用于超声气溶胶(ua)的低粘度高负载的银纳米粒子油墨的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本公开通常涉及导电油墨。更具体地，本公开涉及用于超声气溶胶印刷的具有高 银含量和低粘度的导电油墨，以及用于制备这种导电油墨的方法。
【背景技术】
[0002] 诸如银纳米粒子油墨的导电油墨具有通过溶液沉积过程制造用于电子器件应用 的导电图案的很大优势。银纳米粒子也可用于配制用于其他溶液沉积过程（包括例如旋 涂、浸涂和气溶胶印刷）的导电油墨。
[0003] 使用超声雾化器的气溶胶印刷（UA印刷）为用于制造多种电子器件（如RFID标 签、天线和电子传感器等）的低成本的有效的印刷过程。
[0004] 然而，UA印刷通常需要具有高负载的银（>50重量％ )和低粘度（< 5cps)的导 电油墨。不幸地，导电银纳米粒子油墨获得这种高的银含量以及低粘度是极具挑战性的。
[0005] 目前的包括约50-70%的银纳米粒子高负载的导电油墨具有8至12cps范围内的 粘度。然而，对于超声气溶胶油墨印刷应用，该粘度范围通常不可接受。UA印刷通常需要小 于5cps的粘度。
[0006] 需要具有高银负载（>50wt% )和低粘度（<5cps)的导电油墨，以满足用于低成本 电子器件应用的UA印刷的需要。
【发明内容】
[0007] 如下详细描述为进行本文的示例性实施例的最佳的目前预期的模式。所述描述不 以限制性的方式进行，而是仅为了说明本文的公开的一般原则而进行，因为本文的公开的 范围由所附权利要求书最佳限定。
[0008] 如下描述各种发明特征，所述发明特征可各自彼此独立地使用或与其他特征组合 使用。
[0009] 广义地，本文的公开的实施例通常提供了一种低粘度的高负载银纳米粒子导电油 墨，其包含至少约50重量％的银纳米粒子、粘度等于或小于约Icps的溶剂，和稳定剂。 [0010] 在本文公开的另一方面，一种低粘度的高负载银纳米粒子导电油墨包含至少约50 重量％的银纳米粒子、溶剂和稳定剂，其中所述导电油墨具有小于约5cps的粘度。
[0011] 在本文公开的又一方面，一种低粘度的高负载银纳米粒子导电油墨包含至少约50 重量％的平均尺寸为约〇. 5至约IOOnm的银纳米粒子、溶剂和有机稳定剂。
【具体实施方式】
[0012] 在本公开中，术语"印刷"指能够使导电油墨在基材上形成所需图案的任意涂布技 术。合适的技术的例子包括例如气溶胶印刷，如超声气溶胶印刷（UA)。
[0013] 本公开提供了用于UA印刷的包括高银负载（>50重量％ )和低粘度（< 5cps)的 油墨。所述油墨包含至少约50重量％的银纳米粒子、稳定剂，和粘度等于或小于约Icps的 溶剂。本公开也提供用于制备这种油墨的方法。
[0014] 可通过任何合适的方法制备油墨。一种示例性的方法为通过温和旋转和摇动而用 溶剂溶解经稳定的银纳米粒子。然后用微滤器过滤银油墨分散体。
[0015] 油墨可用于通过印刷而在基材上形成导电特征。可使用任何合适的印刷技术（例 如UA印刷）通过在基材上沉积油墨而进行印刷。在UA印刷过程中，使用超声换能器装置 产生通过喷嘴泵送的油墨液滴的细的气溶胶雾。
[0016] 油墨沉积于其上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，如聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺片材等。
[0017] 在印刷之后，可使图案化的经沉积的导电浆状油墨经受固化步骤。固化步骤可为 如下步骤，其中导电浆状油墨的基本上全部的溶剂被去除，且油墨牢固粘附至基材。
[0018] 根据本文的实施例，银纳米粒子可具有亚微米范围内的直径。当相比于银薄片时， 本文的银纳米粒子可具有独特的性质。例如，本文的银纳米粒子可特征在于表面原子的提 高的反应性、高的电导率，和独特的光学性质。此外，相比于银薄片，银纳米粒子可具有更 低的熔点和更低的烧结温度。由于银纳米粒子的小尺寸，银纳米粒子显示出比银薄片低 1000°C的熔点。例如，银纳米粒子可在120°C下烧结，这比块体银的熔融温度低超过800°C。 所述更低的熔点是源于纳米粒子中相对高的表面积/体积比，这允许相邻粒子之间易于形 成结合。纳米粒子的烧结温度的大的降低能够在柔性塑料基材上形成高度导电的痕迹或图 案，因为所选的柔性基材在相对低的温度下（例如150°C )熔化或软化。
[0019] 本文的银纳米粒子可为单质银、银合金、银化合物，或它们的组合。在实施例中，银 纳米粒子可为由纯银、银合金或银化合物涂布或镀层的基本材料。例如，基本材料可为具有 银镀层的铜薄片。
[0020] 本文的银化合物的例子可包括氧化银、硫氰酸银、氰化银、氰酸银、碳酸银、硝酸 银、亚硝酸银、硫酸银、磷酸银、高氯酸银、四氟硼酸银、乙酰丙酮银、乙酸银、乳酸银、草酸 银，以及它们的衍生物。银合金可由选自如下的至少一种金属形成，但不局限于如下：Au、 Cu、Ni、Co、Pd、Pt、Ti、V、Mn、Fe、Cr、Zr、Nb、Mo、W、Ru、Cd、Ta、Re、Os、Ir、Al、Ga、Ge、In、Sn、 Sb、Pb、Bi、Si、As、Hg、Sm、Eu、Th Mg、Ca、Sr 和 Ba。
[0021] 在实施例中，银化合物可包含如下中的任一者或两者：（i) 一种或多种其他金属 和（ii) 一种或多种非金属。合适的其他金属包括例如Al、Au、Pt、Pd、Cu、Co、Cr、In*Ni， 特别是过渡金属，例如Au、Pt、Pd、Cu、Cr、Ni和它们的混合物。示例性的金属复合材料包括 Au-Ag、Ag-Cu、Au-Ag-Cu和Au-Ag-Pd。金属复合材料中的合适的非金属包括例如Si、C和 Ge0
[0022] 在实施例中，银纳米粒子可为单质银。
[0023] 本文的银纳米粒子可具有例如约0. 5至约100nm，或约I. 0至约50. 0微米，或约 I. 0至约20. 0微米的平均粒度。
[0024] 纳米尺寸的银纳米粒子的使用产生具有高导电率和低表面粗糙度的薄的均匀的 膜，这对于多层电子器件集成是重要的。
[0025] 银纳米粒子可具有任何形状或几何。在某些实施例中，银纳米粒子可具有球形。
[0026] 银纳米粒子可以以例如导电油墨的至少约50重量％，或导电油墨的约50至约90 重量％，或导电油墨的约55至约85重量％的量存在于导电油墨中。
[0027] 在实施例中，银纳米粒子具有例如至少约1天，或约3天至约1周，或约5天至约 1个月，或约1周至约6个月，或约1周至超过1年的稳定性（即存在纳米粒子