(57)【要約】【課題】金属ナノ粒子を、球形ではなく、キュービック形態に製造することにより、伝導性配線の形成時に空隙の生成を効果的に除去することができ、配線の高さを高くすることができるキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法を提供する。【解決手段】本発明によるキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法は、（ａ）銅前駆体とアミン系化合物とを混合して撹拌する段階と、（ｂ）混合溶液を９０ないし１７０℃まで昇温させた後、その温度にて反応させる段階と、（ｃ）反応終了後、非水系溶媒に前記混合溶液を投入し、溶液の温度を２０ないし５０℃に低下させる段階と、及び（ｄ）前記混合溶液にアルコール系溶媒を投入してナノ粒子を沈殿させて得る段階とを含むことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）銅前駆体とアミン系化合物とを混合して撹拌する段階と、
（ｂ）混合溶液を９０ないし１７０℃まで昇温させた後、その温度で反応させる段階と、
（ｃ）反応終了後、非水系溶媒に前記混合溶液を投入して溶液の温度を２０ないし５０℃に低下させる段階と、及び
（ｄ）前記混合溶液にアルコール系溶媒を投入してナノ粒子を沈殿させて得る段階と、
を含むキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項２】
銅前駆体が、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ３）２）、硫酸銅（ＣｕＳＯ４）、酢酸銅（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｃｕ）、アセチルアセトナト銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）、炭酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、銅シクロヘキサンブチレート（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ  ｂｕｔｙｒａｔｅ）、ステアリン酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｓｔｅａｒａｔｅ）、過塩素酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）、エチレンジアミン銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、及び水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）からなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項３】
アミン系化合物が、炭素数が３ないし２０のアミン化合物である請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項４】
アミン系化合物が、オレイルアミン、デシルアミン、イソ−デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、オクタデシルアミン及びブチルアミンからなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項５】
アミン系化合物の含量が、銅前駆体の１００重量部に対して６５０ないし８５０重量部である請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項６】
（ｂ）段階で、前記混合溶液を一定した昇温速度で昇温させることを特徴とする請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項７】
昇温速度が、毎分１ないし１０℃である請求項６に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項８】
（ｂ）段階の反応が、１分ないし３０分間行われる請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項９】
（ｂ）段階で、混合溶液の温度を昇温させる前に、前記混合溶液に還元剤を投入する段階をさらに含む請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１０】
還元剤が、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、ソジウムハイドロホスフェート、グルコース、アスコルビン酸、タンニン酸、ジメチルホルムアミド、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、ソジウムボロハイドライド（ＮａＢＨ４）、リチウムボロハイドライド（ＬｉＢＨ４）及びギ酸からなる群より選ばれる一つ以上である請求項９に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１１】
還元剤の含量が、前記混合溶液の１００重量部に対して０．００１ないし３０重量部である請求項９に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１２】
非水系溶媒が、ベンゼン、フルオロベンゼン、トルエン、トリフルオロトルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、テトラデカン、１−オクタデセン、１−ヘキサデセン、テトラハイドロフランからなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１３】
非水系溶媒が、冷却されて用いられる請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１４】
アルコール系溶媒が、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１５】
アルコール系溶媒が、メタノールとエタノールとの混合溶媒である請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１６】
ナノ粒子を沈殿させて得る段階が、前記混合溶液を遠心分離してナノ粒子を混合溶液より分離させることを含む請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１７】
ナノ粒子を沈殿させて得る段階が、分離されたナノ粒子をアルコール系溶媒で洗浄し、乾燥させる段階をさらに含む請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１８】
銅ナノ粒子が、金属状態または金属酸化物状態である請求項１に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の方法により製造されるキュービック形態の銅ナノ粒子。
【請求項２０】
請求項１９に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子を含む伝導性ナノインク。
【請求項２１】
請求項１９に記載のキュービック形態の銅ナノ粒子を用いて形成する伝導性配線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法に関するもので、より詳細には、インクジェット方式を用いて伝導性配線パターンを形成することにおいて、配線パターンの空隙を減少させ、配線パターンの高さを高くすることができるように銅ナノ粒子をキュービック形態に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ科学の応用性が現実化されるにつれて、いろいろな角度からナノ構造体を作製し、改良しようとする努力が急増している。ナノ科学の代表的な分野であるナノ粒子は、優れた触媒特性を有するため深く研究されてきたが、最近では、印刷技術を用いた電子回路形成技術（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）に応用するための試みが多く行われている。電子回路形成技術（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）において、このようなナノ粒子を用いる理由は、電子部品における配線の線幅をより微細にするためである。これは、既存のバルク金属粒子を、ペースト方式で塗布したり、メッキを用いたりした場合、微細線幅を実現し難いからである。よって、伝導性の金属ナノ粒子を用いて超微細線幅を具現化することが望まれている。
【０００３】
従来の銅ナノ粒子は、球形の形態を有する。しかし、このような球形の金属ナノ粒子を用いて伝導性ナノインクを製造し、これをインクジェットにより吐出して伝導性配線を具現する場合、球形の粒子を精密に充填しても、球の間の空隙（ｖｏｉｄ）の生成を防止することができなく、また、伝導性配線の高さを高くすることにも限界があるという問題点がある。このような問題点は、伝導性配線の伝導度の低下に繋がる。
【０００４】
よって、このような問題点を解決して、伝導性配線の空隙形成を除去し配線の高さを高くすることができる新しい方法が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、金属ナノ粒子の形態を、球形ではなく、キュービック形態に製造するものであり、伝導性配線の形成時に空隙の生成を効果的に防止することができ、配線の高さを高くすることができるキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、
（ａ）銅前駆体とアミン系化合物とを混合して撹拌する段階と、
（ｂ）混合溶液を９０ないし１７０℃に昇温させた後、その温度にて反応させる段階と、
（ｃ）反応終了後、非水系溶媒に前記混合溶液を投入して溶液の温度を２０ないし５０℃に低下させる段階と、
（ｄ）前記混合溶液にアルコール系溶媒を投入してナノ粒子を沈殿させて得る段階と、
を含むキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法が提供される。
【０００７】
ここで、前記銅前駆体としては、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ３）２）、硫酸銅（ＣｕＳＯ４）、酢酸銅（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｃｕ）、アセチルアセトナト銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）、炭酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、銅シクロヘキサンブチレート（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ  ｂｕｔｙｒａｔｅ）、ステアリン酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｓｔｅａｒａｔｅ）、過塩素酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）、エチレンジアミン銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）、及び水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）からなる群より選ばれる一つ以上を用いる。
【０００８】
本発明の一実施例によれば、前記アミン系化合物は、炭素数が３ないし２０のアミン化合物であることが好ましい。具体的に、前記アミン系化合物は、オレイルアミン、デシルアミン、イソ−デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、オクタデシルアミン及びブチルアミンでからなる群より選ばれる一つ以上を用いることができる。前記アミン系化合物の含量は、銅前駆体の１００重量部に対して６５０ないし８５０重量部であることが好ましい。
【０００９】
好ましい実施形態では、前記（ｂ）段階で、前記混合溶液を一定した昇温速度で昇温させることが好ましい。ここで、前記昇温速度は、毎分１ないし１０℃であってもよい。また、前記（ｂ）段階での反応は、１分ないし３０分間行われることが好ましい。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、前記（ｂ）段階において、混合溶液の温度を昇温させる前に、前記混合溶液に還元剤を投入する段階をさらに含むことができる。前記還元剤は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、ソジウムハイドロホスフェート、グルコース、アスコルビン酸、タンニン酸、ジメチルホルムアミド、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、ソジウムボロハイドライド（ＮａＢＨ４）、リチウムボロハイドライド（ＬｉＢＨ４）及びギ酸からなる群より選ばれる一つ以上を用いることができる。前記還元剤の含量は、前記混合溶液の１００重量部に対して０．００１ないし３０重量部であることが好ましい。
【００１１】
前記（ｃ）段階での非水系溶媒は、ベンゼン、フルオロベンゼン、トルエン、トリフルオロトルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、テトラデカン、１−オクタデセン、１−ヘキサデセン及びテトラハイドロフランからなる群より選ばれる一つ以上を用いることができる。（ｃ）段階において、前記非水系溶媒は、予め冷却して用いてもよく、混合溶液の温度を２０ないし５０℃に低下させることができる量を使用する。
【００１２】
前記（ｄ）段階で、前記アルコール系溶媒は、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールからなる群より選ばれる少なくとも一つであることができる。より好ましくは、メタノール、またはメタノールとエタノールとの混合溶媒を用いることができる。
【００１３】
前記ナノ粒子を沈殿させて得る段階は、前記混合溶液を遠心分離してナノ粒子を混合溶液より分離することにより行うことができる。前記ナノ粒子を沈殿させて得る段階は、沈殿させたナノ粒子をアルコール系溶媒で洗浄した後、乾燥させる段階をさらに含むことができる。
【００１４】
このようにして得られた銅ナノ粒子は、金属状態または金属酸化物状態で存在する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法によれば、従来の球形の金属ナノ粒子とは異なって、キュービック形態の銅ナノ粒子を製造することができ、伝導性配線の形成時にこれを用いれば、配線を形成するナノ粒子間の空隙を減すことができるため、伝導性配線の伝導度を向上させることだけではなく、配線の高さをより高く形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明によるキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法に関してより詳しく説明する。
【００１７】
従来の球形の銅ナノ粒子を用いてインクジェットプリンティングを行い、焼性すると、図１に示されているように、ナノ粒子の間にネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）が起きて充填されるので、粒子間隔が緻密になったとしても球形粒子の間に空隙が生成されることを防止することはできない。これとは異なり、本発明により製造されるキュービック形態の銅ナノ粒子は、立方体のキュービック形態であるので、これを伝導性インクに用いインクジェットプリンティングを行うと、図２のように焼性の前後の粒子間隔が緻密になるため、空隙がないだけでなく、伝導性配線の高さをを高くすることにも効果的である。
【００１８】
このような結果は、伝導性配線の伝導度にも影響を及ぼす。図３に示されているように、従来の球形の銅ナノ粒子を用いて形成した伝導性配線の場合、電流の流れが空隙により阻害されて抵抗が高くなるため伝導度が低下する。一方、図４に示されているように、本発明により製造されるキュービック形態の銅ナノ粒子を用いて形成した伝導性配線は、空隙がないため電流の流れが円滑になり、伝導度が向上する。
【００１９】
本発明は、このように伝導性配線の空隙を除去することで、伝導度を向上させ、かつ、配線の高さを高くすることにも効果的なキュービック形態の銅ナノ粒子を製造する方法に関する。
【００２０】
本発明によるキュービック形態の銅ナノ粒子の製造方法は、（ａ）銅前駆体とアミン系化合物とを混合して撹拌する段階と、（ｂ）混合溶液を９０ないし１７０℃に昇温させた後、その温度にて反応させる段階と、（ｃ）反応終了後、非水系溶媒に前記混合溶液を投入して溶液の温度を２０ないし５０℃に低下させる段階と、（ｄ）前記混合溶液にアルコール系溶媒を投入してナノ粒子を沈殿させて得る段階とを含む。
【００２１】
本発明による製造方法は、先ず、銅前駆体とアミン系化合物とを混合して撹拌する。
【００２２】
前記銅前駆体としては、塩化銅（ＣｕＣｌ２）、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ３）２）、硫酸銅（ＣｕＳＯ４）、酢酸銅（（ＣＨ３ＣＯＯ）２Ｃｕ）、アセチルアセトナト銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ａｃｅｔｙｌａｃｅｔｏｎａｔｅ）、炭酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、銅シクロヘキサンブチレート（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ  ｂｕｔｙｒａｔｅ）、ステアリン酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｓｔｅａｒａｔｅ）、過塩素酸銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）、エチレンジアミン銅（ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ）及び水酸化銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）からなる群より選ばれる水溶性銅塩を一つ以上用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
また、前記アミン系化合物としては、アミン化合物を用いることができ、好ましくは、炭素数が３ないし２０のアミン化合物を用いる。具体的に、前記アミン系化合物としては、オレイルアミン、デシルアミン、イソ−デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、オクタデシルアミン及びブチルアミンからなる群より選ばれる一つ以上を用いるが、これらに限定されるものではない。前記アミン系化合物は、還元性非水系溶媒であり、銅前駆体を溶解させ、これを還元させてナノ粒子を形成できるようにする。
【００２４】
このような銅前駆体及びアミン系化合物は、溶解度及び銅金属との結合力を考慮して選択することが好ましい。
【００２５】
前記アミン系化合物の含量は、銅前駆体の１００重量部に対して６５０ないし８５０重量部であることが好ましく、アミン系化合物の含量が６５０重量部の未満であると、粒子の大きさが大きくなり分散性を損なうので好ましくない。また、アミン系化合物の含量が８５０重量部を超過すると、製造の単価が上昇するだけでなく、キュービック形態より球形で生成されるため好ましくない。
【００２６】
銅前駆体とアミン系化合物とを混合して、溶質が完全に溶解されるまで撹拌する。撹拌時の温度を８０ないし１００℃にすると、溶質を溶解させることが容易になる。
【００２７】
このように撹拌した混合溶液を、次の段階で、９０ないし１７０℃に昇温させた後、その温度にて一定時間反応させる。
【００２８】
好ましい実施形態によれば、前記昇温段階において前記混合溶液を一定した昇温速度で昇温させることが好ましく、前記昇温の速度は、毎分１ないし１０℃であることが好ましい。昇温の速度が毎分１℃未満であると、ゆっくりと銅イオンが還元されてナノ粒子が形成するため、球形粒子になるおそれがあり好ましくない。また、昇温速度が毎分１０℃を超過すると、反応が急速に進行し、反応の調節が困難になり反応の安定性が低下するという問題が発生する。
【００２９】
このような昇温速度で、前記混合溶液を９０ないし１７０℃温度に昇温させる。この反応温度は、銅前駆体を適切に還元させるためのものであり、反応温度が９０℃未満であると、銅前駆体の還元が適切に進行しないおそれがあり好ましくない。また、反応温度が１７０℃を超過すると、アミン系化合物の沸点を超過するおそれがあり好ましくない。より好ましくは、用いるアミン系化合物の沸点を越えない範囲の１１０ないし１７０℃である。
【００３０】
前記反応温度に達した後、前記混合溶液を、好ましくは１分ないし３０分間反応させる。反応時間が１分未満であると、銅イオンが十分に還元されず、３０分を超過すると、粒子が過成長してキュービック形態のナノ粒子を均一に形成できないという問題点がある。前記反応時間は、前駆体の濃度及び前駆体とアミンとのモル比率、あるいは質量比率を考慮して決定する。
【００３１】
本発明において、前記反応温度及び反応時間は、所望するナノ粒子の酸化状態に応じて適切に調節することができる。すなわち、酸化状態が０である金属状態の銅ナノ粒子を得るためには、反応温度をより高い範囲、好ましくは、１５０ないし２１０℃の範囲の高温で反応させるか、あるいは５０ないし１１０℃の反応温度で強還元剤を用いて反応させることが好ましい。また、酸化状態が１である金属酸化物状態の酸化銅（Ｃｕ２Ｏ）ナノ粒子を得るためには、反応温度をより低い範囲、好ましくは、９０ないし１７０℃範囲で反応させるか、あるいは５０ないし１１０℃の反応温度で追加的な還元剤を用いて反応させることが好ましい。
【００３２】
また、本発明の一実施例によれば、前記（ｂ）段階で混合溶液を反応させる際、銅イオンの還元を容易にするために、混合溶液の温度を昇温させる前に前記混合溶液に還元剤を投入する段階をさらに含むことができる。
【００３３】
前記還元剤としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、ソジウムハイドロホスフェート、グルコース、アスコルビン酸、タンニン酸、ジメチルホルムアミド、テトラブチルアンモニウムボロハイドライド、ソジウムボロハイドライド（ＮａＢＨ４）、リチウムボロハイドライド（ＬｉＢＨ４）及びギ酸からなる群より選ばれる一つ以上を用いることができるが、これらに限定されるものではない。前記還元剤の含量は、前記混合溶液の１００重量部に対して０．００１ないし３０重量部であることが好ましい。還元剤の含量は、所望する銅ナノ粒子の酸化状態及び混合溶液の反応温度と反応時間を考慮して決定する。例えば、酸化状態が０である銅ナノ粒子を得ようとする場合、還元剤を用いてより低い温度で反応を行うことができる。このように還元剤を用いる場合、還元剤の含量が０．００１重量部の未満であると、還元力が弱いため所望する効果が得られず、含量が３０重量部を超過すると、反応が爆発的に進行して反応制御が困難になるため好ましくない。
【００３４】
前記混合溶液中の銅イオンは、還元されながら着色し始め、反応の最終状態では茶色あるいは赤黒い溶液になるため、そこで反応を終了させる。
【００３５】
反応終了後に、非水系溶媒に混合溶液を投入して溶液の温度を低下させる。これは、混合溶液の温度を低下させて銅ナノ粒子の過成長を防止するためであり、前記混合溶液の温度を５０℃以下に低下させることが好ましく、より好ましくは、２０ないし５０℃の範囲に低下させる。温度を２０℃未満にしようとすると、使用する非水系溶媒の量が多くなり非効率であるので好ましくない。また、温度が５０℃を超過すると、上述したようにナノ粒子の過成長が発生してしまうので好ましくない。
【００３６】
ここで、使用可能な非水系溶媒としては、ベンゼン、フルオロベンゼン、トルエン、トリフルオロトルエン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、デカン、テトラデカン、１−オクタデセン、１−ヘキサデセン、テトラハイドロフランからなる群より選ばれる一つ以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記非水系溶媒は、前記混合溶液の温度を５０℃以下に低下させることができる量を使用し、予め冷却された非水系溶媒を用いることで混合溶液を急冷することもできる。
【００３７】
このように混合溶液の温度を低下させた後に、前記混合溶液にアルコール系溶媒を投入してナノ粒子を沈殿させて得ることができる。
【００３８】
前記アルコール系溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールからなる群より一つ以上を選択して用いることができるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、メタノール、またはメタノールとエタノールとの混合溶媒を用いることができる。投入するアルコール系溶媒の量は、前段階の溶液の総重量１００重量部に対して８０ないし３００重量部であることが好ましい。このように過剰のアルコール系溶媒を投入することにより、非水系溶液に分散されたナノ粒子を、溶解度の差により極性のアルコール系溶媒が混合された溶液中に沈殿させることができる。
【００３９】
前記ナノ粒子を沈殿させて得る段階では、混合溶液を遠心分離機を用いて、ナノ粒子を混合溶液より分離させることができる。遠心分離は、２、０００ないし５、０００ｒｐｍで１分ないし１０分間行うことができる。
【００４０】
前記ナノ粒子を沈殿させて得る段階は、分離させたナノ粒子から副反応物及び残余有機物などを除去するために、アルコール系溶媒で洗浄した後、乾燥させる段階をさらに含むことができる。洗浄時に使用するアルコール系溶媒としては、ナノ粒子の沈殿段階で用いたアルコール系溶媒と同じものを用いてもよく、例えば、メタノール、またはメタノールとエタノールとの混合溶媒を用いてもよい。前記アルコール系溶媒を用いてナノ粒子を繰り返し洗浄した後、真空オーブン、電気炉または乾燥器のうちの、いずれか一つを用いてナノ粒子を乾燥させてパウダー形態の銅ナノ粒子を得ることができる。ここで、前記乾燥過程は、窒素または大気雰囲気下で３０ないし６０℃の温度で行うことが好ましい。
【００４１】
このように得られる銅ナノ粒子は、５ないし５０ｎｍの大きさのキュービック形態を有することができ、反応条件に応じて金属状態または金属酸化物状態で得ることができる。
【００４２】
以下、本発明を下記実施例で説明するが、本発明は、下記実施例に何ら限定されるものではない。下記実施例１および２は、キュービック形態の酸化銅ナノ粒子の製造例であり、下記実施例３および４は、キュービック形態の銅ナノ粒子の製造例である。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
四つ口の１Ｌ丸底フラスコに、３００ｇのオレイルアミンと４０ｇのアセチルアセトナト銅を入れて９０℃で３０分間撹拌して完全に溶質を溶解させた。その後、毎分４℃の昇温速度で１７０℃まで加熱し、１７０℃で１０分間反応させた。反応終了後、２００ｇのトルエンに反応溶液を入れて温度を低下させ、ここに５００ｇのメタノールを入れて酸化銅ナノ粒子を沈殿させた。この溶液を４０００ｒｐｍで５分間遠心分離して酸化銅ナノ粒子を溶液より分離させ、メタノールで３回洗浄した後、４５℃の真空オーブンで乾燥させて粉末状の酸化銅ナノ粒子を得た。
【００４４】
（実施例２）
アミン系化合物として、ドデシルアミンを用いたことを除いて、前記実施例１と同様な方法で酸化銅ナノ粒子を得た。
【００４５】
（実施例３）
四つ口の１Ｌ丸底フラスコに３００ｇのオレイルアミンと４０ｇのアセチルアセトナト銅を入れて９０℃で３０分間撹拌して完全に溶質を溶解させた。その後、１ｇのソジウムボロハイドライドを入れ、毎分４℃の昇温速度で１７０℃まで加熱し、１７０℃で１０分間反応させた。反応終了後、２００ｇのトルエンに反応溶液を入れて温度を低下させ、ここに５００ｇのメタノールを入れ銅ナノ粒子を沈殿させた。この溶液を４０００ｒｐｍで５分間遠心分離して、銅ナノ粒子を溶液より分離した後、メタノールで３回洗浄し、４５℃の真空オーブンで乾燥して粉末状の銅ナノ粒子を得た。
【００４６】
（実施例４）
アミン系化合物として、ドデシルアミンを用いたことを除いて、前記実施例３と同様な方法で銅ナノ粒子を得た。
【００４７】
実施例１により得られた酸化銅ナノ粒子の透過型電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、以下、‘ＴＥＭ’と呼ぶ）写真を図５に示した。図５のＴＥＭ写真に示されているように、本発明により製造された酸化銅ナノ粒子は、大きさが約１５ｎｍのキュービック形態で均一に合成されていることが確認できた。
【００４８】
図６は、実施例１により製造された酸化銅ナノ粒子の結晶を分析するためのＸ線回折（Ｘ−ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ、以下、‘ＸＲＤ’という）の測定結果であり、図７は、実施例３により製造された銅ナノ粒子の結晶を分析するためのＸＲＤの測定結果である。
【００４９】
前記実施例によれば、合成条件に応じてキュービック形態の銅ナノ粒子を金属酸化物形態または金属形態で合成できることが分かる。
【００５０】
本発明による製造方法により製造されるキュービック形態の銅ナノ粒子を用いて伝導性ナノインクを製造し、これをインクジェットにより吐出させると、上述したように、粒子間の空隙を減少させて伝導性配線の伝導度を向上させることができ、形態学的には球形の金属ナノ粒子と比べて配線の高さをより高くすることができるという長所がある。
【００５１】
本発明は、前記実施例に限らず、本発明の範囲内で当分野の通常の知識を有する者により、多くの変形が可能であるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】従来の球形の金属ナノ粒子を用いて伝導性配線を形成する場合を模式的に示す図面である。
【図２】本発明によるキュービック形態の銅ナノ粒子を用いて伝導性配線を形成する場合を模式的に示す図面である。
【図３】従来の球形の金属ナノ粒子を用いて形成した伝導性配線の電流の流れを示す図面である。
【図４】本発明によるキュービック形態の銅ナノ粒子を用いて形成した伝導性配線の電流の流れを示す図面である。
【図５】本願の実施例１により合成した酸化銅ナノ粒子のＴＥＭ写真である。
【図６】本願の実施例１により合成した酸化銅ナノ粒子のＸＲＤのグラフである。
【図７】本願の実施例３により合成した銅ナノ粒子のＸＲＤのグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図５】
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