外通过清洗步骤才能使保护剂PVP移除。也就是说,传统方法在进行烧结步骤使纳米金属颗粒M粘结成特定导体图案或导线之前必须先通过清洗步骤将非自裂解分子510移除。基于此原因,也导致传统方法较为繁琐且成本也较高。相反地,本实施例使用具有自裂解分子的保护剂的纳米金属复合颗粒的重量下降速率较为明显,这表示本发明的自裂解分子保护剂在加热后即可以有效地被移除,而无需额外的清洗程序来移除。
[0074] 以下列举实施例1、实施例2以及比较例来说明在纳米金属溶液中使用本发明的保护剂以及使用公知保护剂时最终得到的导电图案的电阻值。
[0075] 实施例1
[0076] 首先进行图1的步骤110,其中,步骤110的操作流程如图2所示。因此,实施例1的准备方法包括先进行图2的流程的步骤112。即,准备150毫升且具有3个口的玻璃反应器并使用2片叶轮的搅拌棒。在上述反应器中先加入2g保护剂、2g硝酸铜(即金属盐)及20ml乙二醇(Ethylene Glycol,EG)(即溶剂),并在135℃下搅拌均匀溶解。其中,上述保护剂具有如化学式1表示的结构,且化学式1中的取代基R如化学式2所示,n=3。作为此保护剂的合成方法,是通过使碳酸二苯酯(diphenylcarbonate)以及己二胺(hexanediamine)在室温下反应再经由重结晶提纯而得到。
[0077] 另外,将3g维生素C及2g自裂解保护剂溶于5ml的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中。然后进行图2所示的流程中的步骤114。即,在搅拌条件下将上述溶液加入到上述已添加有自裂解分子的保护剂、硝酸铜(即金属盐)及乙二醇(Ethylene Glycol,EG)(即溶剂)的反应器中,之后将温度控制在135℃,搅拌反应1.5小时。
[0078] 反应结束后,待温度降至室温即可得到纳米金属溶液(也就是完成图1的步骤110)。
[0079] 接着,进行图1的步骤120,也就是将该纳米金属溶液涂布在玻璃上。
[0080] 然后,进行图1的步骤130,也就是在150℃的真空条件下烘焙1小时以进行烧结步骤,由此,即可得到导电薄膜材料。最后,再测量该导电薄膜材料的导电性。
[0081] 实施例2
[0082] 首先进行图1的步骤110,其中,步骤110的操作流程如图2所示。因此,实施例1的准备方法包括先进行图2的流程的步骤112。即,准备150毫升且具有3个口的玻璃反应器并使用2片叶轮的搅拌棒。在上述反应器中先加入2g保护剂、0.4g硝酸铜(即金属盐)及40ml乙二醇(EthyleneGlycol,EG)(即溶剂),并在135℃下搅拌均匀溶解。其中,上述保护剂具有如化学式1表示的结构,且化学式1中的取代基R如化学式2所示,n=3。作为此保护剂的合成方法,是通过使碳酸二苯酯(diphenylcarbonate)以及己二胺(hexanediamine)在室温下反应再经由重结晶提纯而得到。
[0083] 另外,将3g维生素C及2g自裂解保护剂溶于10ml的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中。然后进行图2所示的流程中的步骤114。即,在搅拌条件下将上述溶液加入到上述已添加有自裂解分子的保护剂、硝酸铜(即金属盐)及乙二醇(Ethylene Glycol,EG)(即溶剂)的反应器中,之后将温度控制在135℃,搅拌反应1.5小时。
[0084] 反应结束后,待温度降至室温即可得到纳米金属溶液(也就是完成图1的步骤110)。
[0085] 接着,进行图1的步骤120,也就是将该纳米金属溶液涂布在玻璃上。
[0086] 然后,进行图1的步骤130,也就是在150℃的真空条件下烘焙1小时以进行烧结步骤,由此,即可得到导电薄膜材料。最后,再测量该导电薄膜材料的导电性。
[0087] 比较例
[0088] 首先进行图1的步骤110,其中,步骤110的操作流程如图2所示。因此,实施例1的准备方法包括先进行图2的流程的步骤112。即,准备150毫升且具有3个口的玻璃反应器并使用2片叶轮的搅拌棒。在上述反应器中先加入25g的公知保护剂(即聚乙烯吡咯烷酮(PVP,MW=10,000))、5g硝酸铜(即金属盐)及250ml去离子水(D.I.water)(即溶剂),并在60℃下搅拌均匀溶解。
[0089] 另外,将37.5g维生素C及25g聚乙烯吡咯烷酮溶于200ml去离子水中。然后进行图2所示的流程中的步骤114。即,在搅拌条件下将上述溶液加入到上述已添加有公知保护剂、硝酸铜(即金属盐)及乙二醇(Ethylene Glycol,EG)(即溶剂)的反应器中,之后将温度控制在60℃,搅拌反应30分钟。
[0090] 反应结束后,待温度降至室温即可得到纳米金属溶液(也就是完成图1的步骤110)。
[0091] 接着,进行图1的步骤120,也就是将该纳米金属溶液涂布在玻璃上。
[0092] 然后,进行图1的步骤130,也就是在150℃的真空条件下烘焙1小时以进行烧结步骤,由此,即可得到导电薄膜材料。最后,再测量该导电薄膜材料的导电性。
[0093] [表1]
[0094]保护剂 硝酸铜 还原剂 溶剂 电阻值
(g) (g) (g) (mL) (Ω-cm)
实施例1 4 2 3 25 6*10-3
实施例2 4 0.4 3 50 9*10-3
比较例 50 5 37.5 450 1*10-2
[0095] 由上述表1可知,当纳米金属溶液中使用具有如上所示化学式1所示的自裂解分子的保护剂时,其之后形成的导电图案的电阻值为9*10-3~6*10-3Ω-cm。而当纳米金属溶液中使用公知保护剂(即聚乙烯吡咯烷酮)时,其之后形成的导电图案的电阻值为1*10-2Ω-cm。也就是,使用如上述化学式1所示的自裂解分子的保护剂而形成的导电图案的电阻值比使用公知保护剂而形成的导电图案的电阻值至少小一个数量级(order)。因而可证明由本发明的制作方法所制作的导线或导电图案也可以保有良好的电性特性。
[0096] 综上所述,本发明的纳米金属溶液及纳米金属复合颗粒中,可裂解分子的存在可以避免纳米金属颗粒彼此粘结,而使纳米金属颗粒具有固定的粒径大小以及稳定的特性。同时,本发明所采用的可裂解分子在加热后可以有效地被移除。所以,本发明的纳米金属溶液在烧结步骤之后即可形成纯质的导线。这样一来,本发明的导线的制作方法可以省去清洗保护剂的步骤,而使该方法更有效率且成本更为低廉。此外,由本发明的制作方法制作的导线还能够具有良好的电性特性。
[0097] 虽然本发明公开了上述实施例,但这些实施例并非用以限定本发明,本领域技术人员在不脱离本发明精神和范围的情况下,可对本发明进行适当的改变与修饰,因此本发明的保护范围以权利要求所限定的范围为准。