TWI554562B - 金屬奈米纖維印墨、實質上透明的導體、及其製造方法 - Google Patents

金屬奈米纖維印墨、實質上透明的導體、及其製造方法 Download PDF

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Description

金屬奈米纖維印墨、實質上透明的導體、及其製造方法 【相關申請案之交互參照】
本申請案為2011年2月28日申請、發明者為Mark D.Lowenthal等人、名稱為「Metallic Nanofiber Ink,Substantially Transparent Conductor,and Fabrication Method」之美國臨時專利申請案第61/447,160號的非臨時轉換且根據35 U.S.C.第119節主張該專利申請案之權益及優先權，該專利申請案在此共同讓渡，其整體內容以引用的方式併入本文中，如同其全文在本文中闡述般具有相同的十足效力及作用，且具有對於所有共同揭示之標的物所主張之優先權。
本發明大體係關於用於製造實質上透明的導體之導電印墨及聚合物，且特定言之係關於金屬奈米纖維懸浮於液體或凝膠中且能夠被印刷之組成物，具有該等金屬奈米纖維之實質上透明的導電膜及製造品，及製造金屬奈米纖維懸浮於液體或凝膠中之組成物以形成金屬奈米纖維印墨之方法。
許多導電印墨包括於黏合劑或黏合介質中之微粒金屬，諸如銀或鋁。雖然該等印墨產生實質上導電且具有相對較低電阻抗(或電阻)之導體(當固化時)，但所得導體實質上不透明且不允許可見光譜或其他重要光譜(諸如紫外及紅外光譜)中的任何明顯量之光透射。
然而，多種應用中需要光學透明導體。舉例而言，製備光伏打及發光應用中之二極體的電接觸高度需要光學透明導體，以便與不透明導體相比，分別允許更大光輸入及光輸出。
典型可印刷透明導體雖然具有合理的光學透射率，但令人遺憾的是，當固化時通常具有相對較高的電阻抗及較低導電率，其中電阻典型地在800-1000或1000以上歐姆/平方之範圍內(例如聚乙烯-二氧噻吩)。另外，許多該等透明導體(例如氧化銦錫(ITO))需要特殊化沉積技術及極高溫度加工以降低阻抗，或當在所得設備中固化時，傾向於具有有限(若存在)可撓性。製造該等典型透明導體之印墨或聚合物包括例如聚乙烯-二氧噻吩(例如來自AGFA公司(Ridgefield Park,New Jersey,USA)之「Orgacon」)、聚-3,4-伸乙基二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸之組合(以Baytron P銷售且可購自Bayer AG(Leverkusen,Germany))、聚苯胺或聚吡咯聚合物、碳奈米管(CNT)及/或氧化銻錫(ATO)(ATO或其他物質與CNT一起典型地以粒子形式懸浮於各種黏合劑、聚合物或載劑中之任一者中)。
其他可印刷透明導體需要在印刷後進行其他重要加工。舉例而言，一些導體製成各別整體薄片或膜，其必須層合於基板上，且隨後圖案化以形成具有特定電連接的所需電絕緣導體，諸如經由蝕刻製程。其他可印刷透明導體亦需要在沉積後進行其他重要加工，諸如酸洗，隨後例如在軋輥中進行重要實體壓縮，以在形成導體之金屬奈米線 之間形成導電連接。其他可印刷透明導體當沉積時易碎，且可能進一步需要其他穩定化層以使所沉積但不穩定的金屬奈米線保持在適當位置。然而，此等類型之可印刷透明導體具有有限適用性，因為其不能容易地用於向已置於基板上且不應經受可能不能恢復的損壞處理(例如酸洗、蝕刻或壓縮力)之裝置(諸如二極體)提供電連接。
因此，仍需要如下導電印墨、聚合物或組成物，其可印刷且當固化時產生穩定、固定於適當位置並能夠向裝置提供電連接，且進一步提供相對較低電阻抗(或電阻)同時在可見光或其他光譜中允許實質性光透射的所得導體。另外，仍需要能夠在相對較低加工溫度下固化成穩定導體且適合於多種應用(諸如用於發光及光伏打面板中)之該種組成物。
例示性具體實例提供一種「金屬奈米纖維印墨」，亦即金屬奈米纖維之液體或凝膠懸浮液，其能夠印刷(諸如經由網版印刷或彈性凸版印刷)，以例如且不加限制，當固化或凝固時產生實質上透明且穩定的導體。例示性方法亦包含製造金屬奈米纖維印墨之方法，如下文更詳細論述，其將複數個金屬奈米纖維懸浮於能夠印刷之溶劑及黏性樹脂或聚合物混合物中以製造各種裝置，諸如發光二極體(LED)裝置及光伏打裝置。亦揭示藉由印刷該種金屬奈米纖維印墨所形成之例示性設備及系統。
例示性組成物包含複數個金屬奈米纖維，實質上所有 該等金屬奈米纖維均至少部分塗有聚合物或經聚合物官能化；第一溶劑；及黏度調節劑、樹脂或黏合劑。在各種例示性具體實例中，金屬奈米纖維之長度介於約1 μ與約250 μ之間且直徑介於約10 nm與約500 nm之間；或更特定言之，金屬奈米纖維之長度介於約10 μ與約150 μ之間且直徑介於約5 nm與約250 nm之間；或更特定言之，金屬奈米纖維之長度介於約10 μ與約100 μ之間且直徑介於約10 nm與約100 nm之間；或更特定言之，金屬奈米纖維之長度介於約10 μ與約80 μ之間且直徑介於約10 nm與約80 nm之間；或更特定言之，金屬奈米纖維之長度介於約1 μ與約60 μ之間且直徑介於約10 nm與約200 nm之間；或更特定言之，金屬奈米纖維之長度介於約10 μ與約70 μ之間且直徑介於約25 nm與約60 nm之間。最後，在各種其他例示性具體實例中，金屬奈米纖維之長度介於約40 μ與約60 μ之間且直徑介於約15 nm與約40 nm之間，及/或長度介於約10 μ與約25 μ之間且直徑介於約10 nm與約15 nm之間。
在另一例示性具體實例中，複數個金屬奈米纖維之縱橫比在約500：1至100：1之間。在另一例示性具體實例中，金屬奈米纖維之縱橫比在約400：1至200：1之間。在另一例示性具體實例中，金屬奈米纖維之縱橫比在約350：1至250：1之間。在另一例示性具體實例中，金屬奈米纖維之縱橫比在約350：1至275：1之間。
在一例示性具體實例中，複數個金屬奈米纖維包含至少一種選自由以下組成之群的金屬：鋁、銅、銀、金、鎳、 鈀、錫、鉑、鉛、鋅、其合金及其混合物。
在一例示性具體實例中，金屬奈米纖維經聚合物之塗層或部分塗層官能化。在另一例示性具體實例中，金屬奈米纖維經吡咯啶酮聚合物之塗層或部分塗層官能化。在另一例示性具體實例中，金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮(PVP)之塗層或部分塗層官能化，該塗層之量一般在經塗佈金屬奈米纖維之約0.09重量%至約0.20重量%之間。在各種其他例示性具體實例中，金屬奈米纖維經具有相對較低分子量之聚乙烯吡咯啶酮(PVP)的實質性或完整塗層官能化。在另一例示性具體實例中，金屬奈米纖維經分子量在約5,000 MW至約50,000 MW之間之聚乙烯吡咯啶酮的實質性或完整塗層官能化。其他類型之塗層或官能化(包括使用不同聚合物、聚合物之混合物或其他材料)亦在本發明之範疇內。
在一例示性具體實例中，第一溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：水；醇，諸如甲醇、乙醇、N-丙醇(包括1-丙醇、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇)、丁醇(包括1-丁醇、2-丁醇(異丁醇))、戊醇(包括1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇)、己醇(包括1-己醇、2-已醇、3-已醇)、辛醇、N-辛醇(包括1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇)、四氫糠醇(THFA)、環己醇、環戊醇、萜品醇；內酯，諸如丁內酯；醚，諸如甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚及聚醚；酮，包括二酮及環酮，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯丙酮、苯乙酮、環丙酮、異 佛爾酮、甲基乙基酮；酯，諸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、乙酸甘油酯、羧酸酯；二醇，諸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、二醇醚乙酸酯；碳酸酯，諸如碳酸伸丙酯；甘油類，諸如甘油；n-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃(THF)、二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基甲醯胺(NMF)、二甲亞碸(DMSO)；酸，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物。
在一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含聚乙烯吡咯啶酮(polyvinyl pyrrolidone)(亦已知為或稱為聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidinone))、聚乙烯醇或其混合物。在另一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含或進一步包含甲基纖維素樹脂，諸如羥基丙基甲基纖維素樹脂或羥基甲基纖維素樹脂或其混合物。在另一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含聚醯亞胺。
在一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚合物(或同等地，聚合前驅體或可聚合前驅體)，諸如聚乙烯吡咯啶酮(亦稱為或已知為聚乙烯吡咯烷酮)、聚乙烯醇、聚醯亞胺聚合物及共聚物(包括脂族、芳族及半芳族聚醯亞胺)、丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸酯聚合物及共 聚物；二醇，諸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、二醇醚乙酸酯；黏土，諸如鋰皂石黏土、膨潤土(garamite)黏土、經有機改質之黏土；醣及多醣，諸如瓜爾膠、三仙膠；纖維素及經改質纖維素，諸如羥基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羧基甲基纖維素、羥基乙基纖維素、乙基羥基乙基纖維素、纖維素醚、纖維素乙醚、聚葡萄胺糖；煙霧狀二氧化矽、二氧化矽粉末、經改質之脲；及其混合物。
在各種例示性具體實例中，組成物進一步包含不同於第一溶劑之第二溶劑。在一例示性具體實例中，第二溶劑為至少一種選自由以下組成之群的溶劑：水；醇，諸如甲醇、乙醇、N-丙醇(包括1-丙醇、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇)、丁醇(包括1-丁醇、2-丁醇(異丁醇))、戊醇(包括1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇)、己醇(包括1-己醇、2-已醇、3-已醇)、辛醇、N-辛醇(包括1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇)、四氫糠醇(THFA)、環己醇、環戊醇、萜品醇；內酯，諸如丁內酯；醚，諸如甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚及聚醚；酮，包括二酮及環酮，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮；酯，諸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、乙酸甘油酯、羧酸酯；二醇，諸如乙二醇、二 乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、二醇醚乙酸酯；碳酸酯，諸如碳酸伸丙酯；甘油類，諸如甘油；n-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃(THF)、二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基甲醯胺(NMF)、二甲亞碸(DMSO)；酸，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物。亦可使用其他不同的第三、第四或第四以上溶劑。
在一例示性具體實例中，金屬奈米纖維之存在量在約0.01重量%至3.0重量%之間。在各種其他例示性具體實例中，金屬奈米纖維之存在量在約0.03重量%至2.5重量%之間；或更特定言之，量在約0.05重量%至2.0重量%之間；或更特定言之，量在約0.05重量%至1.5重量%之間；量在約0.075重量%至1.0重量%之間；或更特定言之，量在約0.14重量%至0.75重量%之間；或更特定言之，量在約0.15重量%至0.55重量%之間；或更特定言之，量在約0.16重量%至0.35重量%之間；或更特定言之，量在約0.17重量%至0.32重量%之間；或更特定言之，量在約0.18重量%至0.30重量%之間；或更特定言之，量在約0.20重量%至0.29重量%之間；或更特定言之，量在約0.21重量%至0.25重量%之間。最後，在另一例示性具體實例中，金屬奈米纖維之存在量在約0.22重量%至0.24重量%之間。
在一例示性具體實例中，第一溶劑包含1-丁醇且存在 量為約3重量%至10重量%，且黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含聚醯亞胺且存在量為約0.75重量%至5重量%。
在另一例示性具體實例中，第一溶劑包含環己酮，存在量為約0.05重量%至99.95重量%，且黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含聚醯亞胺且存在量為約0.75重量%至5重量%。
在另一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含聚乙烯吡咯啶酮且存在量為約0.75重量%至5重量%，第一溶劑包含1-丁醇且第二溶劑包含環己醇，且第一溶劑之存在量為約3重量%至10重量%且第二溶劑之存在量為約50重量%至95重量%。
另一例示性組成物進一步包含存在量為約0.1重量%至2重量%之有機酸，該有機酸包含至少一種選自由以下組成之群的酸：羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；及其混合物。
另一例示性組成物進一步包含第三溶劑，該第三溶劑不同於第一溶劑及第二溶劑，該第三溶劑之存在量為約0.1重量%至10重量%。在一例示性具體實例中，第三溶劑為至少一種選自由以下組成之群的溶劑：酸，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物。
在一例示性具體實例中，第一溶劑之存在量為約1重量%至10重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、1-己醇、乙酸、環己酮、環戊酮及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約0.75重量%至5.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯吡咯啶酮與聚乙烯醇之混合物及/或聚醯亞胺；且第二溶劑之存在量為約1.75重量%至98.25重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物。亦可使用其他第三、第四或第四以上溶劑。亦揭示一種製備該組成物之方法，其中對於聚乙烯吡咯啶酮具體實例，該方法包含：將複數個金屬奈米纖維與例如1-丁醇及環己醇混合；將聚乙烯吡咯啶酮與環己醇混合；將聚乙烯吡咯啶酮與環己醇之混合物加熱至約80℃至約90℃之間；將聚乙烯吡咯啶酮與環己醇之混合物冷卻至約25℃；將複數個金屬奈米纖維與1-丁醇及環己醇之混合物添加至聚乙烯吡咯啶酮與環己醇之混合物中；及在標準溫度(約25℃)及壓力(約一個大氣壓)下在空氣氛圍中混合複數個金屬奈米纖維、1-丁醇、聚乙烯吡咯啶酮及環己醇約3至10分鐘。在一例示性具體實例中，亦添加約0.1%至2%之乙酸。
在另一例示性具體實例中，複數個金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮塗佈且複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；第一溶劑之存在量為約1重量% 至10重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約0.75重量%至5.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；且進一步包含存在量為約2.75重量%至97.25重量%之第二溶劑，其中該第二溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物。
在另一例示性具體實例中，複數個金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮塗佈且複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；第一溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約1.0重量%至4.5重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；且進一步包含存在量為約4.5重量%至95.5重量%之第二溶劑，其中該第二溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物。
在另一例示性組成物中，複數個金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮塗佈且複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；第一溶劑之存在量為約2.5重量%至 8.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約1.0重量%至4.5重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；進一步包含存在量為0.01重量%至5.0重量%之第二溶劑，該第二溶劑包含酸或鹼；且進一步包含存在量為約4.5重量%至95.4重量%之第三溶劑，其中該第三溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物。
在另一例示性組成物中，複數個金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮塗佈且複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；第一溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約1.0重量%至4.5重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；進一步包含存在量為0.01重量%至5.0重量%之第二溶劑，其中該第二溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：酸，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物；且進一步包含存 在量為約4.5重量%至95.4重量%之第三溶劑，其中該第三溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物。
在另一例示性具體實例中，複數個金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮塗佈且複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.18重量%至約0.3重量%；第一溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約1.0重量%至4.5重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；進一步包含存在量為0.1重量%至2.0重量%且包含羧酸之第二溶劑；且進一步包含存在量為約3.7重量%至96.3重量%之第三溶劑，該第三溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物。
在另一例示性組成物中，複數個金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮塗佈且複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；第一溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約1.0重量%至4.5重量%且選自由以下組成之群：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；進一步包含存在量為0.01 重量%至5.0重量%之第二溶劑，其中該第二溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：酸，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物；進一步包含存在量為約4.5重量%至95.4重量%之第三溶劑，該第三溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物；且其中組成物之黏度在25℃下實質上在約200 cps至約20,000 cps之間。
在另一例示性組成物中，複數個金屬奈米纖維經聚乙烯吡咯啶酮塗佈且複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；第一溶劑之存在量為約18重量%至28重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸及其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約1.4重量%至3.75重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；進一步包含存在量為0.001重量%至2重量%之第二溶劑，其中該第二溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-辛醇、乙酸、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇及其混合物；且進一步包含存在量為約20.4重量%至79.6重量%之第三溶劑，該第三溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及 其混合物。
在另一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約0.75重量%至5重量%且包含聚乙烯吡咯啶酮與聚乙烯醇之混合物。
另一例示性具體實例包含：複數個金屬奈米纖維，實質上所有金屬奈米纖維至少部分經聚乙烯吡咯啶酮塗佈，複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至約3.0重量%；第一溶劑；不同於該第一溶劑之第二溶劑；及黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其存在量為約0.75重量%至5.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；其中組成物之黏度在25℃下實質上在約200 cps至約20,000 cps之間。
在一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含聚乙烯吡咯啶酮，第一溶劑包含1-丁醇且第二溶劑包含環己醇。在另一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑包含聚醯亞胺且存在量為約0.75重量%至5重量%，且第一溶劑包含環己酮且存在量為約50重量%至99.99重量%。在另一例示性具體實例中，第一溶劑包含環己酮且第二溶劑包含交聯劑。在另一例示性組成物中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑之存在量為約0.75重量%至5重量%且包含聚乙烯吡咯啶酮與聚乙烯醇之混合物。
另一例示性具體實例包含：複數個金屬奈米纖維，實質上所有金屬奈米纖維至少部分經聚乙烯吡咯啶酮塗佈， 複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；第一溶劑，其存在量為約0.01重量%至10重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸及其混合物；第二溶劑，其存在量為約1.75重量%至98.25重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：環己醇、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物；及黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其存在量為約0.75重量%至5.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的黏度調節劑、樹脂或黏合劑：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其混合物；其中組成物之黏度在25℃下實質上在約200 cps至約20,000 cps之間。
亦揭示例示性組成物之組分之各種百分比及各種黏度。
在一例示性具體實例中，黏度調節劑、樹脂或黏合劑當乾燥或固化時實質上圍繞複數個金屬奈米纖維之各金屬奈米纖維之周邊形成聚合物或樹脂晶格或結構。在一例示性具體實例中，組成物當乾燥或固化時為實質上光學透明的。在另一例示性具體實例中，組成物之相對蒸發速率小於1，其中該蒸發速率係相對於速率為1之乙酸丁酯。
亦揭示一種使用該組成物之方法，其中該方法包含：印刷該組成物以形成電接觸。
亦揭示一種例示性設備，其包含：包埋於聚合物中之複數個金屬奈米纖維；其中該聚合物包含至少一種選自由以下組成之群的聚合物：聚乙烯吡咯啶酮、聚醯亞胺及其 混合物。
在一例示性具體實例中，固化或聚合之樹脂或聚合物包含聚乙烯吡咯啶酮或聚乙烯吡咯啶酮與聚乙烯醇之混合物。在另一例示性具體實例中，固化或聚合之樹脂或聚合物包含纖維素樹脂，諸如羥基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羧基甲基纖維素、羥基乙基纖維素或其混合物。在另一例示性具體實例中，固化或聚合之樹脂或聚合物包含聚醯亞胺。
例示性設備可進一步包含：至少微量之溶劑；及/或至少微量之黏度調節劑；及/或至少微量之界面活性劑。
本發明之許多其他優點及特徵將自以下實施方式及其具體實例、自申請專利範圍及自附圖變得顯而易知。
本發明之目的、特徵及優點將在參考以下揭示內容並結合附圖考慮時而更容易理解，其中在不同視圖中使用類似參考數字標識相同組件，且其中在不同視圖中使用具有字母符號之參考數字標識所選組件具體實例之其他類型、示例或變化。
雖然本發明容許有許多不同形式之具體實例，但圖式中展示且本文將詳細地描述其特定例示性具體實例，其中應瞭解，本發明應視為本發明之原理的例證且不欲將本發明限於所說明之特定具體實例。就此而言，在詳細解釋至 少一個符合本發明之具體實例之前，應瞭解本發明之應用不限於構建之詳情及上文與下文所述、圖式中所說明或如實施例中所述之組件的配置。符合本發明之方法及設備適於其他具體實例且能夠以多種方式實施及進行。此外，應瞭解本文所用之措辭及術語以及下文所包括之摘要係出於描述之目的且不應視為構成限制。
本發明之例示性具體實例提供金屬奈米纖維100之液體及/或凝膠懸浮液，其能夠印刷，且可在本文中同等地稱為「金屬奈米纖維印墨」，應瞭解「金屬奈米纖維印墨」意謂且表示金屬奈米纖維之液體及/或凝膠懸浮液(亦同等地稱為金屬奈米線)，諸如例示性金屬奈米纖維100。本發明之一例示性方法亦包含製造金屬奈米纖維印墨之方法，如下文更詳細地論述，其將複數個金屬奈米纖維100懸浮於能夠印刷之一或多種溶劑及黏性樹脂或聚合物混合物中，以例如當固化或凝固時產生實質上透明的導體，諸如用於製造例如且不限於基於LED之裝置及光伏打裝置。亦揭示藉由印刷該種例示性金屬奈米纖維印墨所形成之例示性導體、設備及系統。
本文所揭示之金屬奈米纖維印墨可沉積、印刷或以其他方式塗覆於任何基板、裝置上，或可沉積、印刷或以其他方式塗覆於任何種類之任何產品上或形成任何種類之任何產品，包括發光、光伏打面板、電子顯示器(諸如電腦、電視機、標牌及行動裝置顯示器)、包裝、用於產品包裝之標誌或記號，或作為任何其他產品或裝置(諸如消費產品、 個人產品、企業產品、工業產品、建築學產品、建築產品等)之導體。金屬奈米纖維印墨可印刷於基板、裝置、物品或其包裝上，作為該物品、包裝或兩者之功能性或裝飾性組件。在一個具體實例中，金屬奈米纖維印墨以記號形式印刷且與發光二極體組合。在另一具體實例中，金屬奈米纖維印墨經印刷以形成用於發光二極體或光伏打二極體之電接觸。在另一具體實例中，金屬奈米纖維印墨經印刷以形成用於任何兩個、三個或三個以上終端裝置(諸如電晶體或RFID標籤)之電接觸。物品或包裝可由任何消費者可接受之材料形成。
舉例而言且不加限制，本文所揭示之金屬奈米纖維印墨可用於形成用於以下美國專利申請案、美國專利及PCT專利申請案中所提及並揭示之設備、方法及系統的任何透明或其他形式的導體或導電層，該等專利各自之全部內容以引用的方式併入本文中，其程度如同其全文在本文中闡述般具有相同的十足效力及作用，且具有對於所有共同揭示之標的物所主張之優先權(個別地且共同地稱為「相關專利申請案」)：美國專利申請案第13/223,279號；美國專利申請案第13/223,286號；美國專利申請案第13/223,289號；美國專利申請案第13/223,293號；美國專利申請案第13/223,294號；美國專利申請案第13/223,297號；美國專利申請案第13/223,302號；美國專利申請案第12/753,888號；美國專利申請案第12/753,887號；美國專利第7,719,187號；美國專利第7,972,031號；美國專利第7,992,332號； 美國專利申請案第12/560,334號；美國專利申請案第12/560,340號；美國專利申請案第12/560,355號；美國專利申請案第12/560,364號；美國專利申請案第12/560,371號；美國專利申請案第13/025,137號；美國專利申請案第13/025,138號；PCT專利申請案第PCT/US2011/50168號；PCT專利申請案第PCT/US2011/50174號。
圖1為說明例示性實質上透明的導體(或導電設備)150具體實例之透視圖。圖2為說明該例示性實質上透明的導體(或導電設備)150之橫截面圖(穿過圖1之20-20'平面)。圖3為例示性實質上透明的導體(或導電設備)150A具體實例之照片。圖4為說明例示性官能化金屬奈米纖維100B具體實例之透視圖。圖5為說明例示性官能化金屬奈米纖維100B具體實例之橫截面圖(穿過圖4之30-30'平面)。另外，參看圖1-5，熟習此項技術者亦應認識到，各種圖係出於描述及解釋之目的，並不按比例繪製，且另外可能並不說明金屬奈米纖維100之任何實際或較佳密度或曲率；舉例而言且不加限制，金屬奈米纖維100之密度與曲率皆可能顯著大於圖1、2、4及5中所說明者，且金屬奈米纖維印墨之各種密度及百分比更詳細描述於下文。
參看圖1-2，例示性金屬奈米纖維100說明為至少部分主要包埋於聚合或固化之聚合物或樹脂110(下文更詳細地論述)中，其在一定程度上可能亦可包括如下文更詳細地論述的殘餘量或微量之金屬奈米纖維印墨的其他組分，諸如視固化時間而定，以形成例示性實質上透明的導體(或 導電設備)150。例示性導體(或導電設備)150典型地為實質上透明的導電膜、層狀結構、條帶、電極、金屬線或導電線或跡線，其具有任何形狀或形式因數，諸如相關專利申請案中所說明及論述者，不過其他導體(或導電設備)150形狀及形式因數視為等效的且在本發明之範疇內。實質上透明的導體(或導電設備)150以圖1中之例示性導電線或金屬線說明。例示性設備150A在圖3之照片中說明，其中例示性金屬奈米纖維100A之長度大約在約二十微米至六十微米(10 μ-60 μ)之間且直徑大約在約二十奈米至一百奈米(10-120 nm)之間。
實質上透明的導體(或導電設備)150可沉積以具有任何寬度及長度，其中所得深度在一定程度上取決於金屬奈米纖維印墨之黏度及金屬奈米纖維100之尺寸(長度及直徑)。參看圖2，在例示性具體實例中，實質上透明的導體(或導電設備)150在固化或乾燥後一般具有實質上較薄的形式因數，當所塗覆之金屬奈米纖維印墨的黏度大約為500 cps，使用長度大約在約二十微米至六十微米(10 μ-60 μ)之間且直徑大約在約二十奈米至一百奈米(10-120 nm)之間的金屬奈米纖維100時，一般厚度(或深度)在約100 nm至300 nm之間，或更特定言之厚度在約150 nm至250 nm之間，或更特定言之在約175 nm至225 nm之間，或更特定言之厚度大約為約200 nm。因此，許多金屬奈米纖維100變得且至少部分暴露於實質上透明的導體(或導電設備)150之表面上。
參看圖4，例示性金屬奈米纖維100可具有多種形狀及尺寸，且一般或大致呈圓柱狀或桿狀，其中各種橫截面形狀中之任一者(諸如圖4中所說明之六角形桿狀)亦可為實心或空心(管狀)，且一般長度尺寸實質上大於直徑尺寸(亦稱為各向異性)，亦即縱橫比大於1。如圖4中所說明，舉例而言且不加限制，例示性金屬奈米纖維100B之直徑(或橫截面)實質上呈具有複數個實質上直邊之六角形，且另外如所說明沿其長度尺寸可具有一或多種曲率。如下文更詳細地論述，完整、實質性或至少一部分聚合物塗層125或其他官能化在圖4中說明且以橫截面形式在圖5中說明。如上文所提及，在第一例示性具體實例中，例示性金屬奈米纖維100A之長度可大約為約10 μ至約100 μ且直徑大約為約10 nm至約120 nm。更特定言之，在各種例示性具體實例中，金屬奈米纖維之長度及直徑可改變，例如：複數個金屬奈米纖維之長度可介於約1 μ與約250 μ之間且直徑可介於約10 nm與約500 nm之間；或更特定言之，長度可介於約10 μ與約150 μ之間且直徑可介於約5 nm與約250 nm之間；或更特定言之，長度可介於約10 μ與約100 μ之間且直徑可介於約10 nm與約100 nm之間；或更特定言之，長度可介於約10 μ與約80 μ之間且直徑可介於約10 nm與約80 nm之間；或更特定言之，長度可介於約1 μ與約60 μ之間且直徑可介於約10 nm與約200 nm之間；或更特定言之，長度可介於約10 μ與約70 μ之間且直徑可介於約25 nm與約60 nm之間；或更特定言之，複數個金屬奈米纖 維之長度可介於約40 μ與約60 μ之間且直徑可介於約15 nm與約40 nm之間及/或長度可介於約10 μ與約25 μ之間且直徑可介於約10 nm與約15 nm之間。
另外，用於金屬奈米纖維印墨之金屬奈米纖維100之長度的選擇亦可視待使用之印刷類型而定。舉例而言且不加限制，對於網版印刷，金屬奈米纖維100之長度可經選擇用於網版或篩網之孔隙或孔洞尺寸，以通過網版且不會變得捕捉於網版中。
在各種例示性具體實例中，舉例而言且不加限制，複數個金屬奈米纖維之縱橫比可在約500：1至100：1之間。在各種其他例示性具體實例中，複數個金屬奈米纖維之縱橫比可在約400：1至200：1之間；縱橫比可在約350：1至250：1之間；及/或縱橫比可在約350：1至275：1之間，全部亦為舉例且不加限制。在長度尺寸實質上大於直徑(或寬度)尺寸之情況下，諸如長度為直徑之10倍至約6000倍，例示性金屬奈米纖維100具有一定剛性，但亦具有可撓性，其有助於彼此形成電接觸以形成任何形式因數之導電膜、跡線或線，並如相關專利申請案中所說明有助於與其他系統組件(諸如二極體)形成電接觸，以向此等其他系統組件提供相應電連接。
例示性金屬奈米纖維100之尺寸可例如使用光學顯微鏡(其亦可包括量測軟體)進行量測。作為其他實例，例示性金屬奈米纖維100之尺寸可使用例如掃描電子顯微鏡(SEM)或Horiba之LA-920進行量測。Horiba LA-920儀器 使用低角度夫朗和費繞射(low-angle Fraunhofer Diffraction)及光散射之原理來量測粒子稀溶液中之粒度及分佈，諸如當於金屬奈米纖維印墨中實施時。所有粒度均依據其數量平均粒子直徑及長度進行量測，因為在製造金屬奈米纖維時可能存在顯著離群值。
例示性金屬奈米纖維100可包含多種材料，且稱為「金屬」以指示實質上高電導率。在一例示性具體實例中，舉例而言且不加限制，金屬奈米纖維100包含單獨或彼此組合(諸如合金)之一或多種金屬(例如鋁、銅、銀、金、鎳、鈀、錫、鉑、鉛、鋅等)。亦可利用不同類型之導體及/或導電化合物或材料(例如印墨、聚合物、碳奈米管、元素金屬等)之組合來形成金屬奈米纖維100。可組合多層及/或多種類型之金屬或其他導電材料以形成金屬奈米纖維100。
如圖5中所說明，例示性金屬奈米纖維100亦可經多種化合物官能化以幫助其分散於液體或凝膠中。在一例示性具體實例中，金屬奈米纖維100藉由具有聚合物之完整或全部塗層、實質性塗層或至少一部分塗層125進行官能化，例如且不加限制，以便有助於金屬奈米纖維100分散於金屬奈米纖維印墨中(亦舉例而言)，該聚合物包括諸如聚乙烯吡咯啶酮(「PVP」)之吡咯啶酮聚合物或任何其他聚合物。
例示性金屬奈米纖維100可使用當前已知或將來開發之任何製造技術製造。包括呈具有PVP塗層之官能化形式 的金屬奈米纖維之例示性金屬奈米纖維100(諸如銀奈米纖維)可購得且已自若干供應商獲得，包括NanoGap Subnmparticles,Spain,US及UK，其在San Francisco,California USA具有辦事處；Blue Nano公司，Charlotte及Cornelius,North Carolina USA；Zhejiang Kechuang Advanced Materials Technology有限公司，Zhejiang,China；及ACS Material LLC，其在Medford,Massachusetts及Ames,Iowa,USA具有辦事處。舉例而言，例示性金屬奈米纖維100包括自Zhejiang Kechuang Advanced Materials Technology有限公司獲得之AW030銀纖維。
金屬奈米纖維印墨實施例1：一種組成物，其包含：複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚合物之至少一部分塗層；溶劑；及黏度調節劑。
金屬奈米纖維印墨實施例2：一種組成物，其包含：複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚合物之至少一部分塗層；溶劑化劑；及黏度調節劑。
金屬奈米纖維印墨實施例3：一種組成物，其包含： 複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚合物之至少一部分塗層；潤濕溶劑或再潤濕溶劑；及黏度調節劑。
金屬奈米纖維印墨實施例4：一種組成物，其包含：複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑；第一黏度調節劑；及第二黏著促進溶劑或第二黏著黏度調節劑。
金屬奈米纖維印墨實施例5：一種組成物，其包含：複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑，其具有相對較高的熔點且在室溫(約25℃)下包含固體；第一黏度調節劑；第二黏著促進溶劑或第二黏著黏度調節劑；及第三溶劑，其降低該熔點且在室溫(約25℃)下使該第一溶劑液化。
金屬奈米纖維印墨實施例6：一種組成物，其包含：複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈 米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層且長度介於約40 μ與約60 μ之間且直徑介於約25 nm與約35 nm之間；第一溶劑，其具有相對較高的熔點且在室溫(約25℃)下包含固體；黏度調節劑；第二黏著促進溶劑；及第三溶劑，其降低該熔點且在室溫(約25℃)下使該第一溶劑液化。
金屬奈米纖維印墨實施例7：一種組成物，其包含：複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑，其包含環己醇或環己酮；黏度調節劑，其包含聚乙烯吡咯啶酮或聚醯亞胺；第二黏著促進溶劑，其包含乙酸；及第三溶劑，其包含1-丁醇、n-甲基吡咯啶酮或環戊酮。
在各種例示性具體實例中，諸如在實施例1-7及以下其他實施例中，金屬奈米纖維印墨包含複數個官能化金屬奈米纖維100，各自或大部分具有聚合物(諸如PVP)之至少一部分塗層，且其分散於溶劑(諸如環己醇、1-丁醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、環戊酮、乙酸、乙醇、1-戊醇或1-己醇)及黏度調節劑(諸如PVP)中。可等效地使用一或多種溶劑(如第一、第二或第三溶劑)，例如且不加限制： 水；醇，諸如甲醇、乙醇、N-丙醇(包括1-丙醇、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇)、丁醇(包括1-丁醇、2-丁醇(異丁醇))、戊醇(包括1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇)、己醇(包括1-己醇、2-已醇、3-已醇)、辛醇、N-辛醇(包括1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇)、四氫糠醇(THFA)、環己醇、環戊醇、萜品醇；內酯，諸如丁內酯；醚，諸如甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚及聚醚；酮，包括二酮及環酮，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮；酯，諸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、乙酸甘油酯、羧酸酯；二醇，諸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、二醇醚乙酸酯；碳酸酯，諸如碳酸伸丙酯；甘油類，諸如甘油；n-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃(THF)、二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基甲醯胺(NMF)、二甲亞碸(DMSO)；酸，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物。另外，溶劑亦可充當黏度調節劑且反之亦然，舉例而言且不加限制，諸如環己醇、萜品醇及n-甲基吡咯啶酮。
在各種例示性具體實例中，基於至少兩種性質或特徵選擇第一(或第二)溶劑。溶劑之第一特徵為其可溶於黏合劑、黏度調節劑或黏著黏度調節劑(諸如PVP、PVA、甲 氧基纖維素或羥基丙基甲基纖維素樹脂)中或使其溶解之能力。第二特徵或性質為其蒸發速率，其應足夠緩慢以允許金屬奈米纖維印墨之足夠網版滯留(對於網版印刷)或滿足其他印刷參數。在各種例示性具體實例中，例示性蒸發速率小於1(<1，為與乙酸丁酯相比之相對速率)，或更特定言之介於0.0001與0.9999之間。
可使用一或多種黏度調節劑、黏合劑、樹脂或增稠劑(作為黏度調節劑)，例如且不加限制：聚合物(或同等地，聚合前驅體或可聚合前驅體)，諸如聚乙烯吡咯啶酮(亦稱為或已知為聚乙烯吡咯烷酮)、聚乙烯醇、聚醯亞胺聚合物及共聚物(包括脂族、芳族及半芳族聚醯亞胺)、丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸酯聚合物及共聚物；二醇，諸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、二醇醚乙酸酯；黏土，諸如鋰皂石黏土、膨潤土黏土、經有機改質之黏土；醣及多醣，諸如瓜爾膠、三仙膠；纖維素及經改質之纖維素，諸如羥基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羧基甲基纖維素、羥基乙基纖維素、乙基羥基乙基纖維素、纖維素醚、纖維素乙醚、聚葡萄胺糖；煙霧狀二氧化矽(諸如Cabosil)、二氧化矽粉末及經改質之脲，諸如BYK® 420(購自BYK Chemie有限公司)；及其混合物。如上文所提及，一些黏度調節劑亦可充當溶劑且反之亦然，諸如各種二醇，且因此包括於例示性溶劑及黏度調節劑之各種清單 中。在下文所論述之若干實施例中，使用可購自Dow Chemical公司(www.dow.com)及Hercules Chemical公司(www.herchem.com)之E-3及E-10纖維素樹脂。在一例示性具體實例中，所用PVP之分子量在約50,000 MW至約3000,000 MW之間，或更特定言之在約100,000 MW至2,000,000 MW之間，或更特定言之在約500,000 MW至1,500,000 MW之間，或更特定言之在約750,000 MW至1,250,000 MW之間，而PVA之分子量為約133,000 MW，或更通常在約50,000 MW至250,000 MW之間，且可獲自Polysciences公司，Warrington,Pennsylvania USA。如Lewis等人之專利申請公開案第US 2003/0091647號中所述，可使用其他黏度調節劑，以及添加粒子以控制黏度。亦可使用其他黏度調節劑或黏合劑。如上文所提及，金屬奈米纖維100經分子量在約5,000 MW至約50,000 MW之間之聚乙烯吡咯啶酮(PVP)的實質性、完整或至少一部分塗層官能化。
參看金屬奈米纖維印墨實施例1-7及下文所述之其他實施例，在本發明之範疇內存在多種例示性金屬奈米纖維印墨組成物。一般而言，如在實施例1中，金屬奈米纖維100之液體懸浮液包含複數個官能化金屬奈米纖維100，第一溶劑(諸如1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇、乙酸或本文所論述之其他溶劑)(其亦可為如實施例5-7中之黏著促進溶劑)，及黏度調節劑、樹脂或黏合劑(諸如上文所論述者，其亦可為如實施例5中之黏著黏度調節劑、樹脂或黏合劑)；且如在實施例2及3中， 金屬奈米纖維100之液體懸浮液包含複數個官能化金屬奈米纖維100，溶劑化劑或潤濕溶劑或再潤濕溶劑(諸如本文所論述之第二溶劑中之一者)，及黏度調節劑、樹脂或黏合劑。更特定言之，諸如在實施例4-7中，金屬奈米纖維100之液體懸浮液包含複數個官能化金屬奈米纖維100，第一溶劑(諸如1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、1-己醇或乙酸)，黏度調節劑、樹脂或黏合劑(或同等地，黏性化合物、黏性樹脂、黏性試劑、黏性聚合物、黏性樹脂、黏性黏合劑、增稠劑及/或流變改質劑)(諸如PVP或聚醯亞胺)，及第二黏著促進溶劑或第二黏著黏度調節劑，以提供黏度在室溫(約25℃)下介於約100厘泊(cps)與20,000 cps之間或更佳在室溫(約25℃)下在約200-1000厘泊(cps)之間或對於可網版印刷印墨而言更佳在室溫(約25℃)下在約400-600厘泊(cps)之間(或在冷凍溫度(例如5-10℃)下在約500 cps至60,000 cps之間)的金屬奈米纖維印墨。視黏度而定，所得組成物可同等地稱為金屬奈米纖維之液體或凝膠懸浮液，且對液體或凝膠之任何提及應理解為意謂且包括另一者。
另外，金屬奈米纖維印墨之所得黏度一般將視待利用之印刷方法的類型而變化且亦可視金屬奈米纖維組成物及尺寸而變化。舉例而言，用於網版印刷之金屬奈米纖維印墨的黏度可在室溫下介於約100厘泊(cps)與25,000cps之間，或更特定言之在室溫下介於約200厘泊(cps)與5,000 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約200厘泊(cps) 與1,000 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約300厘泊(cps)與800 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約400厘泊(cps)與600 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約450厘泊(cps)與550 cps之間。亦舉例而言，用於彈性凸版印刷之金屬奈米纖維印墨的黏度可在室溫下介於約100厘泊(cps)與10,000 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約200厘泊(cps)與4,000 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約500厘泊(cps)與3,000 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約1,800厘泊(cps)與2,200 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約2,000 厘泊(cps)與6,000 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約2,500厘泊(cps)與4,500 cps之間，或更特定言之在室溫下介於約2,000厘泊(cps)與4,000 cps之間。
可以多種方式量測黏度。出於比較之目的，本文中黏度之各種指定及/或主張範圍已使用布絡克菲爾德黏度計(Brookfield viscometer)(可購自Brookfield Engineering Laboratories,Middleboro,Massachusetts,USA)，在約200帕斯卡之剪切應力(或更通常介於190帕斯卡與210帕斯卡之間)下，在約25℃之水夾套中，使用軸SC4-27，以約10 rpm(或更通常介於1 rpm與30 rpm之間，例如但不加限制，尤其對於冷凍流體而言)之速度量測。
參看金屬奈米纖維印墨實施例4-7，金屬奈米纖維100之液體懸浮液可進一步包含第二黏著促進溶劑或第二黏著黏度調節劑，亦即上文所提及之任何溶劑或黏度調節劑， 其具有額外黏著促進性質，包括改質基板表面以允許或促進金屬奈米纖維印墨及所得膜或跡線(150)之黏著。該種黏著促進溶劑或黏著黏度調節劑可提供以下任一者：使金屬奈米纖維100黏著於另一導體(例如二極體接觸)；使膜或跡線(150)黏著於基板(例如在裝置製造(例如印刷)期間)，諸如塑膠、玻璃、矽、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等；及/或用於使金屬奈米纖維100保持在設備(150、150A)中之適當位置的基礎結構(例如聚合)(當乾燥或固化時)。雖然提供該黏著力，但該種黏度調節劑、樹脂或黏合劑亦應具有一些自金屬奈米纖維100彼此之纖維間接觸去濕(亦即自不同金屬奈米纖維100之間的接觸點去濕)且由此有助於降低設備150之薄層電阻的能力。該等黏著、黏度及去濕性質為甲氧基纖維素或其他纖維素樹脂已用於各種例示性具體實例中之原因。另外，對基板之該黏著促進亦為諸如乙酸(或另一酸或鹼)之溶劑可用於例示性具體實例中之原因。其他適合黏度調節劑或黏合劑亦可憑經驗選擇。
黏度調節劑、樹脂或黏合劑之其他性質亦適用且在本發明之範疇內。第一，該種黏度調節劑、樹脂或黏合劑應在所選溫度下防止懸浮之金屬奈米纖維100沉降出來或防止金屬奈米纖維100產生硬結塊，且可能另外允許在較輕攪動或攪拌下相對容易地使金屬奈米纖維100再分散。第二，該種黏度調節劑、樹脂或黏合劑應有助於在設備(150、150A)製造期間以均一方式印刷金屬奈米纖維100。第三， 黏度調節劑、樹脂或黏合劑亦可在印刷製程期間用以緩衝或以其他方式保護金屬奈米纖維100。
參看實施例2-7，金屬奈米纖維100之液體懸浮液可進一步包含第二溶劑(實施例4-7)或溶劑化劑或潤濕溶劑(實施例2及3)，其中下文更詳細地論述許多實施例。該種(第一或第二)溶劑選擇為潤濕劑(同等地，溶劑化劑)或再潤濕劑或黏著促進劑以有助於金屬奈米纖維100與其他裝置(諸如二極體或電晶體)之間及金屬奈米纖維100自身之間的電阻或電接觸，亦舉例而言且不加限制。
金屬奈米纖維100之液體或凝膠懸浮液的其餘部分一般為另一第二溶劑(諸如環己醇、環己酮、環戊酮)及/或第三溶劑(或第四或第四以上)(諸如1-丁醇、n-甲基吡咯啶酮或去離子水)，且本文對百分比之任何描述應假設金屬奈米纖維100之液體或凝膠懸浮液的其餘部分為該種第二、第三或第四溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、n-甲基吡咯啶酮、1-丁醇或水，且所有所述之百分比均以重量而非體積或一些其他度量計。亦應注意，各種金屬奈米纖維印墨懸浮液可能全部在典型大氣壓環境下混合，而無需任何特定空氣組成或其他所含或過濾環境。
溶劑選擇亦可基於溶劑之極性。在一例示性具體實例中，諸如醇之第一溶劑可選擇為極性或親水性溶劑，以有助於在設備150、150A製造期間金屬奈米纖維100及其他導體之去濕，同時伴隨能夠可溶於黏度調節劑中或使黏度調節劑溶解。
例示性金屬奈米纖維印墨之另一適用性質在於乾燥或固化之金屬奈米纖維印墨在可見波長下實質上透明，以實質上允許或不干擾由諸如LED之裝置所產生的可見光之發射。不同密度之金屬奈米纖維100的各種透射率百分比及相應薄層電阻提供於下表I中且說明於圖7中。
如上文所論述，特性化例示性金屬奈米纖維印墨之另一方式係基於金屬奈米纖維100之尺寸。如實施例6中所說明，金屬奈米纖維100之長度一般可在約40-60微米之間，且直徑在約25 nm至約35 nm之間。如先前所論述，亦可提供其他尺寸範圍。
金屬奈米纖維印墨之特徵亦可為其電性質。舉例而言，與例如絕緣黏合劑形成對比，金屬奈米纖維100可例如懸浮於至少一種實質上非絕緣載劑或溶劑中。
金屬奈米纖維印墨實施例8：一種組成物，其包含：複數個金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮之至少一部分塗層；第一溶劑，其包含約1%至10% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、1-己醇或乙酸或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約0.75%至5.0% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第二溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例9： 一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑，其包含約2.5%至8% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、1-己醇或乙酸或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.0%至4.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第二溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例10：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑，其包含約2.5%至8% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；第二溶劑，其包含約0.01%至5%酸或鹼或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.0%至4.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例11：一種組成物，其包含： 約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑，其包含約2.5%至8%第一醇；第二溶劑，其包含約0.01%至5%酸或鹼或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.0%至4.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含不同於該第一醇之第二醇。
金屬奈米纖維印墨實施例12：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑，其包含約2.5%至8% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；第二溶劑，其包含約0.01%至5%酸或鹼，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；或鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.0%至4.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例13：一種組成物，其包含：約0.18%至0.3%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；約2.5%至8% 1-丁醇；約0.1%至2%乙酸；約1.0%至4.5%聚乙烯吡咯啶酮；及其餘部分包含環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇或丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例14：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維；第一溶劑，其包含約3%至28% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.4%至3.75% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第二溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例15：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維；第一溶劑，其包含約3.0%至7% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、1-己醇或乙酸或其混合物； 黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.4%至3.75% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；第二溶劑，其包含約0.001%至2% 1-辛醇、乙酸、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇、氫氧化鉀或氫氧化鈉或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例16：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維；第一溶劑，其包含約2.5%至28% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、1-己醇、乙酸、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇、二乙二醇或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約0.05%至5.0%纖維素樹脂，諸如羥基甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、丙基甲基纖維素、甲氧基纖維素、甲氧基甲基纖維素、甲氧基丙基甲基纖維素、羥基丙基甲基纖維素、羧基甲基纖維素、羥基乙基纖維素、乙基羥基乙基纖維素或其混合物；第二溶劑，其包含約5%至50%正丙醇、2-丙醇、丙二醇或二乙二醇或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如1-甲氧基-2-丙醇、環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例17： 一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維100；第一溶劑，其包含約18%至28% 2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、乙醇、二乙二醇、1-戊醇或1-己醇或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.5%至2.5%纖維素樹脂，諸如丙氧基甲基纖維素、甲氧基纖維素或羥基丙基纖維素樹脂或其混合物；第二溶劑，其包含約15%至25%正丙醇、2-丙醇或二乙二醇或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如(去離子)水、1-甲氧基-2-丙醇、環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例18：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維100；第一溶劑，其包含約2.0%至10.0% n-甲基吡咯啶酮、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、乙醇、二乙二醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；第一黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約0.75%至5.0% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；第二黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約7%至12% α-萜品醇；第二溶劑，其包含約1%至5%正丙醇、2-丙醇或二乙二 醇或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如n-甲基吡咯啶酮、環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例19：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維100；第一溶劑，其包含約18%至28% n-甲基吡咯啶酮、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇、1-丁醇、乙醇、二乙二醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；第一黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約0.75%至5.0% PVP、聚乙烯醇(PVA)或聚醯亞胺或其混合物(例如於n-甲基吡咯啶酮中之約60% PVA及40% PVP或約80% PVA及20% PVP)；及其餘部分包含第二溶劑，諸如n-甲基吡咯啶酮、環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例20：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；第一溶劑，其包含約2.5%至8% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；第二溶劑，其包含約0.01%至5%乙酸、硝酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、氫氧化銨、氫氧化鈉或氫氧化鉀或其混合 物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.0%至4.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物；其中組成物之黏度在25℃下實質上在約200 cps至約20,000 cps之間。
金屬奈米纖維印墨實施例21：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層且長度介於約40 μ與約60 μ之間且直徑介於約25 nm與約35 nm之間；複數個金屬粒子，其在任何尺寸上均為約20-30 nm；第一溶劑，其包含約2.5%至8% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；第二溶劑，其包含約0.01%至5%酸或鹼或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.0%至4.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例22：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上 所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；複數個碳奈米管；第一溶劑，其包含約2.5%至8% 1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮或1-己醇或其混合物；第二溶劑，其包含約0.01%至5%乙酸、硝酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸、氫氧化銨、氫氧化鈉或氫氧化鉀或其混合物；黏度調節劑、樹脂或黏合劑，其包含約1.0%至4.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺或其混合物；及其餘部分包含第三溶劑，諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例23：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；約0.5%至5.0%聚醯亞胺；及其餘部分包含酮，包括二酮及環酮，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮或其混合物。
金屬奈米纖維印墨實施例24：一種組成物，其包含：約0.01%至3.0%複數個官能化金屬奈米纖維，實質上 所有該等金屬奈米纖維均具有聚乙烯吡咯啶酮聚合物之至少一部分塗層；約1.0%至4.5%聚醯亞胺；及其餘部分包含環己酮。
參看金屬奈米纖維印墨實施例8-24，在一例示性具體實例中，複數個(官能化)金屬奈米纖維100懸浮於第一溶劑(諸如1-丁醇、乙醇、1-戊醇、1-己醇、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇、環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯、二乙二醇或n-甲基吡咯啶酮、上文所論述之其他溶劑或其混合物)中，以使得官能化金屬奈米纖維100典型地包含約3重量%至10重量%之間的此中間混合物，例如4重量%至5重量%金屬奈米纖維100懸浮於包含約80%環己醇及約20% 1-丁醇之溶劑混合物中。接著可添加第一或第二溶劑以使官能化金屬奈米纖維100之百分比(以重量計)進一步降低約50-75%，至約0.01%至3.0%官能化金屬奈米纖維100之間。亦可添加諸如乙酸之第三溶劑。典型地在80-90℃下，使用葉輪或攪拌珠粒將包含約1.0%至8.5% PVP、聚乙烯醇或聚醯亞胺之黏度調節劑、樹脂或黏合劑溶解於第一或第二溶劑(諸如環己醇、環己酮、環戊酮、環戊醇、丁內酯、1-丁醇、乙醇、1-戊醇或1-己醇、上文所論述之其他黏度調節劑、樹脂或黏合劑或其混合物)中，接著使其冷卻至室溫。(對於批料之間的一致性，PVP典型地在使用之前加熱及乾燥，且以本文所述之所有PVP重量百分比反映)。接著將於第一(或第二)溶劑中之金屬 奈米纖維100添加至黏度調節劑、樹脂或黏合劑混合物中，在標準大氣壓下及在室溫(約25℃)下(其進一步用以避免對金屬奈米纖維100之PVP官能化造成任何傷害或破壞)，用螺旋葉輪以中等速度(以避免損壞金屬奈米纖維100)混合3至10分鐘(此視批量規模而定)。
使用環己醇及1-丁醇之此調配物的特定優點在於金屬奈米纖維100及溶劑(諸如1-丁醇)之各種百分比可彼此獨立地調整。
黏度調節劑、樹脂或黏合劑向金屬奈米纖維100提供足夠黏度，使得其實質上維持於懸浮液中且不會自液體或凝膠懸浮液沉降出來，尤其在冷凍下。
亦可添加第二或第三(或第四)溶劑(諸如去離子水)以調整相對百分比並降低黏度，此可能為必要或合乎需要的。另外，可等效利用之其他第一、第二或第三溶劑包括例如且不加限制：水；醇，諸如甲醇、乙醇、N-丙醇(包括1-丙醇、2-丙醇(異丙醇或IPA)、1-甲氧基-2-丙醇)、丁醇(包括1-丁醇、2-丁醇(異丁醇))、戊醇(包括1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇)、己醇(包括1-己醇、2-已醇、3-已醇)、辛醇、N-辛醇(包括1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇)、四氫糠醇(THFA)、環己醇、環戊醇、萜品醇；內酯，諸如丁內酯；醚，諸如甲基乙基醚、乙醚、乙基丙基醚及聚醚；酮，包括二酮及環酮，諸如環己酮、環戊酮、環庚酮、環辛酮、丙酮、二苯甲酮、乙醯丙酮、苯乙酮、環丙酮、異佛爾酮、甲基乙基酮；酯，諸如乙酸乙酯、己二酸二甲酯、丙二醇 單甲醚乙酸酯、戊二酸二甲酯、丁二酸二甲酯、乙酸甘油酯、羧酸酯；二醇，諸如乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、二醇醚、二醇醚乙酸酯；碳酸酯，諸如碳酸伸丙酯；甘油類，諸如甘油；n-甲基吡咯啶酮、乙腈、四氫呋喃(THF)、二甲基甲醯胺(DMF)、N-甲基甲醯胺(NMF)、二甲亞碸(DMSO)；酸，包括有機酸，諸如羧酸、二羧酸、三羧酸、烷基羧酸、乙酸、乙二酸、苯六甲酸、甲酸、氯乙酸、苯甲酸、三氟乙酸、丙酸、丁酸；鹼，諸如氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀；及其混合物。
雖然一般各種金屬奈米纖維印墨以上述順序混合，但亦應注意，各種第一溶劑、黏度調節劑、第二溶劑及第三溶劑(諸如水)可以其他順序添加或混合在一起，其任何及全部順序均在本發明之範疇內。
作為選擇，可利用用於印刷之其他界面活性劑或不起泡劑，但適當功能及例示性印刷並不需要。
圖6為說明用於製造金屬奈米纖維印墨之例示性方法具體實例的流程圖，且提供適用概述。該方法始於(起始步驟200)將金屬奈米纖維100懸浮或分散於第一溶劑中，步驟205。接著用第一或第二溶劑溶解黏度調節劑或黏合劑或將兩者混合，步驟210，視必要或需要進行加熱，隨後冷卻至室溫(約25℃)。方法接著將於第一溶劑中之金屬奈米纖維100添加至黏度調節劑或黏合劑與第一或第二溶劑之混合物中，步驟215。可使用第一、第二或第三溶劑(諸如去離子水)調整任何重量百分比，步驟220。在步驟225中， 方法接著在室溫(約25℃)下，在空氣氛圍下，將複數個金屬奈米纖維100、第一溶劑、黏度調節劑或黏合劑、第二溶劑與任何其他第一、第二或第三溶劑混合約3-10分鐘，其中所得黏度在約200 cps至約25,000 cps之間，例如對於網版印刷為500 cps。方法可接著結束，返回，步驟230。亦應注意，如上文所述，步驟205、210及220可以其他順序進行，且可按需要重複，且亦可利用視情況選用之其他混合步驟。
其他組分亦可包括於金屬奈米纖維印墨中，諸如CNT或微粒材料。舉例而言，在實施例21之具體實例中，亦已添加金屬粒子，諸如大小為任何尺寸為約20-30 nm之銀奈米粒子，諸如實質上球形或橢圓形，可以010奈米銀購自Ink Tec(Korea)。當亦包括該等粒子時，亦可作為固化製程之一部分，在約130℃下燒結所印刷之膜(下文論述)以使粒子偶合於金屬奈米纖維100。亦舉例而言，在實施例22之具體實例中，亦已添加碳奈米管，諸如購自SouthWest NanoTechnologies公司，Norman,Oklahoma,USA的於液體載劑中之碳奈米管。應注意，為增加穩固性，實施例之各種固化金屬奈米纖維印墨可用如下文所論述之聚合物的穩定uv可固化密封劑加印。
乾燥或固化之金屬奈米纖維印墨實施例1：一種組成物，其包含：複數個金屬奈米纖維100；及固化或聚合之樹脂或聚合物。
乾燥或固化之金屬奈米纖維印墨實施例2：一種組成物，其包含：複數個金屬奈米纖維100；固化或聚合之樹脂或聚合物；及至少微量之溶劑。
乾燥或固化之金屬奈米纖維印墨實施例3：一種組成物，其包含：複數個金屬奈米纖維100；固化或聚合之樹脂或聚合物；至少微量之溶劑；及至少微量之界面活性劑。
接著金屬奈米纖維印墨可以任何圖案(例如呈薄片、保形塗層、線或金屬線形式)沉積(諸如漏印(through printing))至約4 μ-25 μ之濕膜厚度，此視印刷或其他沉積之類型(諸如網版或彈性凸版印刷)而定，且更佳至約16 μ，諸如經由使用280-500目聚酯或塗有PTFE或不鏽鋼網版之網版印刷，該網版具有足夠大的開放區域以允許較長金屬奈米纖維100實質上自由通過網版，且揮發性或蒸發性組分散逸，諸如經由加熱、uv固化、輻射固化或任何乾燥製程，以例如且不加限制，在固化或聚合之樹脂或聚合物中留下金屬奈米纖維100。視所選黏度調節劑、樹脂或聚合物而定，可進行聚合物之固化或聚合物前驅體之聚合，且另外可進行交聯，諸如藉由將交聯劑添加至各種例示性組成物中。
在一例示性具體實例中，接著藉由使用勻變固化，以約65℃至約140-160℃(諸如至多約150℃)開始加熱約4-6分鐘而使濕膜固化或聚合。在於此等溫度下且使用上述例示性溶劑組合(例如環己醇、環己酮、環戊酮、1-丁醇、n-甲基吡咯啶酮)之該固化期間，金屬奈米纖維100之PVP官能化使金屬奈米纖維100去濕或拉離金屬奈米纖維100，以使得足夠數目之金屬奈米纖維100彼此形成直接接觸以形成導電篩網且在下表1中所論述及說明之各種薄層電阻下提供足夠傳導率，並進一步提供與其他系統組件之電接觸，一般無插入或夾入之PVP或來自金屬奈米纖維100上之PVP塗層的其他干擾。作為另一結果，設備150不需要進一步加工(諸如經由軋輥壓縮)以在相對較低的薄層電阻下具有足夠導電率，同時維持實質性透明度。如在乾燥或固化之金屬奈米纖維印墨實施例1中，剩餘乾燥或固化之金屬奈米纖維印墨一般包含複數個金屬奈米纖維100及固化或聚合之樹脂或聚合物(如上文所提及，其一般使金屬奈米纖維100固定或保持在適當位置)。如在乾燥或固化之金屬奈米纖維印墨實施例2及3中所說明，雖然揮發性或蒸發性組分(諸如第一及/或第二溶劑及/或界面活性劑)實質上散逸，但可能殘餘微量或較多量。如本文中所使用，「微量」之成分應理解為大於零且小於或等於當最初沉積時最初存在於金屬奈米纖維印墨中之成分之量的5%之量。
當使用環己醇作為溶劑且使用相對較高分子量PVP作為黏度調節劑、樹脂或黏合劑(例如750,000 MW至1250,000 MW)時，已使用實施例7-13之調配物憑經驗觀察到若干新穎、高度有益且協同的作用。第一，在室溫下在金屬奈米纖維印墨中使用環己醇不會使相對較低分子量的PVP塗層(官能化)溶解或以其他方式自金屬奈米纖維100移除，並且在室溫下使較高分子量的PVP聚合物維持於溶液中。此促進金屬奈米纖維印墨之長保存期限，因為金屬奈米纖維100上之PVP塗層(官能化)用以防止金屬奈米纖維100聚結，從而在金屬奈米纖維印墨儲存期間之任何沉降後允許相對容易的再分散，諸如簡單地震盪印墨瓶或其他容器。
第二，在上文對於使所沉積之金屬奈米纖維印墨固化所述的高溫下，金屬奈米纖維印墨中之環己醇使相對較低分子量的PVP塗層(官能化)溶解或以其他方式自金屬奈米纖維100移除，從而允許金屬奈米纖維100彼此直接接觸，而無任何插入PVP，並由此降低設備150、150A之薄層電阻。第三，環己醇亦有助於減少或移除金屬奈米纖維100表面上之氧化物形成，此亦提高金屬奈米纖維100彼此接觸之品質。第四，在上述固化製程期間，固化之PVP(作為黏度調節劑、樹脂或黏合劑)傾向於迫使金屬奈米纖維100在一起，此亦增強纖維間接觸並降低設備150、150A之薄層電阻。
固化之金屬奈米纖維印墨(形成設備150、150A)導致乾燥之膜厚度在約80 nm至約300 nm之間，諸如約200 nm。對於較厚的光學透射導電膜(150、150A)，可加印或以其他方式沉積其他金屬奈米纖維印墨層。例示性電阻率 為約15-60歐姆/平方，而光學透射率為約93%至高於約97%，此視調配物而定，其中如下表1中所說明，較高百分比之金屬奈米纖維100降低電阻並且降低光學透射率。圖7中說明在使用基於實施例13之此等調配物、上文所提及之AW030金屬奈米纖維且使用305目網版印刷進行沉積之情況下電阻率相對於透射率之圖。應注意，表1中之濁度資料係基於擬合至實測濁度資料(而非實際或原始濁度資料)的線性模型。
如上文所提及，金屬奈米纖維100亦可進行音波處理以使較長金屬奈米纖維100斷裂為較短金屬奈米纖維100。 具有較長及較短金屬奈米纖維100之所得金屬奈米纖維100混合物可用於製造較好且較具可撓性的表面覆蓋，並改良與其他裝置(例如二極體)之電接觸。
如設備150、150A所說明之所得實質上光學透射導電膜典型地包含包埋於黏合劑、樹脂或聚合物中之金屬奈米纖維100(自黏度調節劑、樹脂或黏合劑之固化產生)，諸如用PVP、PVA或聚醯亞胺包埋或纏絡之金屬奈米纖維100，其可能亦具有殘餘量或微量之其他金屬奈米纖維印墨組分，諸如上文所提及之各種溶劑或其他添加劑。接著可視必要或需要加印光學透射導電膜(150、150A)，諸如印刷或沉積其他層或特徵，諸如磷光體、穩定或密封層(例如DuPont 5018或Nazdar 3529聚合物)，或如下文更詳細地論述及相關應用中之其他組件。
可使用任何類型之沉積製程。因此，如本文中所使用，「沉積(deposition)」包括此項技術中已知之任何及所有印刷、塗佈、輥軋、噴霧、分層、濺鍍、塗鋪、旋轉澆鑄(或旋塗)、氣相沉積、層合、貼附及/或其他沉積製程，無論有影響或無影響。「印刷(printing)」包括此項技術中已知之任何及所有印刷、塗佈、輥壓、噴霧、分層、旋塗、層合及/或貼附製程，無論有影響或無影響，且特定而言包括例如且不限於網版印刷、噴墨印刷、電光印刷、電印墨印刷、光阻劑及其他抗蝕劑印刷、熱印刷、雷射噴墨印刷、磁性印刷、移印、彈性凸版印刷、混合平版印刷、凹板印刷及其他凹紋印刷。所有該等製程均視為本文之沉積製程且可利用。例示性沉積或印刷製程不需要顯著製造控制或限制。不需要特定溫度或壓力。一些潔淨室內空氣或過濾空氣可為適用的，但可能程度符合已知印刷或其他沉積製程 之標準。然而，對於一致性，諸如形成各種具體實例之各種依次沉積之層的適當對準(重合)，可能需要相對恆定的溫度(可能存在下文所論述之例外)。另外，所用之各種化合物可含於各種聚合物、黏合劑或其他分散劑中，其可進行熱固化或乾燥，在周圍條件下風乾，或進行IR或uv固化。
亦應注意，一般對於本文各種化合物之任何應用，諸如漏印或其他沉積，亦可控制表面性質或表面能，諸如經由使用抗蝕劑塗層或藉由以其他方式調節該種表面之「可濕性」，例如藉由調節親水性、疏水性或電學(正電荷或負電荷)特徵，或例如藉由電暈處理。結合待沉積之化合物、懸浮液、聚合物或印墨的特徵(諸如表面張力)，可使所沉積之化合物黏著於所需或所選位置，且有效地避開其他區域。
舉例而言且不加限制，將複數個金屬奈米纖維100懸浮於使用任何蒸發性或揮發性有機或無機化合物(諸如水、醇、醚等)之液體、半液體或凝膠載劑中，該化合物亦可包括黏著性組分，諸如樹脂及/或界面活性劑或其他流動助劑。在一例示性具體實例中，舉例而言且不加限制，如上文實施例中所述懸浮複數個金屬奈米纖維100。亦可利用界面活性劑或流動助劑，諸如辛醇、甲醇、異丙醇或去離子水，且亦可使用黏合劑，諸如含有實質上或相對較小的鎳珠(例如1微米)之各向異性導電黏合劑(其在壓縮及固化後提供導電性且可用以改良或增強例如歐姆接觸之形成)，或任何其他uv、熱或空氣可固化黏合劑或聚合物， 包括下文更詳細論述者(且其亦可用於介電化合物、透鏡等)。
由固化或乾燥之金屬奈米纖維印墨形成的光學透射導電膜(150、150A)可用於多種應用中，亦即涉及導體、導電印墨或聚合物或更佳光學透射導體之應用。各種應用亦說明於相關申請案中，其以全文引用的方式併入本文中。許多其他應用對於熟習此項技術者將顯而易知。
可向光學透射導電膜具體實例150提供各種紋理，諸如具有相對光滑的表面，或相反粗糙或銳利的表面，或經工程改造之微軋花結構(例如可購自Sappi有限公司)，以潛在地改良其他層之黏著及/或促進隨後與其他組件(諸如二極體120)形成歐姆接觸。在沉積其他組件之前亦可對光學透射導電膜具體實例150給與電暈處理，此可傾向於移除可能已形成之任何氧化物，並且促進隨後形成歐姆接觸。熟習電子或印刷技術者應認識到可形成光學透射導電膜具體實例150之方式的無數變化，其中所有該等變化均視為等效的且在本發明之範疇內。另外，舉例而言，對於其他各種具體實例，光學透射導電膜具體實例150可沉積為單一或連續層，諸如經由塗佈或印刷。
如自本發明可顯而易知，例示性設備150、150A可設計並製造成高度可撓且可變形，可能甚至可摺疊、可拉伸且可能耐磨，而非硬質的。舉例而言且不加限制，例示性設備150、150A可包含可撓性、可摺疊且耐磨布料，或可撓性燈，或壁紙燈。在該可撓性之情況下，例示性設備150、 150A可經輥軋，諸如海報，或類似一張紙進行摺疊，且當再打開時具有完整功能。亦舉例而言，在該可撓性之情況下，例示性設備150、150A可具有許多形狀及尺寸，且經組態用於多種風格及其他美觀性目的中之任一者。與先前技術裝置相比，該種例示性設備150、150A亦顯著更具彈性。
儘管本發明已關於其特定具體實例進行描述，但此等具體實例僅為說明性的且不限制本發明。在本文之描述中，提供許多特定詳情，諸如電子組件、電子及結構連接、材料及結構變化之實例，以提供對本發明之具體實例的充分瞭解。然而，熟習相關技術者應認識到，本發明之一具體實例可在無一或多個特定詳情之情況下實施或使用其他設備、系統、總成、組件、材料、零件等實施。在其他情況下，未具體展示或詳細描述熟知結構、材料或操作以避免模糊本發明之具體實例的態樣。熟習此項技術者應進一步認識到，可利用其他或等效方法步驟，或其可與其他步驟組合，或可以不同順序進行，任何及所有該等情況均在所主張之本發明的範疇內。另外，各圖未按比例繪製且不應視為具限制性。
在本說明書通篇中，提及「一個具體實例」、「一具體實例」或特定「具體實例」意謂結合該具體實例描述之特定特徵、結構或特性包括在至少一個具體實例中且未必在所有具體實例中，且此外未必指同一具體實例。此外，任何特定具體實例之特定特徵、結構或特性可以任何適合方 式及以與一或多個其他具體實例之任何適合組合進行組合，包括使用所選特徵而不相應使用其他特徵。另外，可進行許多修改以使特定應用、情形或材料適於本發明之基本範疇及精神。應瞭解，根據本文之教示，可能存在本文所述及說明之本發明具體實例的其他變化及修改且其將視為本發明之精神及範疇的一部分。
亦應瞭解，圖中所描繪之一或多個元件亦可以更分開或整合之方式實施，或甚至在某些情況下移除或使得不可操作，此根據特定應用可能為適用的。整合形成之組件組合亦在本發明之範疇內，尤其對於個別組件之分開或組合不清楚或難辨別的具體實例。另外，本文中使用術語「耦聯(coupled)」(包括其各種形式，諸如「耦聯(coupling)」或「可耦聯(couplable)」)意謂且包括任何直接或間接電、結構或磁性耦聯、連接或附接，或用於該種直接或間接電、結構或磁性耦聯、連接或附接之適應或能力，包括整合形成之組件及經由另一組件耦聯之組件。
本文所揭示之尺寸及值不應理解為嚴格限於所述精確數值。實情為，除非另外規定，否則各該尺寸欲意謂所述值與圍繞該值之功能等效範圍。舉例而言，揭示為「40 mm」之尺寸欲意謂「約40 mm」。
實施方式中所列舉之所有文獻均在相關部分中以引用的方式併入本文中；任何文獻之引用均不應理解為承認其為本發明之先前技術。就本文件中術語之任何含義或定義與以引用的方式併入本文中之文件中相同術語的任何含義 或定義相矛盾的情況下，應以本文件中賦予該術語之含義或定義為準。
此外，除非另外特定說明，否則圖式/圖中之任何符號箭頭應僅視為例示性的且不具限制性。步驟之組件組合亦將視為在本發明之範疇內，尤其當分開或組合之能力不清楚或可預見時。除非另有指示，否則如本文及以下整個申請專利範圍中所使用，轉折術語「或(or)」一般欲意謂「及/或(and/or)」，其具有連接與轉折含義(且不限於「異或(exclusive or)」含義)。除非本文另外明確指示，否則如本文及以下整個申請專利範圍中所使用，「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個指示物。此外，除非本文另外明確指示，否則如本文及以下整個申請專利範圍中所使用，「在......中(in)」之含義包括「在......中」及「在......上(on)」。
本發明之所說明具體實例的以上描述(包括發明內容或摘要中所述之內容)不欲為詳盡的或將本發明限於本文所揭示之確切形式。自上文應觀察到，許多變化、修改及取代為預期的且可在不脫離本發明之新穎概念的精神及範疇情況下實施。應瞭解，意欲對本文所說明之特定方法及設備無限制或應推斷出無限制。當然，意欲由隨附申請專利範圍涵蓋在申請專利範圍之範疇內的所有該等修改。
20-20'‧‧‧平面
30-30'‧‧‧平面
100‧‧‧金屬奈米纖維
100A‧‧‧金屬奈米纖維
100B‧‧‧官能化金屬奈米纖維
110‧‧‧聚合或固化之聚合物或樹脂
125‧‧‧完整、實質性或至少一部分聚合物塗層
150‧‧‧實質上透明的導體(或導電設備)
150A‧‧‧實質上透明的導體(或導電設備)
200‧‧‧起始步驟
205‧‧‧步驟
210‧‧‧步驟
215‧‧‧步驟
220‧‧‧步驟
225‧‧‧步驟
230‧‧‧返回步驟
圖1為說明一例示性設備具體實例之透視圖。
圖2為說明該例示性設備具體實例之橫截面圖。
圖3為用一例示性金屬奈米纖維印墨製造之一例示性 設備具體實例的放大880倍之照片。
圖4為說明一例示性官能化金屬奈米纖維具體實例之透視圖。
圖5為說明一例示性官能化金屬奈米纖維具體實例之橫截面圖。
圖6為說明用於金屬奈米纖維印墨製造之一例示性方法具體實例的流程圖。
圖7為說明用一例示性金屬奈米纖維印墨製造之一例示性設備具體實例的薄層電阻及光學透射率之圖解。
20-20'‧‧‧平面
100‧‧‧金屬奈米纖維
110‧‧‧聚合或固化之聚合物或樹脂
150‧‧‧實質上透明的導體(或導電設備)

Claims (14)

  1. 一種製備實質上透明之導體的方法，其包含：將一種組成物沉積成圖案，該組成物在25℃下具有200cps至20,000cps之間的黏度，該組成物包含：複數個金屬奈米纖維，實質上所有金屬奈米纖維均至少部分經第一聚合物塗佈，該第一聚合物包含具有少於約50,000之第一分子量的聚乙烯吡咯啶酮(PVP)；第一溶劑環己醇；第二溶劑，其不同於該第一溶劑；及第二聚合物或聚合前軀體，其與該環己醇及第二溶劑混合且包含具有大於約500,000之第二分子量的聚乙烯吡咯啶酮(PVP)；以一或多個階段將該組成物勻變固化，其係藉由將該組成物加熱到至高140-160℃而形成該透明之導體。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中複數個金屬奈米纖維之長度介於約1μ與約250μ之間且直徑介於約10nm與約500nm之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中複數個金屬奈米纖維包含至少一種選自由以下組成之群的金屬：鋁、銅、銀、金、鎳、鈀、錫、鉑、鉛、鋅、其合金及其混合物。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約0.75重量%至5重量%。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二溶劑包含 1-丁醇且其存在量為約3重量%至10重量%且該第一溶劑環己醇之存在量為約50重量%至95重量%。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含存在量為約0.1重量%至2重量%之有機酸，有機酸包含羧酸。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中第二溶劑包含醇。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第二溶劑之存在量為約1重量%至10重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、1-己醇、n-甲基吡咯啶酮、乙酸、環己酮、環戊醇、丁內酯及其混合物；其中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約0.75重量%至5.0重量%；且該第一溶劑之存在量為約1.75重量%至98.25重量%。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；其中該第二溶劑之存在量為約1重量%至10重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、環戊醇、丁內酯、1-己醇、乙酸及其混合物；其中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約0.75重量%至5.0重量%；且該第一溶劑之存在量為約2.75重量%至97.25重量%。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；其中該第二溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含至少一 種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、環戊醇、丁內酯、1-己醇、乙酸及其混合物；其中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約1.0重量%至4.5重量%；且該第一溶劑之存在量為約4.5重量%至95.5重量%。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；其中該第二溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含醇；其中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約1.0重量%至4.5重量%；進一步包含不同於該第一及第二溶劑且存在量為0.01重量%至5.0重量%之第三溶劑，其中第三溶劑包含羧酸；且該第一溶劑之存在量為約4.5重量%至95.4重量%。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.18重量%至約0.3重量%；其中該第二溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、環戊醇、丁內酯、1-己醇及其混合物；其中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約1.0重量%至4.5重量%；進一步包含存在量為0.1重量%至2.0重量%且包含羧酸之第三溶劑；且該第一溶劑之存在量為約3.7重量%至96.3重量%。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；其中該第二溶劑之存在量為約2.5重量%至8.0重量%且包含醇；其 中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約1.0重量%至4.5重量%；且進一步包含不同於該第一及第二溶劑且存在量為0.01重量%至5.0重量%之第三溶劑，其中該第三溶劑包含羧酸；該第一溶劑之存在量為約4.5重量%至95.4重量%；且其中組成物之黏度在25℃下在200cps至20,000cps之間。
  14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該複數個金屬奈米纖維之存在量為約0.01重量%至3.0重量%；其中該第二溶劑之存在量為約18重量%至28重量%且包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-丁醇、乙醇、1-戊醇、n-甲基吡咯啶酮、環己酮、環戊醇、丁內酯、1-己醇、乙酸及其混合物；其中該第二聚合物或聚合前軀體之存在量為約1.4重量%至3.75重量%；進一步包含不同於該第一及第二溶劑且存在量為0.001重量%至2重量%之第三溶劑，其中該第三溶劑包含至少一種選自由以下組成之群的溶劑：1-辛醇、乙酸、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇及其混合物；且該第一溶劑之存在量為約20.4重量%至79.6重量%。
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