基于银纳米粒子的可拉伸导电膜的制作方法_2

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丁基戊基胺、三丁基胺、三己基胺等,或它们的混合物。
[0026]其他有机稳定剂的例子包括例如硫醇及其衍生物、-OC(S) SH(黄原酸)、聚乙二醇、聚乙稀基卩比啶、聚乙稀卩比略烧酮(polyninylpyrolidone),和其他有机表面活性剂。有机稳定剂可选自硫醇(例如丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、庚硫醇、辛硫醇、癸硫醇和十二硫醇)、二硫醇(例如1,2-乙二硫醇、I, 3-丙二硫醇和1,4- 丁二硫醇),或硫醇及二硫醇的混合物。有机稳定剂可选自黄原酸,例如O-甲基黄原酸酯、O-乙基黄原酸酯、O-丙基黄原酸、O- 丁基黄原酸、O-戊基黄原酸、O-己基黄原酸、O-庚基黄原酸、O-辛基黄原酸、O-壬基黄原酸、O-癸基黄原酸、O-^烷基黄原酸、O-十二烷基黄原酸。含有吡啶衍生物(例如十二烷基吡啶)的有机稳定剂和/或可稳定金属纳米粒子的有机膦也可用作可能的稳定剂。
[0027]经稳定的银纳米粒子的另外的例子可包括:描述于美国专利申请公布N0.2009/0148600中的羧酸-有机胺络合物稳定的银纳米粒子;描述于美国专利申请公布N0.2007/0099357 Al中的羧酸稳定剂银纳米粒子;和描述于美国专利申请公布N0.2009/0181183中的可热去除的稳定剂和可UV分解的稳定剂。
[0028]银纳米粒子(仅包括银纳米粒子和稳定剂,不包括溶剂)中的有机稳定剂的重量百分比可为例如约3重量%至约80重量%,约5重量%至约60重量%,约10重量%至约50重量%,或约10重量%至约30重量%。
[0029]在实施例中,银纳米粒子为经有机胺稳定的银纳米粒子。银纳米粒子(仅有银和稳定剂)中的银的重量百分比为约60%至约95%,或约70%至约90%。银纳米粒子油墨组合物(包含溶剂)中的银纳米粒子的重量百分比为约10%至约90%,包括约30%至约80%,约30%至约70%,约40%至约60%。
[0030]溶剂
[0031]溶剂应该有利于经稳定的银纳米粒子和聚乙烯醇衍生物树脂的分散。溶剂的例子可包括例如芳族烃类(如苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、苯基环己烷、萘烷和萘满);具有约10至约18个碳原子的烷烃、烯烃或醇(如^^一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十六烷、二环己烷、
1-1^一烷醇、2-1^一烷醇、3-1^一烷醇、4-1^一烷醇、5-1^一烷醇、6-1^一烷醇、1-十二烧醇、2-十二烧醇、3-十二烧醇、4-十二烧醇、5-十二烧醇、6-十二烧醇、1-十二烧醇、
2-十三烷醇、3-十三烷醇、4-十三烷醇、5-十三烷醇、6-十三烷醇、7-十三烷醇、1-十四烷醇、2-十四烷醇、3-十四烷醇、4-十四烷醇、5-十四烷醇、6-十四烷醇、7-十四烷醇等);醇(例如萜品醇(α -萜品醇)、β -萜品醇、香叶醇、桉油醇、柏木醛、芳樟醇、4-萜品醇、薰衣草醇、香茅醇、橙花醇、薄荷醇、龙脑、己醇、庚醇、环己醇、3,7- 二甲基辛-2,6- 二烯-1醇、2-(2-丙基)-5-甲基-环己烷-1-醇等);异链烷烃类(例如异癸烷、异十二烷,和异链烷烃的市售混合物(如ISOPAR E、ISOPAR G、ISOPAR H、ISOPAR L和ISOPAR M(所有上述由艾克森化学公司(Exxon Chemical Company)制得)、SHELLS0L(由壳牌化学公司(ShellChemical Company)制得)、S0LTR0L(由飞利浦石油有限公司(Philips Oil C0.、Ltd.)制得)、BEGAS0L(由美孚石油公司(Mobil Petroleum C0.、Inc.)制得)和 IP Solvent2835(由出光石油化学有限公司(Idemitsu Petrochemical C0.、Ltd.)制得)));环烧油;四氢呋喃;氯苯;二氯苯;三氯苯;硝基苯;氰基苯;乙腈;二氯甲烷;N,N- 二甲基甲酰胺(DMF);和它们的混合物。可使用一种、两种、三种或更多种溶剂。
[0032]在使用两种或更多种溶剂的实施例中,每种溶剂可以以任何合适的体积比或重量比存在,例如约99 (第一溶剂):1(第二溶剂)至约I (第一溶剂):99 (第二溶剂),包括约80 (第一溶剂):20 (第二溶剂)至约20 (第一溶剂):80 (第二溶剂)的体积比或重量摩尔比。例如,溶剂可为由选自萜品醇、己醇、庚醇、环己醇、3,7-二甲基辛-2,6-二烯-1醇、2~ (2~丙基)-5-甲基-环己烧-1-醇等的溶剂和选自萘烧、十六烧、十六稀、1,2,4- 二甲基苯的至少一种烃类溶剂所组成的混合物。
[0033]溶剂可以以组合物的至少10重量%的量,例如组合物的约10重量%至约90重量%,约20重量%至约80重量%,约30重量%至约70重量%,约40重量%至约60重量%量存在于银油墨组合物中。
[0034]在实施例中,当在室温下或在高温下(如约30°C至约90°C,包括约30°C至约60°C)沉积于基材表面上时,溶剂可侵蚀基材材料。如本文所用的术语“侵蚀”或“溶剂侵蚀”涉及一种过程,通过所述过程,溶剂(例如在包含溶剂和诸如银纳米粒子的纳米粒子的油墨组合物中的溶剂)溶解其上沉积纳米粒子油墨组合物的下方基材材料的至少一部分,或者使其上沉积纳米粒子油墨组合物的下方基材材料的至少一部分例如以低的溶胀速率溶胀。尽管不受限于任何特定的理论,但据信短时间内的“溶剂侵蚀”可改进导电层在其上形成导电层的基材上的粘合。
[0035]制品和制备制品的方法
[0036]根据本公开的实施例的制品100的制造示于图1A-1C中。例如,可通过在如图1A所示的基材103上沉积油墨组合物105的层(如包含溶剂109和银纳米粒子105的油墨组合物)而进行制造。
[0037]可在其他任选的一个或多个层在基材上形成之前或之后任何合适的时间,使用任何合适的液体沉积技术完成油墨沉积。
[0038]短语“液体沉积技术”指,例如,使用诸如印刷或液体涂布的液体过程沉积组合物,其中所述液体为银纳米粒子在溶剂中的均相或多相分散体。当银纳米粒子组合物在喷墨打印机或类似的印刷装置中使用以沉积于基材上时,银纳米粒子组合物可称为油墨。液体涂布过程的例子可包括例如旋涂、刮涂、棒涂、浸涂等。印刷技术的例子可包括例如平版印刷或胶版印刷、凹版印刷、柔版印刷、丝网印刷、镂版印刷、喷墨印刷、压印(如微接触印刷)等。液体沉积在基材上沉积厚度为约5纳米至约5毫米,如约10纳米至约1000微米的组合物的层或线。在此阶段经沉积的银纳米粒子组合物可显示或不显示可观的导电性。
[0039]银纳米粒子可由银纳米粒子油墨组合物以例如约100转/分钟(“rpm”)至约5000rpm,约500rpm至约3000rpm,约500rpm至约2000rpm的速度旋涂至基材上达例如约10秒至约1000秒,约50秒至约500秒,或约100秒至约150秒。
[0040]其上沉积银纳米粒子油墨的基材可为任何合适的基材,包括例如硅、玻璃板、塑料膜、片材、织物或纸张。对于结构柔性的装置,可使用塑料基材,例如聚酯、聚酯基聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺片材等。在其他实施例中,其上沉积银纳米粒子油墨以形成柔性导电膜的表面选自玻璃表面、金属表面、塑料表面、橡胶表面、陶瓷表面和织物表面,例如柔性玻璃表面、柔性金属表面、柔性塑料表面、柔性橡胶表面、柔性陶瓷表面和柔性织物表面。基材的厚度可为10微米至超过10毫米,示例性的厚度为特别地对于柔性塑料基材约50微米至约2毫米,对于刚性基材(如玻璃或硅)约0.4至约10毫米。在一个实施例中,基材可被拉伸、折叠和扭转(例如弹性)。在一个实例中,基材和/或基材表面可具有弹性性质,从而允许其在至少一个方向上被拉伸超过其未拉伸或自然形状5%至约100%,例如10%至约50%而不被损坏,并可返回至未拉伸或自然形状。
[0041]在例如约200°C下或在约200°C以下的温度下,例如约80°C至约200°C,约80°C至约180°C,约80°C至约160°C,约100°C至约140°C,约100°C至约120°C,例如约110°C的温度下加热经沉积的组合物导致银纳米粒子退火,并因此形成导电层,所述导电层适合用作制品101 (如电子装置中的)的可拉伸导电膜106。加热温度为不导致之前沉积的一个或多个层或基材(不论是单层基材或是多层基材)的性质的不利改变的加热温度。而且,上述的低加热温度允许使用退火温度低于200°C的低成本塑料基材。
[0042]加热可进行例如0.01秒至约10小时,约10秒至I小时,例如约40分钟的时间。
加热可在空气中、在惰性气氛中(例如在氮气或氩气下),或在还原气氛中(例如在含有I至约20体积%的氢气的氮气下)进行。加热也可在正常大气压下或在例如约100mbar至约0.0lmbar的减压下进行。
[0043]如本文所用
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