[发明专利]用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法及通过其的用于喷墨印刷的改性金属纳米颗粒

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年10月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2006-0098805号的优先权，将其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法以及由此改性的用于喷墨印刷的金属纳米颗粒，尤其是，涉及一种用于糊剂(paste)的非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法，以通过表面的化学改性来提供分散性以及由此改性的金属纳米颗粒，其中该表面改性的金属纳米颗粒适用于喷墨印刷。

背景技术

随着纳米颗粒的应用的实现，以各种方式制备和改进纳米结构的大量工作急剧增多。由于它们优异的催化性能，所以已深入研究纳米颗粒(纳米科学的主要领域)。最近，已多次尝试将它们应用于印刷电子设备。在印刷电子设备中使用这样的纳米颗粒的原因是为了进一步减小在电子商品中所使用的布线的宽度。在使用糊剂法镀覆或涂覆现有的块状金属颗粒的情况下，很难形成细的布线。因此，具有导电性的金属纳米颗粒已经用于实现超细布线。

基于各种应用方面，存在大量的用于糊剂和喷墨印刷的纳米颗粒。在用于糊剂的纳米颗粒和用于喷墨印刷的纳米颗粒之间的最大不同在于是否存在帽化分子。用于糊剂的纳米颗粒被用于丝网印刷。由于糊剂的溶剂具有高粘度并且分散剂易于另外添加，所以就不需要帽化分子。另一方面，用于喷墨印刷的纳米颗粒就需要添加帽化分子以提供分散稳定性，这是因为当在纳米颗粒加入另外的分散剂时，影响纳米颗粒的表面张力和粘度，这对喷射稳定性具有不利影响并且当它们进一步应用于导电布线时可以降低导电性。

因此，即使现有的用于糊剂的纳米颗粒能够用于利用等离子体方法的廉价大规模生产，但是在其用于喷墨印刷方面的应用还存在问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法，其可以获得分散性，以便通过化学表面改性将用于糊剂的非可分散金属纳米颗粒用作用于喷墨印刷的纳米颗粒。

本发明另外的方面提供了由此表面改性的用于喷墨印刷的改性纳米颗粒。

根据以下描述(包括附图及权利要求)，本发明的其它方面和优点将变得明显和更易于理解，或者可以通过实施本发明而获知。

为了实现技术主题，本发明一方面可以提供一种用于非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法，包括：将颗粒表面上具有无定形碳层的金属纳米颗粒与醇或硫醇溶剂混合；将具有羧基头基(首基，head group)的帽化分子(capping molecule)混入该混合溶液中；以及从混合溶液中分离金属纳米颗粒。具有无定形碳层的金属纳米颗粒可通过等离子体合成方法进行制备。

根据本发明的一个具体实施方式，相对于100重量份的金属纳米颗粒，醇或硫醇溶剂以100～5,000重量份加入。

根据本发明的一个具体实施方式，金属纳米颗粒与所述溶剂的混合可通过回流反应来完成。

根据本发明的一个具体实施方式，进一步包括：在混合金属纳米颗粒与所述溶剂之后，将甲苯加入混合溶液中并在与所使用的醇或硫醇溶剂的沸点温度相同或更高的温度下加热所述混合溶液。

其中，相对于100重量份的金属纳米颗粒，甲苯以500～5,000重量份加入。

根据本发明的一个具体实施方式，在金属纳米颗粒与所述溶剂的混合过程中可以进一步包括添加至少一种选自由盐酸、硫酸、和硝酸组成的组中的酸。

其中，所述酸的浓度为0.0001～1M，并且相对于1g的金属纳米颗粒，所述酸可以0.1～10的ml比加入。

此外，当加入所述酸时，反应时间为1～30分钟。

根据本发明的一个具体实施方式，利用具有亲水尾基的帽化分子，可以对非可分散纳米颗粒进行表面改性，使得该纳米颗粒能够分散在水溶性有机溶剂中。

根据本发明的一个具体实施方式，利用具有疏水尾基的帽化分子，可以对非可分散纳米颗粒进行表面改性，使得该纳米颗粒能够分散在水不溶性有机溶剂中。

根据本发明的一个具体实施方式，相对于100重量份的金属纳米颗粒，帽化分子以10～3,000重量份加入。

根据本发明的一个具体实施方式，帽化分子的混合可以通过回流反应来完成。其中，帽化分子的混合反应时间为1～10小时。

本发明进一步提供了一种非可分散金属纳米颗粒表面改性的方法，该方法包括用具有含π键的头基的帽化分子处理其表面具有无定形碳层的金属纳米颗粒。