专利名称：印刷导电银器件的方法
技术领域：
本公开内容涉及在基材上印刷银器件的方法，和更具体地涉及通过在基材上印
刷两种或多种组分形成导电银器件的原位方法。
背景技术：
使用液相沉积技术制造电子电路元件具有深远的重要性，因为这种技术为用于 例如薄膜晶体管(TFTs)、发光二极管(LEDs)、 RFID标签、光电池等电子应用的常规主流 无定形硅技术提供可能的低价替代方案。但是将满足实际应用的导电率、加工和成本需 求的功能性电极、像元垫和导电性接触线、电线和印制线沉积和/或形成图案一直是巨大 的挑战。银作为电子设备的导电性元件具有特殊的重要性，因为银成本比金低得多并具 有比铜好得多的环境稳定性。因此对制备液态可加工的稳定的银组合物的低成本方法存 在需求，其由本发明实施方案所解决，所述组合物适合于制造电子设备的导电性元件。
可溶液加工的导体对于印刷电子应用，例如电极，薄膜晶体管中的导线，RFID 标签，光电池等具有重大利益。银纳米颗粒基导电油墨代表用于印刷电子设备的有希望 材料种类。但是，大多数银纳米颗粒需要大分子量稳定剂，以确保适当的溶解性和稳定 性。这些大分子量稳定剂不可避免地使银纳米颗粒的退火温度提高超过20(TC，以便去除 稳定剂，该温度与大多数塑料基材不相容并且可能引起基材破坏或变形。
此外，使用较低分子量稳定剂同样可能是有问题的，因为较小尺寸稳定剂经常 不提供所需的溶解性并经常不能有效地阻止银纳米颗粒在使用之前发生聚结或聚集。
由本发明实施方案实现的优点之一是如在使用银纳米颗粒的其它类似的方法的 场合下，印刷不需要使用任何稳定剂。结果，得到用于印刷的稳定溶液，并且由于没有 任何稳定剂，特别是高分子量稳定剂，可以消除后印刷热退火，或者后印刷热退火可以 在环境温度或比20(TC低得多的温度下进行。这一点开启了在以前经受不起高退火温度， 例如20(TC或更高的其它基材上印刷银器件的可能性。
发明内容
因此本申请对于在基材上印刷银器件，实现了优于现有方法的进步，并且公开 了通过在基材上印刷两种或多种组分形成导电银器件的原位方法。当将各组分组合在一 起时，这两种或多种组分互相反应形成导电银器件。两种或多种组分含有至少一种银化 合物、至少一种肼化合物还原剂和任选的其它组分。 因此，在实施方案中描述了在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提 供两种或多种溶液，其中第一种溶液为银化合物溶液和第二种溶液为包括用于银化合物 的肼化合物的还原剂溶液，该肼化合物还原剂溶液与银化合物溶液分离；用印刷头在基 材上印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液，其中临到在基材上印刷银化合物溶液和 肼化合物还原剂溶液之前、期间或之后，使银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液组合； 和使银化合物还原以在基材上形成印刷的银器件。
在另外的实施方案中描述了在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提 供两种或多种溶液，其中第一种溶液为银化合物溶液和第二种溶液为包括用于银化合物 的肼化合物的还原剂溶液，该肼化合物还原剂溶液与银化合物溶液分离；临到在基材上 印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液之前，使银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液 组合；用印刷头将组合的溶液印刷到基材上；和使银化合物还原以在基材上形成印刷的 银器件。 在其它的实施方案中描述了在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提 供两种或多种溶液，其中第一种溶液为银化合物溶液和第二种溶液为包括用于银化合物 的肼化合物的还原剂溶液，该肼化合物还原剂溶液与银化合物溶液分离；用印刷头在基 材上印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液，其中在基材上印刷银化合物溶液和肼化 合物还原剂溶液期间或之后，使银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液组合；和使银化合 物还原以在基材上形成印刷的银器件。
图l说明一种实施方案，其中银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液在微流体反
应器或混合器中组合， 一起输送至用于印刷的印刷头，由连接到印刷头的进料管线供给 至印刷头并印刷在基材上。 图2说明一种实施方案，其中银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液由连接到印 刷头的进料管线输送至相同的或分离的印刷头，并同时印刷到基材上以形成导电银器 件。 图3说明一种实施方案，其中第一种溶液，银化合物溶液或肼化合物还原剂溶 液二者之一，印刷到基材上，并且第二种溶液随后从相同的或不同的印刷头以相同的图 案连续印刷到第一种溶液上。
具体实施例方式
印刷可以通过使用打印机来实施，该打印机具有两个或多个储罐，第一个储罐 含有银化合物溶液，第二个储罐含有肼化合物还原剂溶液，其它任选的组分存在于第一 个、第二个和/或另外的储罐中。印刷可以同时或连续地由储罐从一个或多个印刷头作用 到基材上。银化合物和肼化合物还原剂临到印刷在基材上之前、期间或之后组合并反应 以在基材上以印刷图案形成银器件。印刷之后，可以任选加热基材，以促进银化合物的 还原和/或去除来自还原的任何副产物。 可以通过使用具有连接到微流体反应器或混合器的印刷头的打印机实施印刷， 其中来自各个储罐的上述两种或多种组分临到送料至用于印刷的印刷头之前反应或混 合。然后产物混合物被输送至印刷头并印刷到基材上。印刷之后，可以任选加热基材， 以促进银化合物的还原和/或去除来自还原的任何副产物。 银化合物溶液在此包括液体体系中的银化合物。银化合物可以包括任何合适的 有机或无机银化合物。在实施方案中，银化合物可以包括氧化银、硝酸银、亚硝酸银、 羧酸银、乙酸银、碳酸银、高氯酸银、硫酸银、氯化银、溴化银、碘化银、三氟乙酸 银、磷酸银、三氟乙酸银、苯甲酸银、乳酸银或其组合。
作为液体体系，任何合适的液体或溶剂可以用于银化合物溶液，包括例如有机 溶剂和水。例如，液体溶剂可以包括水；醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己 醇、庚醇、辛醇；烃，例如戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、 十二烷、十三烷、十四烷，甲苯，二甲苯，均三甲苯，四氢呋喃，氯苯，二氯苯，三氯 苯，乙腈，或其组合。 —种、两种、三种或更多种溶剂可以用于银化合物溶液。在其中使用两种或多
种溶剂的实施方案中，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
种溶剂)l(第二种溶剂)至约l(第一种溶剂)99(第二种溶剂)。 银化合物溶液中的溶剂量为例如总溶液重量的约10wt^至约98wt%，约50城％
至约90wt^或约60wt^至约85wt%。
银化合物溶液中的银化合物浓度可以为例如溶液
的约2wt^至约90wt%，约5wt^至约80wt%，约10wt^至约60wt%，或约15wt^至约
50wt%。 肼化合物还原剂溶液在此包括液体体系中的肼化合物。如在此使用的，术语 "肼化合物"表示例如取代的肼或其合适的水合物或盐。取代的肼可以含有约l个碳原 子至约30个碳原子，约1个碳原子至约25个碳原子，约2个至约20个碳原子和约2个 至约16个碳原子。在实施方案中，取代的肼可以包括例如烃基肼、酰肼、肼基甲酸酯和 石黄酉先月井(sulfonohydrazide)。 使用肼化合物作为还原剂可以具有许多优点，例如l)根据取代，在水、极性或 非极性有机溶剂中具有溶解性；2)根据取代，具有强烈至微弱的还原能力；和3)不存在 其它还原剂，例如硼氢化钠(sodium hydroboride)中的非挥发性金属离子，将促进去除副 产物或未反应的还原剂。烃基肼的实例包括例如RNHNH2、 RNHNHR'禾PRR' NNH2，其中一个氮原 子被R或R'单或二取代，并且其它氮原子任选被R或R'单或二取代，其中每个R或 R'为烃基。烃基肼的实例包括例如甲基肼、叔丁基肼、2-羟基乙基肼、苯甲基肼、苯基 肼、甲苯基肼、溴苯基肼、氯苯基肼、硝基苯基肼、1， l-二甲基阱、1， l-二苯基肼、 1， 2-二乙基肼和l， 2-二苯基肼。 除非另有说明，在标识不同肼化合物的R和R'的取代基方面，短语"烃基" 包括未取代的烃基和取代的烃基。未取代的烃基可以包括任何合适的取代基，例如氢原 子、直链或支化烷基、环烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基或其组合。烷基和环烷基取 代基可以含有约1至约30个碳原子，约5至25个碳原子和约10至20个碳原子。烷基和 环烷基取代基的实例包括例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬
基、癸基、i 烷基、十二烷基、十三烷基、十目烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷 基、十八烷基、十九烷基或二十烷基及其组合。芳基取代基可以含有约6至约48个碳原 子，约6至约36个碳原子，约6至约24个碳原子。芳基取代基的实例包括例如苯基、甲 基苯基(甲苯基)、乙基苯基、丙基苯基、丁基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、 辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一烷基苯基、十二烷基苯基、十三烷基苯基、十四 烷基苯基、十五烷基苯基、十六烷基苯基、十七烷基苯基、十八烷基苯基或其组合。取 代的烃基可以为在此所述的未取代的烃基，其被例如卤素(氯、氟、溴和碘)、硝基、氰 基、烷氧基(甲氧基、乙氧基和丙氧基)或杂芳基取代一次、两次或多次。杂芳基的实例可以包括噻吩基、呋喃基、吡啶基、噁唑基、吡咯基、三嗪基、咪唑基、嘧啶基、吡嗪 基、噁二唑基、吡唑基、三唑基、噻唑基、噻二唑基、喹啉基、喹唑啉基、萘啶基、咔 唑基或其组合。 肼化合物的实例可以包括例如酰肼、RC(0)NHNH2及RC(0)NHNHR'和RC(O) NHNHC(O)R，其中一个或两个氮原子由式RC(O)的酰基取代，其中每个R独立地选自 氢和烃基，并且一个或两个氮原子任选被R'单或二取代，其中每个R'独立地选自烃 基。酰肼的实例可以包括例如甲酰肼、乙酰肼、苯酰肼、己二酸二酰肼、碳酰肼、丁酰 月井(butanohydrazide)、己酉先月井(hexanoic hydrazide)、辛酉先月井(octanoic hydrazide)、氨基草酉先 肼、顺丁烯二酰肼、N-甲基肼甲酰胺(methylhydrazinecarboxamide)和氨基脲。
肼化合物的实例可以包括例如肼基甲酸酯和肼基羧酸酯 (hydrazinocarboxylates)，例如ROC(O)NHNHR' 、 ROC(0)NHNH2和ROC(O)NHNHC(O) OR，其中一个或两个氮原子由式ROC(O)的酯基取代，其中每个R独立地选自氢和烃 基，并且一个或两个氮原子任选被R'单或二取代，其中每个R'独立地选自烃基。肼基 甲酸酯的实例可以包括例如肼基甲酸甲酯(肼基羧酸甲酯(methyl hydrazinocarboxylate))、 肼基甲酸乙酯、肼基甲酸丁酯、肼基甲酸苯甲酯和肼基甲酸2-羟乙酯。
磺酰肼的实例包括例如RS02NHNH2、 RS02NHNHR'禾P RS02NHNHS02R，其 中一个或两个氮原子被式RSC^的磺酰基取代，其中每个R独立地选自氢和烃基，并且一 个或两个氮原子任选被R'单或二取代，其中每个R'独立地选自烃基。磺酰肼的实例 可以包括例如甲烷磺酰肼、苯磺酰肼、2， 4， 6-三甲基苯磺酰肼和对甲苯磺酰肼。
其它肼化合物可以包括例如氨基胍、氨基硫脲、肼硫羟氨基甲酸甲酯(methyl hydrazinecarbimidothiolate)禾口石充ft石发酉先月井(thiocarbohydrazide)。 任何合适的液体或溶剂可以用于肼化合物还原剂溶液，包括例如有机溶剂和 水。液体有机溶剂可以包括例如醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚 醇、辛醇，烃溶剂，例如戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、 十二烷、十三烷、十四烷、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢呋喃；氯苯；二氯苯；三氯 苯；硝基苯；苯甲腈；乙腈；醇，或其混合物。
肼化合物还原剂溶液中溶剂的重量百分比为例如总溶液重量的约0城％至约 95wt%，约20wt^至约80wt^或约30wt^至约60wt%。
还原剂溶液中的肼化合物浓度 可以为例如溶液的约lwt^至约100wt%，约5wt^至约80wt%，约10wt^至约60wt%， 或约15wt^至约50wt%。 —种、两种、三种或更多种溶剂可以用于肼化合物还原剂溶液。在其中使用两 种或多种溶剂的实施方案中，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(第一种溶剂)l(第二种溶剂)至约l(第一种溶剂)99(第二种溶剂)。
另外的任选的组分也可以加入到银化合物溶液中。另外的组分可以包括胺，例 如甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷胺、十二 烷胺、十六烷胺、油基胺、乙醇胺、丙醇胺、二甲胺、二丙胺、二丁胺、二己胺、三乙 胺、三丁胺、三己胺、乙二胺、N， N， N' ， N'-四甲基乙二胺等；氨基甲酸铵，例如 乙基氨基甲酸乙铵、丙基氨基甲酸丙铵、丁基氨基甲酸丁铵、戊基氨基甲酸戊铵、己基 氨基甲酸己铵等；羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂 酸、油酸、十九烷酸、二十烷酸、二十烯酸、反油酸、亚油酸、棕榈油酸等；聚合物， 例如聚环氧乙烷、聚苯乙烯、聚乙烯基吡啶、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚 乙烯胺等。 为了进行银化合物的还原，在刚好印刷之前、期间或之后组合银化合物溶液和 肼化合物还原剂溶液。组合可以通过任何合适的方法，包括混合。与银化合物混合的肼 化合物还原剂溶液的量应足以基本至完全使银化合物还原为银。可能理想的是使用过量 的还原剂溶液以确保银化合物的基本完全至完全还原。因此，例如，银化合物溶液对肼 化合物还原剂溶液混合比可以为1摩尔当量银化合物对约0.5至2摩尔当量还原剂。
在实施方案中，银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液存储在由进料管线连接至 一个或多个印刷头的储罐或墨盒中。以这种方式，银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液 可以供给至印刷头用于沉积到基材上。结果，可以将银器件轻易地印刷到基材上。
在实施方案中，银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液在临到印刷之前组合进混 合器或反应器中。如在此使用的，"临到印刷之前"表示例如银化合物溶液和肼化合物 还原剂溶液在一起输送至用于印刷的印刷头之前在使得基本不发生还原反应的时间条件 下，例如印刷之前约0.05秒至约5分钟，例如印刷之前约0.2秒至约l分钟，或印刷之前 约0.3秒至约5秒进行组合。 通过以图1的形式说明进一步描述本实施方案。图1中，银化合物溶液(10)和 肼化合物还原剂溶液(20)通过银化合物溶液输送管路(30)和肼化合物还原剂溶液输送管 路(40)输送至微流体反应器或混合器(50)。两个溶液然后在一起输送至用于印刷的印刷 头(70)之前在微流体反应器或混合器(50)中组合。组合的溶液通过连接到印刷头(70)的 进料管线(60)供给至印刷头(70)。最后，组合的溶液沉积在基材(80)上。结果，银器件 (90)被印刷在基材上。然后在有或没有热退火和/或洗涤(110)的情况下，形成导电银膜 (100)。 作为在此的混合器，可以使用任何合适的设备。溶液可以由各个储罐进料至混 合器，并且由混合器排放至印刷头。混合器可以为任何混合设备，例如微流体反应器或 混合器，例如购自Syrris， Inc.的微流体反应器或混合器。 在实施方案中，银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液被输送至相同或分离的印 刷头，并在基材上印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液两者期间加以组合。在分别 印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂的情况下，印刷两种组分的顺序可以为i)首先印刷 银化合物溶液，然后印刷肼化合物还原剂溶液；或ii)首先印刷肼还原剂溶液，然后印刷 银化合物溶液。如在此使用的，"印刷期间"表示例如银化合物溶液和肼化合物还原剂 溶液由相同或不同的印刷头同时印刷到基材上，并因此各个溶液在印刷到基材上期间有 效地组合，即使大部分还原反应可能在印刷到基材上之后发生。 作为说明本实施方案的一种方式，为方便起见，图2显示银化合物溶液和肼化 合物还原剂溶液由分离的印刷头印刷。图2中，银化合物溶液(10)和肼化合物还原剂溶 液(20)由连接到印刷头(70)的进料管线(60)输送至分离的印刷头(70)。两个溶液被同时 印刷到基材(80)上形成银器件(90)。然后在有或没有热退火和/或洗涤(110)的情况下， 形成导电银膜(IOO)。
在实施方案中，在首先印刷两种溶液之一，随后在第一种溶液上印刷第二种溶液之后，银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液在基材上进行组合。如在此使用的，"印刷之后"表示例如银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液由相同或不同的印刷头连续地印刷到基材上。 作为说明本实施方案的一种方式，为方便起见，图3显示银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液由分离的印刷头印刷。图3中，银化合物溶液(10)由进料管线(60)输送至银化合物溶液的印刷头(70)并印刷到基材(80)上。肼化合物还原剂溶液(20)随后由进料管线(60)输送至其印刷头(70)并连续地印刷到基材(80)上，与先前印刷的镀银溶液(10)一起形成银器件(90)。溶液因此以连续的顺序以相同图案印刷到基材(80)上，在有或没有热退火和/或洗涤(110)的情况下，形成导电银膜(IOO)。 其上印刷有可传导银器件的基材然后可以被加热或用溶剂洗涤，以去除任何残留的剩余溶剂和/或来自银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液反应的副产物。在实施方案中，含有银化合物和肼化合物还原剂组合溶液的基材可以任选在印刷期间或之后加热到例如约室温至约200°C，例如约4(TC至约180°C，或约5(TC至约150°C的温度，以促进还原银化合物和/或去除还原副产物。 在此所述制造方法理想地不包括如印刷含有银纳米颗粒的溶液的通常情况那样，在银化合物或肼化合物还原剂溶液中使用任何稳定剂。 任何合适的液体或溶剂可以用来洗涤导电银器件以去除任何残留溶剂和/或来自银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液反应的副产物，例如有机溶剂和水。例如，溶剂可以包括例如烃溶剂，例如戊烷、己烷、环己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、甲苯、二甲苯、均三甲苯，甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇，丙酮，甲乙酮，四氢呋喃；二氯甲烷；氯苯；二氯苯；三氯苯；硝基苯；苯甲腈；N， N-二甲基甲酰胺、乙腈；或其混合物。 其上印刷银器件的基材可以为任何合适的基材，包括例如硅、玻璃板、塑料膜、片材、织物或纸。对于结构柔性设备，可以使用塑料基材，例如聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺片材等。基材的厚度可以为10微米至超过10毫米，特别是对于软质塑料基材，示例性厚度为约50微米至约2毫米，对于硬质基材，例如玻璃或硅，示例性厚度为约0.4至约10毫米。 在其它实施方案中，提供薄膜晶体管，包括(a)绝缘层；(b)栅极；(C)半导体层；(d)源极；和(e)漏极，其中绝缘层、栅极、半导体层、源极和漏极为任何顺序，只要栅极和半导体层都接触绝缘层，并且源极和漏极都接触半导体层，和其中源极、漏极和栅极的至少一个由以下形成提供两种或多种溶液，其中第一种溶液为银化合物溶液，第二种溶液为包括用于银化合物的肼化合物的肼化合物还原剂溶液，该肼化合物还原剂溶液与银化合物溶液分离；用印刷头在基材上印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液，其中临到在基材上印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液之前、期间或之后，组合银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液；和还原银化合物以在基材上形成印刷的银器件。 栅极、源极和漏极因此可以由本文的实施方案制造。栅极层的厚度为例如约IO至约2000nm。源极和漏极的典型厚度为例如约40nm至约1微米，更特殊的厚度为约60nm至约400nm。 绝缘层通常可以为无机材料膜或有机聚合物膜。适合作为绝缘层的无机材料的 实例可以包括例如氧化硅、氮化硅、氧化铝、钛酸钡、钛酸锆钡等。用于绝缘层的有机 聚合物的说明性实例可以包括例如聚酯、聚碳酸酯、聚(乙烯基苯酚)、聚酰亚胺、聚苯 乙烯、聚(甲基丙烯酸酯)、聚(丙烯酸酯)、环氧树脂等。绝缘层的厚度为例如约lOnm 至约500nm，取决于使用的介电材料的介电常数。绝缘层的示例性厚度为约lOOnm至约 500nm。
绝缘层可以具有例如低于约10-12S/cm的导电率。 例如位于绝缘层和源极/漏极之间并与之接触的是半导体层，其中半导体层的厚 度通常为例如约lOnm至约1微米，或约40至约100nm。任何半导体材料可以用来形成 该层。示例性半导体材料包括区域有规聚噻吩、低聚噻吩(oligthiophene)、并五苯和US 2003/0160230A1 ; US 2003/0160234A1 ; US 2003/0136958A1中公开的半导体聚合物。任 何合适的技术可以用来形成半导体层。 一种此类方法是对含有基材的容器和容纳粉未状 化合物的源容器施加约10-5托至10-7托的真空，和加热该容器直到化合物升华到基材上。 半导体层通常也可以由溶液法，例如旋涂、流延、丝网印刷、印模或喷印半导体的溶液 或分散体制造。 绝缘层、栅极、半导体层、源极和漏极以任何顺序形成，特别是在实施方案 中，栅极和半导体层均接触绝缘层，并且源极和漏极均接触半导体层。短语"以任何顺 序"包括顺序形成和同时形成。例如，源极和漏极可以同时形成或顺序形成。薄膜晶体 管的组成、制造和操作在US 6,107,117中描述。 根据其特殊实施方案，现在将进一步详细地描述实施方案，应理解这些实施例 仅是用来说明的。除非另有说明，所有百分数和份数按重量计。
实施例 通过将20克硝酸银溶解进80克去离子水中并用0.2微米玻璃注射器过滤器过滤 该溶液，制备硝酸银水溶液(溶液A)。独立地，制备包括20克苯肼和80克乙醇的独立 的水溶液(溶液B)，随后用0.2微米玻璃注射器过滤器过滤。 将溶液A和溶液B放入墨喷式打印机的两个分离的墨盒中，并通过印刷l)溶液 A和2)在其中印刷溶液A的图案之上直接印刷溶液B，在玻璃基材上以设计的图案印刷。 然后在电炉上将玻璃基材加热至IO(TC的温度30分钟并冷却。检验证明在玻璃基材表面 上形成导电银图案。 因此，在此公开如下实施方案。 方案1.在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提供两种或多种溶液， 其中第一种溶液为银化合物溶液，第二种溶液为包括肼化合物的还原剂溶液，还原剂溶 液与银化合物溶液分离；用印刷头在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液，其中临到 在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液两者之前、期间或之后，组合银化合物溶液和 还原剂溶液；和还原银化合物，以在基材上形成印刷的银器件。 方案2.根据方案1的方法，其中银化合物溶液由氧化银、硝酸银、亚硝酸银、 羧酸银、乙酸银、碳酸银、高氯酸银、硫酸银、氯化银、溴化银、碘化银、三氟乙酸 银、磷酸银、三氟乙酸银、苯甲酸银、乳酸银或其组合的银化合物组成。
方案3.根据方案1的方法，其中银化合物溶液中银化合物的浓度为约5wt^至约 80wt%。 方案4.根据方案1的方法，其中还原剂溶液中的肼化合物为烃基肼、酰肼、肼 基甲酸酯、磺酰肼或其组合。 方案5.根据方案1的方法，其中还原剂溶液中肼化合物的浓度为约1城％至约 100wt%。 方案6.根据方案1的方法，其中临到印刷之前混合银化合物溶液和还原剂溶 液，并由相同的印刷头一起印刷到基材上。 方案7.根据方案1的方法，其中通过由相同或不同的印刷头将两种溶液同时印 刷到基材上，在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液两者期间混合银化合物溶液和还 原剂溶液。 方案8.根据方案1的方法，其中通过在基材上首先印刷两种溶液之一，随后在 第一种印刷的溶液上印刷另一种溶液，在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液两者之 后混合银化合物溶液和还原剂溶液。 方案9.根据方案1的方法，其中基材由硅、玻璃、金属氧化物、塑料、织物、 纸或其组合组成。 方案10.根据方案1的方法，其中基材由塑料组成。 方案ll.根据方案1的方法，其中该方法进一步包括印刷之后，加热印刷的基材 到约40。C至约180°C。 方案12.根据方案1的方法，其中该方法进一步包括用溶剂洗涤印刷的银器件。
方案13.在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提供两种或多种溶液， 其中第一种溶液为银化合物溶液，第二种溶液为包括用于银化合物的肼化合物的还原剂 溶液，还原剂溶液与银化合物溶液分离；临到在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液 之前，组合银化合物溶液和还原剂溶液；用印刷头将组合的溶液印刷到基材上；和还原 银化合物，以在基材上形成印刷的银器件。 方案14.根据方案13的方法，其中银化合物溶液由氧化银、硝酸银、亚硝酸 银、羧酸银、乙酸银、碳酸银、高氯酸银、硫酸银、氯化银、溴化银、碘化银、三氟乙 酸银、磷酸银、三氟乙酸银、苯甲酸银、乳酸银或其组合的银化合物组成。
方案15.根据方案13的方法，其中还原剂溶液中的肼化合物为烃基肼、酰肼、 肼基甲酸酯、磺酰肼或其组合。 方案16.根据方案13的方法，其中临到印刷之前在微流体反应器中使银化合物 溶液和还原剂溶液一起反应，输送至印刷头，并通过印刷头一起印刷到基材上。
方案17.根据方案13的方法，其中在印刷之后，该方法进一步包括加热印刷的 基材到约4(TC至约180°C。 方案18.在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提供两种或多种溶液， 其中第一种溶液为银化合物溶液，第二种溶液为包括用于银化合物的肼化合物的还原剂 溶液，还原剂溶液与银化合物溶液分离；用印刷头在基材上印刷银化合物溶液和还原剂 溶液，其中在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液两者期间或之后，组合银化合物溶 液和还原剂溶液；和还原银化合物，以在基材上形成印刷的银器件。
方案19.根据方案18的方法，其中银化合物溶液由氧化银、硝酸银、亚硝酸 银、羧酸银、乙酸银、碳酸银、高氯酸银、硫酸银、氯化银、溴化银、碘化银、三氟乙 酸银、磷酸银、三氟乙酸银、苯甲酸银、乳酸银或其组合的银化合物组成。
方案20.根据方案18的方法，其中还原剂溶液中的肼化合物为烃基肼、酰肼、 肼基甲酸酯、磺酰肼或其组合。 方案21.根据方案18的方法，其中通过由相同或不同的印刷头将两种溶液同时 印刷到基材上，在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液两者期间组合银化合物溶液和 还原剂溶液。 方案22.根据方案18的方法，其中通过在基材上首先印刷两种溶液之一，随后 在第一种印刷的溶液上印刷另一种溶液，在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液两者 之后组合银化合物溶液和还原剂溶液。 方案23.根据方案18的方法，其中在印刷之后，该方法进一步包括加热印刷的 基材到约4(TC至约180°C。
1权利要求
在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提供两种或多种溶液，其中第一种溶液为银化合物溶液，第二种溶液为包括肼化合物的还原剂溶液，还原剂溶液与银化合物溶液分离；用印刷头在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液，其中临到在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液两者之前、期间或之后，组合银化合物溶液和还原剂溶液；和还原银化合物，以在基材上形成印刷的银器件。
2. 在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提供两种或多种溶液，其中第一种溶液为银化合物溶液，第二种溶液为包括用于银 化合物的肼化合物的还原剂溶液，还原剂溶液与银化合物溶液分离；临到在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液之前，组合银化合物溶液和还原剂溶液；用印刷头将组合的溶液印刷到基材上；和 还原银化合物，以在基材上形成印刷的银器件。
3. 在基材上形成导电银器件的方法，该方法包括提供两种或多种溶液，其中第一种溶液为银化合物溶液，第二种溶液为包括用于银 化合物的肼化合物的还原剂溶液，还原剂溶液与银化合物溶液分离；用印刷头在基材上印刷银化合物溶液和还原剂溶液，其中在基材上印刷银化合物溶 液和还原剂溶液两者期间或之后，组合银化合物溶液和还原剂溶液；和还原银化合物，以在基材上形成印刷的银器件。
全文摘要
本发明公开了印刷导电银器件的方法，即在基材上形成导电油墨银器件的方法，用印刷头在基材表面上印刷银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液。临到在基材表面上印刷两种溶液之前、期间或之后，混合银化合物溶液和肼化合物还原剂溶液，并且然后将银化合物还原，以在基材上形成导电银油墨器件。
文档编号H01L21/02GK101692419SQ200810182388
公开日2010年4月7日 申请日期2008年11月28日 优先权日2007年11月30日
发明者H·K·马哈巴迪, H·潘, P·F·史密斯, P·刘, Y·李, Y·邬 申请人:施乐公司