包含金属纳米结构的可靠且持久的导电膜制造技术

描述了由导电纳米结构构成的可靠且持久的导电膜。在长时间且强烈的光暴露后，导电膜显示基本不变的薄膜电阻。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】描述了由导电纳米结构构成的可靠且持久的导电膜。在长时间且强烈的光暴露后，导电膜显示基本不变的薄膜电阻。【专利说明】包含金属纳米结构的可靠且持久的导电膜相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§ 119(e)要求2009年5月5日提交的第61/175,745号美国临时申请的权益，其中该临时申请其整体以引用的形式并入本文中。背景
该公开涉及可靠且持久的导电膜，特别涉及在强烈且持久的光暴露下表现出可靠电特性并且能够经受物理应力的导电膜以及形成所述导电膜的方法。_5] 相关领域的描述导电纳米结构由于其亚微米尺寸而能够形成薄的导电膜。通常该薄的导电膜是光透明的，也称为“透明导体”。由导电纳米结构构成的薄膜、例如氧化铟锡(ITO)膜能够用作平板电致变色显示器中的透明电极以及用作抗静电层和电磁波屏蔽层，所述显示器例如液晶显示器、等离子显示器、触摸式面板、电致发光装置和薄膜光电池。共同未决且共同所有的第11/504，822号、第11/871，767号和第11/871，721号美国专利申请描述了通过互连各向异性的导电纳米结构而形成的透明导体，例如金属纳米线。如ITO膜，纳米结构基透明导体特别可用作透明电极，例如在电致变色显示器中连接至薄膜晶体管的那些，所述显示器包括平板显示器和触摸屏。另外，纳米结构基透明导体也适于用作滤色镜和偏光器上的涂层等等。上述共同未决的申请其整体以引用的形式并入本文中。亟需提供可靠且持久的纳`米结构基透明导体以满足优质显示器系统不断增加的需求。简述描述了由导电纳米结构构成的可靠且持久的导电膜。一个实施方案提供了导电膜，其包含:包括多个金属纳米结构的金属纳米结构网络层，在暴露于至少85°C的温度下至少250小时，所述导电膜的薄膜电阻的变化不超过20%。在多种其它实施方案中，导电膜也暴露于85%的湿度下。在其它实施方案中，导电膜在暴露于至少85°C的温度下至少250小时其薄膜电阻的变化不超过10%，或者在暴露于至少85°C的温度下至少500小时其薄膜电阻的变化不超过10%，或者在暴露于至少85°C的温度下和不超过2%的湿度下至少1000小时其薄膜电阻的变化不超过10%，在多种实施方案中，所述导电膜包含具有小于2000ppm的银络合离子的银纳米结构网络层，其中所述银络合离子包括硝酸根离子、氟离子、氯离子、溴离子、碘离子或其组口 ο在其它实施方案中，所述导电膜包含小于370ppm的氯离子。在其它实施方案中，所述导电膜还包含第一缓蚀剂。在另一实施方案中，所述导电膜还包含覆盖在金属纳米结构网络层上的罩面层，其中所述罩面层包含第二缓蚀剂。另一实施方案提供了导电膜，其包含:银纳米结构网络层，其包括多个银纳米结构和零至小于2000ppm的银络合离子。在其它实施方案中，所述银纳米结构为被纯化以除去硝酸根离子、氟离子、氯离子、溴离子、碘离子或其组合的银纳米线。在其它实施方案中，所述导电膜还包含一种或多种粘度调节剂，并且其中所述粘度调节剂为被纯化以除去硝酸根离子、氟离子、氯离子、溴离子、碘离子或其组合的HPMC。在某些实施方案中，所述导电膜为不感光的并且在30000流明的光强度下在400小时后薄膜电阻的变化不超过20%。另一实施方案提供了方法，其包括:提供银纳米结构的水介质悬浮液；向所述悬浮液中添加能够与银离子形成银络合物的配体；使所述悬浮液形成包含银纳米结构的沉淀物和具有卤离子的上清液；以及将所述具有卤离子的上清液与所述银纳米结构分离。在其它实施方案中，所述配体为氢氧化铵(NH4OH)、氰离子(CN_)或硫代硫酸根离子(S2O3)。另一实施方案提供了纯化的油墨制剂，其包含:多个银纳米结构；分散剂；以及每0.05w/w%的多个银纳米结构,不多于0.5ppm的银络合离子。在其它实施方案中，所述纯化的油墨制剂包含被纯化以除去硝酸根离子、氟离子、氯离子、溴离子、碘离子或其组合的银纳米线。在其它实施方案中，所述纯化的油墨制剂还包含缓蚀剂。附图的若干角度的简述在附图中，相同的标记号表示类似的元素或行为。附图中元素的尺寸和相对位置不必按比例绘制。例如，不按比例绘制多种元素的形状和角度，并且任意扩大和放置这些元素中的某些以增加附图易读性。另外，绘制的元素的特定形状不旨在表达关于特定元素实际形状的任何信息，并且在附图中为了易于识别而仅选择绘制的元素的特定形状。图1示出由纯化的银纳米线与未纯化的银纳米线构成的导电膜相比的薄膜电阻变化的对比结果。图2示出由纯化的羟丙基甲基纤维素(HPMC)与未纯化的HPMC构成的导电膜相比的薄膜电阻变化的对比结果。图3和4示出在各自的油墨制剂中，具有缓蚀剂与没有缓蚀剂的导电膜相比的薄膜电阻变化的对比结果。图5和6示出在各自的罩面层中，具有缓蚀剂与没有缓蚀剂的导电膜相比的薄膜电阻变化的对比结果。专利技术详述互连导电纳米结构能够形成纳米结构网络层，其中能够通过连续的物理接触在纳米结构间建立一种或多种电传导通路。这种方法也称为渗透。必须存在足够的纳米结构以达到电渗透阈值使得整个网络变为导电的。电渗透阈值由此为临界值，高于该临界值能够实现长范围连通性。典型地，电渗透阈值与纳米结构网络层中的导电纳米结构的装填密度或浓度有关。导电纳米结构如本文所用的“导电纳米结构”或“纳米结构”通常是指电传导的纳米尺度的结构，其至少一个尺寸为小于500nm,更优选小于250nm、100nm、50nm或25nm。纳米结构能够为任何形状或几何形状。在某些实施方案中，各向同性地形成纳米结构(即，纵横比=1)。典型的各项同性纳米结构包括纳米颗粒。在优选的实施方案中，各向异性地形成纳米结构(即，纵横比古I)。如本文所用，纵横比是指纳米结构的长和宽(或直径)之间的比例。各向异性的纳米结构通常具有沿其长度方向的纵轴。示例性的各向异性纳米结构包括如本文所定义的纳米线和纳米管。纳米结果能为实心或空心的。实心纳米结构例如包括纳米颗粒和纳米线。“纳米线”因此是指实心各向异性纳米结构。典型地，每一纳米线的纵横比(长:直径)大于10，优选大于50，更优选大于100。典型地，纳米线的长度大于500nm，或大于I μ m,或大于10 μ m。空心纳米结构例如包括纳米管。典型地，纳米管的纵横比(长:直径)大于10，优选大于50，并且更优选大于100。典型地，纳米管的长度大于500nm，或者大于I μ m,或者大于 10 μ m。纳米管能够由任何电传导材料构成。最典型地，导电材料为金属。金属材料能够为单质金属(例如过渡金属)或金属化合物(例如金属氧化物)。金属化合物也能够为双金属材料或金属合金，其包括两种或多种类型的金属。适当的金属包括但不限于银、金、铜、镍、镀金的银、钼和钯。导电材料也能够为非金属，例如碳或石墨(碳的同素异形体)。导电腊为了制备纳米结构网络层，能够将纳米结构的液体分散体沉积在底物上，然后进行干燥或固化操作。液体分散体也称为“油墨组合物”或“油墨制剂”。所述油墨组合物通常包含纳米结构(例如金属纳米线)、液体载体(或分散剂)和任选的促进在底物上的纳米结构分散和/或纳米结构固定的作用剂。这些作用剂典型地为非挥发性的，并且包括表面活性剂、粘度调节剂等。在共同未决的第11/504,822号美国专利申请中描述了示例性的油墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
方法，其包括：提供银纳米结构的水性介质悬浮液；向所述悬浮液中添加能够与银离子形成银络合物的配体；使所述悬浮液形成包含所述银纳米结构的沉淀物和具有卤离子的上清液；以及从所述银纳米结构中分离所述具有卤离子的上清液。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔马克·阿莱曼德，弗络瑞恩·普舍尼茨卡，特里萨·拉莫斯，加莱那·塞帕，
申请(专利权)人：凯博瑞奥斯技术公司，
类型：发明
国别省市：