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公開番号2025059248
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023169210
出願日2023-09-29
発明の名称チタン酸バリウム粒子の分散液、およびその製造方法
出願人日揮触媒化成株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類C01G 23/00 20060101AFI20250403BHJP(無機化学)
要約【課題】粒度分布が広いBTO粒子分散液を提供する。
【解決手段】
本発明は、ペロブスカイト構造のチタン酸バリウム粒子の分散液であって、動的光散乱法により測定した粒子径の中央値(D50)が2～5nmであり、動的光散乱法により測定した粒子径の最大値(D100)と中央値(D50)の差が30nm以上であり、且つ動的光散乱法により測定した5.4nm以下の割合が70%以上である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ペロブスカイト構造のチタン酸バリウム粒子の分散液であって、
動的光散乱法により測定した粒子径の中央値Ｄ５０が２～５ｎｍであり、
動的光散乱法により測定した粒子径の最大値Ｄ１００と前記中央値Ｄ５０の差が３０ｎｍ以上であり、
分散液を動的光散乱法により測定したとき、５．４ｎｍ以下の粒子の割合が７０％以上であるチタン酸バリウム粒子の分散液。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
分散液を動的光散乱法により測定したとき、３．２ｎｍ以下の粒子の割合が３０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の分散液。
【請求項３】
前記分散液の固形分をＸＲＤにより測定したとき、回折角度が２６°での回折強度Ｉ
Ａ
と、ペロブスカイト構造のメインピークの強度Ｉ
ｐ
との比（Ｉ
Ａ
／Ｉ
ｐ
）が０．２以下であることを特徴とする請求項１に記載の分散液。
【請求項４】
請求項１に記載の分散液を用いて基材上に膜を形成することを特徴とする膜付基材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はチタン酸バリウム粒子の分散液およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【０００２】
ペロブスカイト構造のチタン酸バリウム（ＢＴＯ）は高い誘電率や屈折率を示すため、電気光学デバイスの光変調器やスイッチ、積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）、および光学フィルター等に用いられている。これらの用途では、軽薄短小化が進められており、ＢＴＯ粒子は薄膜の形態で使用されている。このような薄膜はＢＴＯ粒子の分散液を基材上に塗布して形成される（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１のようにＢＴＯ粒子の分散液を用いた場合、ＢＴＯ粒子の間に隙間（以下、ＢＴＯ粒子の間の隙間を間隙と呼称する）が生じ、膜の密度が低くなる。このような膜では、誘電率や屈折率等のＢＴＯ粒子の特性が得られにくい。膜の密度を高くするために、非晶質のＢＴＯを焼結助剤的に使用する方法が知られている（例えば、特許文献２）。特許文献２には、このような膜を積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ）の誘電体層に適用することにより、ＭＬＣＣの静電容量を高くすることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２４０９０４号公報
特開２００５－３０６６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２では、非晶質のＢＴＯを用いて緻密な膜を得ようとしているものの、分散液中のＢＴＯ粒子と非晶質のＢＴＯの粒子径差が小さい。すなわち、分散液の粒度分布が狭いので、非晶質のＢＴＯが間隙を埋めにくいという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるＢＴＯ粒子の分散液は、動的光散乱法により測定した粒子径の中央値（Ｄ５０）が２～５ｎｍであり、動的光散乱法により測定した粒子径の最大値（Ｄ１００）と中央値（Ｄ５０）の差が３０ｎｍ以上であり、且つ動的光散乱法により測定した５．４ｎｍ以下の割合が７０％以上である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明のＢＴＯ粒子の分散液では、粒子径の最大値（Ｄ１００）と中央値（Ｄ５０）の差が３０ｎｍ以上である。すなわち、分散液の粒度分布が広い。この分散液を用いてＢＴＯ粒子の膜を形成することにより、分散液中に存在する比較的大きいＢＴＯ粒子（以下、大粒子と呼称する）の間隙に、これらより小さいＢＴＯ粒子（以下、小粒子と呼称する）が入り、間隙が埋まる。これにより、膜の密度が高くなる。
【０００７】
さらに、分散液中の５．４ｎｍ以下の粒子の割合を７０％以上にした。これにより、分散液中の小粒子の割合が大きくなり、埋めることができる間隙の量が多くなる。また、小粒子が小さく、且つ小粒子の割合が大きいほど、間隙が小粒子で埋まり易い。そのため、分散液中の３．２ｎｍ以下の粒子の割合は３０％以上が好ましい。一方、分散液中の５．４ｎｍ以下の粒子の割合は９９％未満が好ましい。５．４ｎｍより大きい粒子が少なくとも１％以上存在するので、間隙に収まれない小粒子が少なくなる。ここで、粒子の割合は、分散液中の粒子の体積の合計（１００％）に対する、粒子の体積の割合である。
【０００８】
また、Ｄ５０が小さいほど、薄い膜を形成できる。膜が薄いほど、膜を適用した電子部品を小型化できる。また、膜をＭＬＣＣに適用した場合、ＭＬＣＣの静電容量を高くすることができる。そのため、Ｄ５０は５ｎｍ以下である。一方、Ｄ５０が小さすぎる場合、結晶化が不十分な粒子（アモルファス等）が含まれる可能性が高くなり、誘電率が低くなる。そのため、Ｄ５０は２ｎｍ以上である。
【０００９】
アモルファスのチタン酸バリウムを含む膜を焼成する場合、アモルファスのチタン酸バリウムが収縮し、空隙が発生してしまう。つまり、分散液の固形分中でアモルファスの量が少ないほど、この分散液を用いて作製した膜の空隙が少なくなる。空隙が発生しない場合でも、焼成により膜に応力がかかるため、膜にクラックが発生したり、膜が曲がったりしてしまう。これらの理由から、分散液の固形分をＸＲＤで測定したとき、回折角度が２６°での回折強度Ｉ
Ａ
と、ペロブスカイト構造のメインピークの強度Ｉ
ｐ
との比（Ｉ
Ａ
／Ｉ
ｐ
）は、０．２以下が好ましく、０．１以下がさらに好ましい。
【００１０】
また、分散液の粒度分布はブロードのスペクトルが好ましい。この分散液は様々な大きさの小粒子を含む。そのため、この分散液を用いることにより、様々な大きさの間隙を小粒子で埋めることができる。つまり、この分散液を用いた場合、粒度分布が輝線のスペクトルである分散液を用いた場合よりも、膜の間隙を小粒子で埋めやすい。分散液の粒度分布がブロードのスペクトルの場合、分散液の粒度分布は多峰性のスペクトルが好ましく、特に二峰性のスペクトルが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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