CN101996699A

CN101996699A - 在降低的加工温度下由银纳米颗粒形成高导电部件的新方法

Info

Publication number: CN101996699A
Application number: CN2010102560353A
Authority: CN
Inventors: 吴贻良; 柳平; 胡南星
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2011-03-30
Also published as: JP2011044709A; CA2712306C; US9137902B2; EP2285194B1; US20110039096A1; CA2712306A1; JP5690098B2; EP2285194A1

Abstract

示例性实施方案提供了用于在不大于约140℃的低加工温度下形成高导电部件的材料和方法，所述部件包括被稳定的含银纳米颗粒。

Description

在降低的加工温度下由银纳米颗粒形成高导电部件的新方法

技术领域

本发明主要涉及导电部件，更具体地，涉及包括含银的纳米颗粒的高导电部件和在低温下形成该部件的方法。

背景技术

银纳米颗粒在用作可印刷导电材料和电子装置的高导电部件方面引起广泛关注。这是因为银的成本比金低得多，并且其比铜具有更好的环境稳定性。在基质上形成包含银纳米颗粒的高导电部件的常规方法包括两步。第一步包括将含有银纳米颗粒的液体组合物沉积到基质上成为组合物部件。第二步包括加热该沉积的部件从而形成高导电部件。

在常规方法中，常使用大块或大量的稳定剂以使含银的纳米颗粒稳定。这通常导致第二步的较高的加热温度和较长的加热时间，这与例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料基质不相容。例如，当使用较高加热温度，尤其是使用较长时间时，PET基质可能会发生尺寸变形或化学降解。

因此，需要克服现有技术中的这些及其他问题并通过一种使用降低的加热温度的方法形成包括含银纳米颗粒的高导电部件。

发明内容

根据多个实施方案，本发明包括一种形成高导电部件的方法。所述高导电部件可通过首先将一种具有多个含银纳米颗粒的液体组合物沉积到一种基质上形成组合物部件，然后通过一个对组合物部件的加热步骤而形成。在该形成方法过程中，在选自沉积步骤、沉积步骤之后加热步骤之前的步骤和加热步骤的一个步骤中，将一种组合物剂施用于所述组合物部件。将所述组合物剂施用于组合物部件可降低加热步骤的温度。

根据多个实施方案，本发明还包括一种形成高导电部件的方法。该形成方法可包括首先将一种具有多个被有机胺稳定的含银纳米颗粒的液体组合物沉积到一种柔性基质上形成组合物部件，然后在约140℃或更低的温度下加热该组合物部件。在该形成方法过程中，例如在选自沉积步骤中、沉积步骤之后加热步骤之前的步骤中和加热步骤中的一个步骤中，可将一种酸性组合物施用于该组合物部件。

根据多个实施方案，本发明还包括一种形成高导电部件的方法。该形成方法可包括首先将一种具有多个被有机胺稳定的含银纳米颗粒的液体组合物在基质上沉积形成一个或多个组合物部件，所述基质包含例如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料；然后将该一个或多个组合物部件在约120℃或更低的温度下退火；然后将一种酸性组合物施用于该一个或多个组合物部件。在实施方案中，所述酸性组合物可在选自沉积步骤、沉积步骤之后加热步骤之前的步骤和加热步骤的一个步骤中施用。

本发明的其他目标和优点一部分将在以下描述中描述，一部分将从描述中显而易见，或可通过实践本发明而获悉。本发明的所述目标和优点将通过所附权利要求书中具体指出的要素及其结合而实现和获得。

应理解，上文的概括描述和下文的详细描述均为示例性的并且仅为说明性的，不是对要求保护的本发明的限制。

附图说明

所述附图被纳入并构成本说明书的一部分，其说明了本发明的多个实施方案，并与所描述内容一起，用于解释本发明的原理。

图1A描绘了根据本发明的多个实施方案形成高导电部件的一种示例方法。

图1B描绘了根据本发明的多个实施方案形成一种示例性高导电部件的横截面示意图。

图1C描绘了根据本发明的多个实施方案形成另一种示例性高导电部件的横截面示意图。

图1D描绘了根据本发明的多个实施方案形成又一种示例性高导电部件的横截面示意图。

图2描绘了对照试样和本发明的多个实施方案所公开的多种导电试样之间的电导率的比较。

应注意的是，为便于理解实施方案，图中的一些细节已被简化画出，而不是保持严格的结构精确度、细节和比例。

具体实施方式

现将详细参照本发明的实施方案及在附图中示例的实施例进行描述。尽可能地，在所有附图中会使用相同的标记来指代相同或相似的部件。

在以下描述中，将参照构成本发明的一部分的附图，并且附图中示例性示出了可实践本发明的具体示例性实施方案。对这些实施方案足够详细地进行了描述以使本领域技术人员能实践本发明，并且应理解的是，可使用其他实施方案，并且在不偏离本发明的范围的情况下可进行改变。因此，以下说明仅为示例性的。

示例性实施方案提供了在小于约140℃或在有些情况下小于约120℃的降低的操作温度下形成包含被稳定的含银纳米颗粒的高导电部件的材料和方法。在一个实施方案中，可通过使经由有关组合物剂处理过的组合物部件退火而在一种基质上形成高导电部件。

根据用于稳定含银纳米颗粒的稳定剂，所述有关组合物剂可包括例如酸性组合物和/或碱性组合物。在实施方案中，不限于任何具体理论地，所述有关组合物剂能够与稳定剂形成一种化学键和/或物理连接，从而在含银纳米颗粒的表面上形成一种弱的网状构造、复合物和/或盐，这样可以使用较低的温度来例如使稳定剂从被稳定的含银纳米颗粒上热离解出。

在实施方案中，可将一种或多种稳定剂，例如有机胺或其他稳定剂，连接于含银纳米颗粒的表面从而形成被稳定的含银纳米颗粒。

稳定剂可具有最小化或防止含银纳米颗粒在液体中的聚集并任选地提供含银纳米颗粒在液体中的可溶性或可分散性的作用。此外，稳定剂可以是可通过热除去的，这意指在一定条件下例如通过加热或退火，可使稳定剂从含银纳米颗粒表面离解出。在实施方案中，稳定剂在所述温度下从含银纳米颗粒上热离解出可导致稳定剂蒸发或使稳定剂分解成气体形式。

在实施方案中，所述稳定剂可以是一种有机稳定剂。示例性有机稳定剂可包括硫醇及其衍生物、胺及其衍生物、羧酸及其羧酸酯衍生物、聚乙二醇，及其他有机表面活性剂。在实施方案中，所述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、癸硫醇和十二烷硫醇；胺，例如乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺和十二烷胺；二硫醇，例如1，2-乙二硫醇、1，3-丙二硫醇和1，4-丁二硫醇；二胺，例如乙二胺、1，3-二氨基丙烷、1，4-二氨基丁烷；硫醇和二硫醇的混合物；及胺和二胺的混合物。本发明实施方案中也可包括含有可使含银纳米颗粒稳定的吡啶衍生物(例如十二烷基吡啶)和/或有机膦的有机稳定剂来作为稳定剂。

在多种实施方案中，稳定剂可为有机胺，包括例如丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十六烷胺、十一烷胺、十二烷胺、十三烷胺、十四烷胺、二氨基戊烷、二氨基己烷、二氨基庚烷、二氨基辛烷、二氨基壬烷、二氨基癸烷、二氨基辛烷、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、己基癸胺、甲基丙基胺、乙基丙基胺、丙基丁基胺、乙基丁基胺、乙基戊基胺、丙基戊基胺、丁基戊基胺、三丁胺、三己胺等，或其混合物。可将一种或多种稳定剂用于本文公开的被稳定的含银纳米颗粒中。

在实施方案中，所述稳定剂可与含银纳米颗粒通过化学键和/或物理连接相互作用。所述化学键可为例如共价键合、氢键合、配位络合键合或离子键合形式、或不同化学键合的混合形式。所述物理连接可为例如范德华力或偶极-偶极相互作用的形式，或不同物理连接的混合形式。

根据例如稳定剂使溶剂中含银纳米颗粒稳定的能力，稳定剂在含银纳米颗粒表面上的覆盖程度可以在例如部分覆盖到全部覆盖之间进行变化。对单独的含银纳米颗粒，可使用多种不同稳定剂覆盖程度来稳定含银纳米颗粒。

在多种实施方案中，所述含银纳米颗粒的平均粒度可为例如小于约100nm、小于约50nm、小于约25nm或小于约10nm。此处粒度可定义为含银颗粒核的平均直径，不包括稳定剂。

在多种实施方案中，所述含银纳米颗粒可包括单质银或银复合物。除银之外，银复合物还可包括以下两者之一或两者：(i)一种或多种其他金属，和(ii)一种或多种非金属。适宜的其他金属可包括例如Al、Au、Pt、Pd、Cu、Co、Cr、In和Ni，特别是过渡金属，例如Au、Pt、Pd、Cu、Cr、Ni，及其混合物。示例性金属复合物可包括Au-Ag、Ag-Cu、Au-Ag-Cu和Au-Ag-Pd。金属复合物中的适宜的非金属可包括例如Si、C、Ge或它们的结合。

所述银复合物中的多种组分的存在量，基于含银纳米颗粒总重量计可为例如约0.01重量％-约99.9重量％，或在一些情况下，为约10重量％至约90重量％。在实施方案中，所述银复合物可为包括银及其他金属的金属合金，银占纳米颗粒的例如至少约20重量％，或在一些情况下为纳米颗粒的大于约50重量％。除非另有注明，否则此处所述的含银纳米颗粒的各组分的重量百分比不包括稳定剂。

在多种实施方案中，所述稳定剂例如有机胺的存在量可为纳米颗粒和稳定剂(即被有机胺稳定的含银纳米颗粒)的总重量的约5重量％-约60重量％、约10重量％-约40重量％、或约15重量％-约30重量％。

本文所公开的术语“高导电部件”是指电导率为至少约0.1西门子/厘米(“S/cm”)、至少约100S/cm、至少约500S/cm、至少约1,000S/cm、至少约5,000S/cm、至少约10,000S/cm或至少约20,000S/cm的导电部件，所述值由例如四点探针法测得。

在实施方案中，所述高导电部件的厚度可为例如约5纳米至约5毫米，或在一些情况下，为约10纳米至约1000微米，包括例如约50纳米至约10微米，包括约60纳米至约5微米，或80纳米至约1微米。

在实施方案中，所述高导电部件可用作可印刷导电材料或用于电子装置。例如，所述高导电部件可用在多种应用中，所述应用包括但不限于，电子装置中的导电电极、导电垫、导电路径(conductive trace)、导电线、导电线路(conductive track)等。用语“电子装置”是指大型、微型和纳米级电子装置，例如薄膜晶体管、有机发光二极管、RFID标签、光电件、印刷电路板，及需要导电元件或部件的其他电子装置。

在实施方案中，所公开的低温退火可使高导电部件在例如柔性基质如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)上形成。本文所用术语“柔性基质”是指由聚合物、塑料、橡胶等制成的基质。所述“柔性基质”可在高温例如高于140℃下发生尺寸变形和/或化学降解。因此该低温加工可保持所述基质的尺寸稳定性。在一个示例性实施方案中，对于大面积应用，可能需要约120℃或更低的加工温度。

图1A描绘了用于形成高导电部件的一种示例性方法100，而图1B-1D描绘了根据本发明的多个实施方案形成多种示例性高导电部件的横截面示意图。在实施方案中，虽然为说明的目的而参照图1B-1D对图1A的方法100进行了描述，但是，图1A的方法100的过程不限于图1B-1D中所示结构。

此外，虽然下文以一系列行为或事件对图1A的方法100进行了说明和描述，但是应认识到的是，本发明不受限于所述行为或事件的说明顺序。例如，一些行为可能以不同的顺序发生和/或与除本文所说明和/或描述之外的其他行为或事件同时发生。此外，并非需要实施所有的示例步骤以实现本发明的一个或多个方面或实施方案的方法。此外，此处所述行为中的一个或多个可以一个或多个单独的行为和/或阶段实施。

在图1A的102步骤中，参照图1B，可将一种包括被稳定的含银纳米颗粒的液体组合物20沉积到基质10上形成组合物部件24。

在多个实施方案中，所述基质10可包括玻璃、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、PET等。在一个实施方案中，所述基质10可为在较低温度下例如低于约140℃下或在一些情况下低于约120℃下稳定的任意基质。

本文所公开的包括被稳定的含银纳米颗粒的液体组合物20也可包含适宜的溶剂，例如水、烃类溶剂、醇、酮、氯化溶剂、酯、醚等。适宜的烃类溶剂可包括具有至少5个碳原子至约20个碳原子的脂肪族烃，例如戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十七烷、十二碳烯、十四碳烯、十六碳烯、十七碳烯、十八碳烯、萜品烯、异链烷烃溶剂，及它们的异构体；具有约7个碳原子至约18个碳原子的芳族烃，例如甲苯、二甲苯、乙基甲苯、1，3，5-三甲基苯、三甲基苯、二乙基苯、四氢化萘、乙基苯、及它们的异构体和混合物。适宜的醇可具有至少6个碳原子，并且可为例如己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十四烷醇和十六烷醇；二醇，例如己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇和癸二醇；含有一个不饱和双键的醇，例如法呢醇、十二碳二烯醇(dedecadienol)、里哪醇、香叶醇、橙花醇、庚二烯醇、十四碳烯醇、十六碳烯醇(hexadeceneol)、叶绿醇、油醇、十二碳烯醇(dedecenol)、癸烯醇、十一碳烯醇、壬烯醇、香茅醇、辛烯醇和庚烯醇；具有或不具有一个不饱和双键的脂环醇，例如甲基环己醇、薄荷醇、二甲基环己醇、甲基环己烯醇、萜品醇、二氢葛缕醇、异蒲勒醇、甲酚、三甲基环己烯醇；等等。如果使用两种或多种溶剂，则各溶剂可以是任意适宜比例。例如，烃溶剂和醇溶剂可以是约5∶1至约1∶5的比例。其他溶剂可包括四氢呋喃、氯苯、二氯苯、三氯苯、硝基苯、氰基苯、乙腈，和/或其混合物。

在一个实施方案中，所述液体组合物20可通过例如制备或提供被稳定的含银纳米颗粒(在该含银纳米颗粒的表面具有稳定剂分子)、并将该制得的被稳定的含银纳米颗粒溶解或分散(通过例如超声波和/或机械搅拌加以辅助)于一种合适的液体，一种有机溶剂或水中而制备。所形成的液体组合物适于形成电子应用中所用的导电元件。

在多种实施方案中，所述液体组合物20可包括的被稳定的含银纳米颗粒的存在量基于该液体组合物20的总重量计为例如约10％-约90％、约15％-约70％、或约25％-约60％。在实施方案中，所述液体组合物可以是任意适宜的形式，例如可喷射油墨、苯胺印刷油墨、膏剂、凝胶等。

在实施方案中，用于被稳定的含银纳米颗粒及其液体组合物的材料和方法可与题为“Stabilized Silver Nanoparticles and their Use”的美国专利No.7270694中所述的材料和方法类似或相同，该专利的全部内容据此通过引用纳入本文。

参照图1-1A，由被稳定的含银纳米颗粒的液体组合物20制备高导电部件或导电元件可通过在基质10上的其他任选的层(一层或多层)形成之前或之后的任意适宜的时间，使用一种液相沉积技术将所述液体组合物20沉积于该基质10上而进行。因此，所述液体组合物20在基质10上的液相沉积可发生在一种基质上或一种已含有成层材料的基质上。

术语“液相沉积技术”是指使用一种液相方法例如液相涂覆或印刷法使液体组合物沉积，其中所述液体组合物为一种溶液或分散系。在实施方案中，被稳定的含银纳米颗粒的液体组合物20可以是油墨，当印刷时，特别地使用喷墨印刷。示例性印刷技术可包括，例如平版印刷或胶版印刷、照相凹版印刷、苯胺印刷、丝网印刷、模版印刷、喷墨印刷、压印、微接触印刷等。

如图1B中所示，经沉积或印刷的被稳定的含银纳米颗粒可在基质10上形成一个或多个组合物部件24。在多种实施方案中，组合物部件24在该阶段可显示出或不显示出可感知的电导率。

在图1A的104步骤中，参照图1B，可向由液体组合物20所沉积成的组合物部件24施用一种组合物剂30，例如一种酸性组合物。在实施方案中，组合物剂30的施用方法可包括例如液体涂覆法，如旋涂、刮涂、棒涂、浸涂、喷涂等。组合物剂30的施用也可包括一种印刷技术，例如喷墨印刷、苯胺印刷、丝网印刷、微接触印刷等。在示例性实施方案中，所述组合物剂30可通过喷涂进行施用，所述喷涂可包括连续喷涂或脉冲喷涂。

在多种实施方案中，示例性酸性组合物可包括酸性气氛，例如含有酸的酸性蒸汽或酸性气体。在实施方案中，示例性酸性组合物可包括纯酸或溶于溶剂的酸。

在一个示例性实施方案中，可选择酸性组合物以使其与沉积的组合物部件24中被有机胺稳定的含银纳米颗粒键合。示例性酸性组合物可包括例如具有2至约20个碳原子的羧酸，包括乙酸、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、十四烷酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、十八烷酸、油酸、十九烷酸、二十烷酸、二十碳烯酸、反油酸、亚油酸、棕榈油酸、香茅酸、香叶酸、十一碳烯酸、月桂酸、十一碳烯酸，其异构体，及其混合物；无机酸，例如HCl、HNO₃、H₂SO₄、HPO₃等。用于形成示例性酸性组合物的溶剂可包括例如，水、醇、酮、醚等。在实施方案中，酸性组合物可具有约-11至约5的pKa值，包括约0.5至约5。

在实施方案中，与包括一个沉积步骤和一个加热步骤的用于形成高导电部件的常规两步法相比，本文公开的方法可包括一个将所述组合物剂30施用于组合物部件10的附加步骤104。

虽然不意欲囿于任何特定的理论，但是认为，含银纳米颗粒表面上的组合物剂30(例如酸性组合物)与稳定剂(例如有机胺)之间的化学和/或物理相互作用可产生的“弱的”稳定位点，这样相邻的纳米颗粒可在加热步骤106的降低的加热温度下通过这些弱的位点融合或生长在一起。

所述降低的温度可为比不使用任何组合物剂的常规两步法中所用的加热温度低至少约10℃的温度。但是，当使用相同的形成体系时，由常规方法和本文公开的方法形成的高导电部件的电导率可基本类似。

在多种实施方案中，所述组合物剂30可包括可在含银纳米颗粒上提供弱的位点的任何试剂。例如，当被稳定的含银纳米颗粒通过酸例如羧酸进行稳定时，可将一种碱用于组合物剂30。所述碱包括例如NH₄OH或NaOH，其可与示例性羧酸稳定剂反应从而在纳米颗粒表面上产生弱的位点，这样可在之后的加热步骤中使用降低的或较低的退火或加热温度，从而形成高导电部件。

在图1A的106步骤中，参照图1B，在使用组合物剂30处理之后，可将沉积于基质10上的组合物部件24在约140℃或更低的温度下加热或退火。然后可在该基质10上形成高导电部件40。

本文所用术语“加热”或“退火”包括可赋予一种材料足够能量以产生所需结果的任何(一种或多种)技术，所需技术例如加热设备加热(thermal heating)(例如热板、烘箱和燃烧器)、红外(“IR”)辐射、微波辐射或UV辐射，或其结合。

在例如低于约140℃或低于约120℃的温度下加热沉积的组合物部件24可使组合物部件24形成各自包括含银纳米颗粒的导电部件40。可选择所述加热温度以使其不对先前沉积的和/或经试剂处理的组合物部件20/24以及在下面的基质10的性能造成不利改变。

所述加热进行的时间可在例如1秒至约10小时和约10秒至1小时的范围内。所述加热可在空气、惰性气氛例如在氮气或氩气下、或在还原气氛例如在含1-约20体积％氢气的氮气下进行。所述加热也可在常压或在例如约1000mbar至约0.01mbar的降低的压力下进行。在实施方案中，所述加热在常压下在空气中进行。

106的加热可产生许多效应。加热之前，组合物部件24可能是电绝缘的或具有极低的导电性，但是加热可产生具有增加电导率的经退火的含银纳米颗粒的高导电部件40。在实施方案中，经退火的含银纳米颗粒可以是聚结的或部分聚结的含银纳米颗粒。在实施方案中，可能的是，在经退火的含银纳米颗粒中，含银纳米颗粒可实现充分的颗粒与颗粒的接触从而形成电导电层而不发生聚结。

106的加热可使稳定剂和/或液体(例如液体组合物20的溶剂)与含银纳米颗粒分离，这是因为稳定剂和液体通常不掺入电导电部件40中，即使存在也是残余量的。在实施方案中，所述分离可以许多方式发生，例如物质的相态从固体或液体状态至气体，如挥发。

在实施方案中，上述制备图1A和图1B中所公开的高导电部件40的多个步骤可以加入、省去、结合、改变或以不同顺序实施。例如，将组合物剂30施用于基质10上的沉积部件的步骤104可在任意时间，例如在沉积步骤102之后但在加热步骤106之前(如图1B中所示)、在沉积步骤102过程中(见图1C)和/或在加热步骤106过程中(见图1D)实施。

具体地，如图1C中所示，施用组合物剂30的步骤104可与将液体组合物20沉积到基质10上的步骤102一起实施。然后可实施加热步骤106从而在基质10上形成高导电部件40。

在另一个实施例中，如图1D中所示，在将液体组合物20沉积到基质10上形成组合物部件24的步骤102之后，可将施用组合物剂30的步骤104与加热步骤106一起实施。

实施例

实施例1——未使用组合物剂处理的对照试样

将用己基癸胺稳定的含银纳米颗粒用于对照试样和本文公开的导电试样中。制备在甲苯溶剂中含有15重量％的由己基癸胺稳定的含银纳米颗粒的对照试样的液体组合物并将其旋涂于作为示例基质的载玻片上。将该经涂覆的材料在约110℃、120℃和140℃的各个温度下在热板上退火约10分钟。在该对照试样形成过程中，不施用对经涂覆或经退火的试样进行处理的组合物剂。

形成的对照试样的电导率使用常规四探针方法测量。当退火温度分别为约110℃、120℃和140℃时，对照试样的电导率为约4.1×10^-4、4.8×10^-2和3.9×10⁴S/cm。所述结果清楚地表明，在不使用组合物剂的情况下，在约110℃和约120℃的温度下退火，对照试样显示出不希望的电导率。需要至少约140℃的高退火温度来达到所希望的高电导率，例如约3.9×10⁴S/cm。

实施例2——退火时通过乙酸处理的高导电膜试样

在该实施例中同样使用实施例1的方法和材料。将实施例1的液体组合物旋涂于载玻片上并在约100℃和约110℃下在热板上退火约10分钟。在退火过程中，使用乙酸作为本文公开的组合物剂并喷雾到经退火的膜试样顶部的空气中。结果，测得在110℃退火的膜试样的电导率为约2.37×10⁴S/cm，该值比其在实施例1中的对照试样高7个数量级以上。由于退火时施用示例性的乙酸，使用该方法使退火温度降低了30℃。

实施例3——退火时通过HCl处理的高导电膜试样

同实施例2相比，在退火步骤过程中将几滴又一示例性酸性组合物盐酸(HCl)(36.5重量％)施用(例如喷雾)到热板周围的空气中。所得膜试样在100℃显示出约3970S/cm的电导率，在110℃显示出约5.68×10⁴S/cm的电导率，表明该操作温度可降低至低达约100℃。

图2描绘了实施例1的对照试样215、根据本发明的多个实施方案的实施例2的导电膜试样220、实施例3的导电膜试样230之间的电导率的示例性比较。如图2所指明，为达到例如约1×10⁴S/cm的高导电率，对照试样205需要一个高于约140℃的加热或退火温度，通过乙酸处理的导电试样220需要一个低达约110℃的加热温度，并且通过HCl处理的导电试样230需要一个低达约105℃的加热温度。

实施例4——退火之前通过HCl处理的高导电膜试样

同实施例3类似，使用HCl蒸汽。不同于实施例3的是，所述HCl蒸汽在经沉积的液体组合物进行约1-2分钟退火之前施用，之后在热板上在约110℃进行约10分钟退火。然后测得电导率为约3.5×10⁴S/cm，这表明酸的施加可在退火之前实施，其中可使用低退火温度来提供所希望的高电导率。

实施例5——喷墨印刷的高导电线路部件

在该实施例中，将实施例1-4的液体组合物配制成可喷射油墨并印刷到载玻片上，从而形成精细导电部件，包括宽度为约60μm的线路部件。将乙酸喷雾到印刷的组合物部件的顶部。然后将该经酸处理的部件在约110℃下退火约10分钟。结果，印刷线路变得具有高导电性，并且酸的展开不会破坏该印刷部件。

虽然本发明已对一种或多种实施情况进行了说明，但是在不偏离所附权利要求书的主旨和范围的情况下可以对所述实施例进行改变和/或修改。此外，虽然可能仅对本发明的一种具体特征的几种实施中的一种进行了公开，但是只要是需要的并对任何给定的或特定的功能有利，所述特征可与其他实施中的一种或多种其他特征相结合。此外，就在详细描述和权利要求书中使用的术语“包括”、“具有”或其变型而言，所述术语意欲以与术语“包含”类似的方式进行包括。本文关于一系列条目例如A和B的所用术语“一个或多个”，意指单独的A、单独的B，或A和B。术语“......中的至少一个”用于意指可选择所列的条目中的一个或多个。

虽然描述本发明的较宽范围的数值范围和参数为近似值，但是在具体实施例中所述的数值尽可能精确地报道。但是，任何数值均固有地包含由在各自的试验测量中存在的标准偏差必然产生的一定误差。此外，本文公开的所有范围应理解为包括其中所包含的任何及所有的子范围。例如，“小于10”的范围可包括最小值0和最大值10之间(并且包括该最小值0和最大值10)的任何及所有的子范围，即具有等于或大于0的最小值和等于或小于10的最大值的任何及所有的子范围，例如1-5。在某些情况下，所述参数的数值可采用负值。在该情况下，所述“小于10”的范围内的实例值，可为之前定义的数值及负值例如-1、-1.2、-1.89、-2、-2.5、-3、-10、-20、-30等。

对本领域技术人员来说，本发明的其他实施方案可通过考虑本文所公开的本发明的说明和实施显而易见。欲将所述说明和实施例仅认为是示例性的，本发明的真实范围和主旨通过以下权利要求书指明。

Claims

1.一种形成高导电部件的方法，该方法包括：

将一种含有多个含银纳米颗粒的液体组合物沉积到一种基质上形成组合物部件；

加热该组合物部件，从而形成一个高导电部件；和

将一种组合物剂施用于所述组合物部件，以使得能够降低加热步骤的温度，其中所述组合物剂在选自沉积步骤、沉积步骤之后加热步骤之前的步骤和加热步骤的一个步骤中施用。

2.权利要求1的方法，其中所述组合物剂包括一种选自羧酸、HCl、HNO₃、H₂SO₄和HPO₃的酸性组合物。

3.权利要求1的方法，其中所述多个含银纳米颗粒包括被酸稳定的含银纳米颗粒，并且所述组合物剂包括一种碱，所述碱包括NaOH或NH₄OH。

4.权利要求1的方法，其中所述基质包括玻璃、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

5.一种根据权利要求1的方法形成的高导电部件，具有约50nm至约10μm的厚度。

6.权利要求5的高导电部件，具有大于约1000S/cm的电导率。

7.一种形成高导电部件的方法，该方法包括：

将一种含有多个被有机胺稳定的含银纳米颗粒的液体组合物沉积到一种柔性基质上形成组合物部件；

在约140℃或更低的温度下加热该组合物部件；和

将一种酸性组合物施用于所述组合物部件，从而形成一个高导电部件；其中所述酸性组合物在选自沉积步骤、沉积步骤之后加热步骤之前的步骤和加热步骤的一个步骤中施用。

8.权利要求7的方法，其中所述有机胺选自丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十六烷胺、十一烷胺、十二烷胺、十三烷胺、十四烷胺、二氨基戊烷、二氨基己烷、二氨基庚烷、二氨基辛烷、二氨基壬烷、二氨基癸烷、二氨基辛烷、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、己基癸胺、甲基丙基胺、乙基丙基胺、丙基丁基胺、乙基丁基胺、乙基戊基胺、丙基戊基胺、丁基戊基胺、三丁胺、三己胺，及其混合物。

9.权利要求7的方法，其中将所述酸性组合物施用于所述组合物部件，与所述多个被有机胺稳定的含银纳米颗粒中的有机胺形成一种网状构造、复合物或盐。

10.一种形成高导电部件的方法，该方法包括：

将一种含有多个被有机胺稳定的含银纳米颗粒的液体组合物沉积到一种基质上形成一个或多个组合物部件，所述基质包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)；

在约120℃或更低的温度下对所述一个或多个组合物部件进行退火；和

将一种酸性组合物施用于所述一个或多个组合物部件，从而形成一个或多个高导电部件，其中所述酸性组合物在选自沉积步骤、沉积步骤之后加热步骤之前的步骤和加热步骤的一个步骤中施用。