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銅和/或銅氧化物分散體、以及使用該分散體形成的導(dǎo)電膜的制作方法_2

文檔序號:9635229閱讀:來源:國知局
ritonA-20、TritonX-15、TritonX-I14、TritonX-405、Tween#20、Tween#40、Tween#60、 Tween#80、Tween#85、PluronicF-68、PluronicF-127、Span20、Span40、Span60、 Span80、Span83、Span85、AGCSEIMIC肥MICAL制造的"SurflonS-211,,、"Surflon S-221"、"SuWlonS-23r'、"SurflonS-232"、"SuWlonS-233"、"SurflonS-242"、 "SurflonS-243"、"SurflonS-6ir,、3M制造的"NovecFC-4430"、"NovecFC-4432"、Die制 造的"MEGAFACF-444"、"MEGAFACF-558"。其中,特別優(yōu)選含氣表面活性劑,適合使用AGC SEIMICHEMICAL制造的"SurflonS-2ir,、"SurflonS-22r,、"SurflonS-23r,、"Surflon S-232,,、"SurflonS-233,,、"SurflonS-242,,、"SurflonS-243,,、"SurflonS-611"、3M制 造的"NovecFC-4430,,、"NovecFC-4432,,、Die制造的"MEGAFACF-444,,、"MEGAFACF-558,,。 運些可W單獨使用,也可W將兩種W上混合使用。
[0054] 對表面能調(diào)節(jié)劑的添加量沒有特別限制,在全部分散體中優(yōu)選為0.OlO質(zhì)量%W上2.0質(zhì)量% ^下、更優(yōu)選為0. 10質(zhì)量%~1.5質(zhì)量%。為0.010質(zhì)量%W上時,具有分 散體涂膜均勻、難W產(chǎn)生不均的傾向。另外,為了使分散體涂膜均勻而不產(chǎn)生不均、燒制得 到的導(dǎo)電膜中不存在來自表面能調(diào)節(jié)劑的殘渣、導(dǎo)電性也良好,添加量優(yōu)選為2. 0質(zhì)量% W下。 陽化5] [ (2)具有憐酸基的有機(jī)化合物(分散劑)]
[0056] 本實施方式的分散體中包含的分散劑是具有憐酸基的有機(jī)化合物。憐酸基吸附于 銅和/或銅氧化物微粒,通過空間位阻效應(yīng)而抑制凝聚。 陽057] 對分散劑的數(shù)均分子量沒有特別限制,優(yōu)選為300~30000。為300W上時,具有 所得到的分散體的分散穩(wěn)定性增加的傾向;另外為30000W下時,容易燒制。 陽化引作為分散劑的具體例,可W舉出畢克化學(xué)社制造的"Disperbyk-142"、 "Disperbyk-HS"'"Disperbyk-110"、"Disperbyk-l11 "、"Disperbyk-ISO"、"Byk-9076"、第 一工業(yè)制藥制造的叩Iysu計M208F"、叩Iysu計DBS"。運些可W單獨使用,也可W將兩種 W上混合使用。
[0059] 本實施方式的分散體中包含的具有憐酸基的有機(jī)化合物相對于全部分散體的含 量為0. 10質(zhì)量% ^上20質(zhì)量% ^下、優(yōu)選為0.20質(zhì)量% ^上15質(zhì)量% ^下、更優(yōu)選為 1. 0質(zhì)量% ^上8. 0質(zhì)量% ^下。該含量若超過20質(zhì)量%,則燒制得到的導(dǎo)電膜中來自分 散劑的殘渣變多,具有導(dǎo)電性變差的傾向。另外,為了使銅和/或銅氧化物微粒不凝聚而得 到充分的分散性,優(yōu)選為0. 10質(zhì)量%W上。 W60] [C3)2(TC的蒸汽壓為0.OlOPaW上且小于20化的溶劑、和(4)20°C的蒸汽壓為 20化W上15化化W下的溶劑(分散介質(zhì))]
[0061] 本實施方式的分散體中所用的分散介質(zhì)包含(3) :20°C的蒸汽壓為0.OlOPaW上 且小于20化的溶劑和(4) :20°C的蒸汽壓為20化W上15化化W下的溶劑的混合物。在通 過后述的反轉(zhuǎn)印刷形成涂布膜時,(3)的一部分殘留于橡皮布上、分散體涂膜形成半干燥的 狀態(tài)是重要的。另外,對(4)來說,通過與前述的表面能調(diào)節(jié)劑和后述的分散劑一并使用, 有助于分散體在大氣中的分散穩(wěn)定性和在所述橡皮布上的涂布性的提高。 陽06引所述(3)的20°C的蒸汽壓為0.OlOPaW上且小于20Pa、優(yōu)選為0. 05化W上且小 于16化、更優(yōu)選為0.IPaW上且小于14化。為了將分散體涂膜維持為半干燥的狀態(tài),該蒸 汽壓優(yōu)選為小于20化。為了能夠利用后述的燒制處理除去,并抑制未完全除去的殘渣使導(dǎo) 電性變差,該蒸汽壓優(yōu)選為0.OlOPaW上。 陽06引所述(4)的20°C的蒸汽壓為20化W上15化化W下、優(yōu)選為100化W上10化化W下、更優(yōu)選為300PaW上20hPaW下。為了即便溶劑的揮發(fā)速度高也容易使分散體中的銅 和/或銅氧化物微粒的含量穩(wěn)定,該蒸汽壓優(yōu)選為15化化W下。為了使將分散體涂膜制為 半干燥的狀態(tài)為止的時間合適,該蒸汽壓優(yōu)選為20化W上。
[0064]本實施方式的分散體中包含的(3)相對于全部分散體的含量為0. 050質(zhì)量% ^上 10質(zhì)量% ^下、優(yōu)選為0. 10質(zhì)量% ^上9. 0質(zhì)量% ^下、更優(yōu)選為0. 20質(zhì)量% 1^上8. 0質(zhì) 量% ^下。該含量為0.050質(zhì)量%時,在大氣中成為合適的干燥速度,具有不發(fā)生印刷不良 的傾向,因而優(yōu)選。另外,為了在后述的燒制處理中未完全除去的殘渣不使導(dǎo)電性變差,優(yōu) 選為10質(zhì)量下。 W65] 作為做的具體例,可W舉出丙二醇單甲酸乙酸醋、3-甲氧基-3-甲基-下基乙 酸醋、乙氧基乙基丙酸醋、丙二醇單甲酸、丙二醇單乙酸、丙二醇單丙酸、丙二醇叔下酸、二 丙二醇單甲酸、乙二醇下酸、乙二醇乙酸、乙二醇甲酸、二甲苯、均S甲苯、乙苯、辛燒、壬燒、 癸燒、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-下二醇、2-戊二醇、4, 2-甲基戊燒-2, 4-二醇、2, 5-己二 醇、2, 4-庚二醇、2-乙基己燒-1,3-二醇、二乙二醇、二丙二醇、己二醇、辛二醇、S乙二醇、 =-1,2-丙二醇、甘油等。其中,更優(yōu)選碳原子數(shù)為10 W下的多元醇。運些多元醇可W單 獨使用,也可W將兩種W上混合使用。若多元醇的碳原子數(shù)超過10,則銅和/或銅氧化物微 粒的分散性有時會降低。
[0066] 作為(4)的具體例,可W舉出乙酸乙醋、乙酸正丙醋、乙酸異丙醋、戊燒、己燒、環(huán) 己燒、甲基環(huán)己燒、甲苯、甲基乙基酬、甲基異下基酬、碳酸二甲醋、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙 醇、正下醇、異下醇、仲下醇、叔下醇、正戊醇、異戊醇、2-甲基下醇、仲戊醇、叔戊醇、3-甲氧 基下醇、正己醇、2-甲基戊醇、仲己醇、2-乙基下醇、仲庚醇、3-庚醇、正辛醇、2-乙基己醇、 仲辛醇、正壬醇、2, 6-二甲基-4-庚醇、正癸醇、苯酪、環(huán)己醇、甲基環(huán)己醇、3, 3, 5-S甲基環(huán) 己醇、苯甲醇、二丙酬醇。其中,更優(yōu)選碳原子數(shù)為10W下的一元醇。在碳原子數(shù)為10W 下的一元醇中,乙醇、正丙醇、異丙醇、正下醇、異下醇、仲下醇、叔下醇的分散性、揮發(fā)性和 粘性特別合適,因而進(jìn)一步優(yōu)選。運些一元醇可W單獨使用,也可W將兩種W上混合使用。 為了抑制一元醇的碳原子數(shù)超過10時銅和/或銅氧化物微粒的分散性的降低,一元醇的碳 原子數(shù)優(yōu)選為10W下。
[0067][銅和/或銅氧化物微粒]
[0068] 本實施方式的分散體含有銅和/或銅氧化物微粒。作為銅和/或銅氧化物的具體 例,可W舉出銅、氧化亞銅、氧化銅、具有其它氧化數(shù)的銅氧化物、具有核部為銅且殼部為銅 氧化物的核/殼結(jié)構(gòu)的顆粒。運些物質(zhì)可W包含金屬鹽和金屬絡(luò)合物作為少量的雜質(zhì)。其 中,氧化亞銅和氧化銅具有分散性優(yōu)異的傾向,因而優(yōu)選。氧化亞銅具有容易低溫?zé)Y(jié)的傾 向,因而特別優(yōu)選。它們可W單獨使用,也可W將兩種W上混合使用。
[0069] 對本實施方式的分散體中包含的銅和/或銅氧化物微粒的平均二次粒徑?jīng)]有特 別限制,優(yōu)選為500nmW下、更優(yōu)選為200nmW下、進(jìn)一步優(yōu)選為SOnmW下。平均二次粒 徑是指多個銅和/或銅氧化物顆粒的一次顆粒聚集而形成的凝聚體。若平均二次粒徑為SOOnmW下,具有容易在基板上形成微細(xì)圖案的傾向,因而優(yōu)選。 陽070] 構(gòu)成二次顆粒的一次顆粒的平均一次粒徑的優(yōu)選范圍為IOOnmW下、更優(yōu)選為 50nmW下、進(jìn)一步優(yōu)選為20nmW下。平均一次粒徑為IOOnmW下時,具有能夠降低后述的 燒制溫度的傾向。認(rèn)為能夠進(jìn)行低溫?zé)频睦碛墒且驗椋航饘傥⒘5牧皆叫?,則其表面能 越大,烙點越低。
[0071] 在全部分散體中,本實施方式的分散體中的銅和/或銅氧化物顆粒的含量為0. 50 質(zhì)量%^上60質(zhì)量%^下、優(yōu)選為1.0~60質(zhì)量%、更優(yōu)選為5.0~50質(zhì)量%。含量為 60質(zhì)量%W下時,具有容易抑制銅和/或銅氧化物顆粒的凝聚的傾向。含量為0. 50質(zhì)量% W上時,燒制而得到的導(dǎo)電膜不會變薄,具有導(dǎo)電性變好的傾向,因而優(yōu)選。
[0072] 銅和/或銅氧化物微??蒞使用市售品,也可W合成使用。作為市售品,有CIK NANOTEC制造的平均一次粒徑為50nm的氧化銅微粒。作為合成法,可W舉出下述方法。
[0073] (1)加熱還原的方法:在多元醇溶劑中加入水和乙酷丙酬銅絡(luò)合物,將有機(jī)銅化 合物暫時加熱溶解,然后添加反應(yīng)所需要的水,進(jìn)一步升溫,W有機(jī)銅的還原溫度進(jìn)行加 熱。 陽074] (2)在十六胺等保護(hù)劑存在下,在惰性氣氛中,W300°C左右的高溫加熱有機(jī)銅化 合物(銅-N-亞硝基苯基徑基胺絡(luò)合物)的方法。
[00巧](3)用阱對溶解于水溶液中的銅鹽進(jìn)行還原的方法。
[0076] 其中,(3)的方法由于操作簡便、并且可得到粒徑小的
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