[发明专利]熔合金属纳米结构网络和具有还原剂的熔合溶液

说明书

技术领域

本发明涉及熔合纳米结构金属网络。另外，本发明涉及使用氧化剂和/或还原剂将金属纳米线熔合成纳米结构网络的熔合方法。熔合纳米结构金属网络可以有效用于形成透明导电膜。

背景技术

功能性膜可以在一系列情形中提供重要功能。举例来说，导电膜对于在静电可能是不良或危险时耗散静电来说可以是重要的。光学膜可以用于提供各种功能，例如偏振、抗反射、相移、亮度增强或其它功能。高品质显示器可以包含一或多个光学涂层。

透明导体可以用于数种光电子应用，包括例如触摸屏、液晶显示器(LCD)、平板显示器、有机发光二极管(OLED)、太阳电池和智慧型窗户。历史上，氧化铟锡(ITO)已经因其在较高导电率下相对较高的透明度而成为所选材料。然而，ITO存在数种缺陷。举例来说，ITO是需要使用溅镀沉积的脆性陶瓷，溅镀是一种涉及高温和真空的制造工艺，并且因此相对较慢并且并不成本有效。另外，已知ITO在可挠性衬底上易于开裂。

发明内容

在第一方面中，本发明涉及一种形成熔合金属纳米结构网络的方法，所述方法包含使金属纳米线与熔合溶液接触。在一些实施例中，熔合溶液包含还原剂来源和金属离子来源。接触步骤将金属离子有效还原成其相应金属元素，从而将金属纳米线熔合在一起以形成熔合金属纳米结构网络。

在其它方面中，本发明涉及一种形成熔合金属纳米结构网络的方法，所述方法包含辐射衬底表面上的金属纳米线膜以形成熔合金属纳米结构网络。

在另一方面中，本发明涉及一种用于将金属纳米线熔合成导电熔合金属纳米结构网络的熔合溶液，其中所述熔合溶液包含金属纳米线、金属离子来源和还原剂和/或氧化剂。

在另一方面中，本发明涉及一种熔合金属纳米结构网络，其包含熔合金属纳米线片段，形成实质上不含卤化物的导电网络。在一些实施例中，熔合金属纳米线片段包含第一金属组合物，其与和第一金属组合物相同或不同的第二金属组合物熔合以形成熔合金属纳米结构网络。

另外，本发明涉及一种用于依序施用的溶液组，所述溶液组包含纳米线墨水(其包含金属纳米线的分散液)和熔合溶液。熔合溶液可以包含金属离子来源和还原剂和/或氧化剂，其中熔合溶液在干燥时有效熔合金属纳米线的膜。

在其它实施例中，本发明涉及一种图案化透明导电材料，其包含衬底、覆盖衬底表面的一部分的熔合金属纳米结构网络、和衬底表面的实质上不含金属纳米线和熔合金属网络的区域。熔合金属纳米结构网络可以形成导电图案。在一些实施例中，透明导电材料的总可见光透射率是至少约91％。就图案化透明导电材料来说，触摸式传感器可以包含第一电极结构和在自然配置中与第一电极结构间隔开的第二电极结构，所述第一电极结构在第一衬底上包含第一透明导电电极，其中所述第一透明导电电极包含图案化透明导电材料。

附图说明

图1A是展示沿着衬底表面形成具有单一路径的导电图案的烧结网络的示意图。

图1B是展示沿着衬底表面形成具有多个导电路径的导电图案的烧结网络的示意图。

图2A是展示基于电容的触摸式传感器的示意图。

图2B是展示基于电阻的触摸式传感器的示意图。

图3是来自实例1的膜1-10的电阻数据的对数标度图。

图3a是代表实例1中膜样品5的AgNW膜表面在不同放大倍数下采集的SEM图像的合成图。

图4是在施用烧结溶液之前和之后来自实例2的膜的电阻数据的对数标度图。

图4a是代表实例3中膜1和2的AgNW膜的表面的SEM图像。

图5是用实例7的样品Pd3形成的AgNW网络的原子力显微术图像。

图5a是代表实例7中样品Pd1的AgNW膜表面在不同放大倍数下采集的SEM图像的合成图。

图6是用实例8的稀含铜溶液形成的AgNW网络的原子力显微术图像。

图6a是代表表11中样品1的AgNW膜表面在不同放大倍数下采集的SEM图像的合成图。

图6b是代表表12中用CT2形成的膜的AgNW膜表面在不同放大倍数下采集的SEM图像的合成图，然而所述AgNW膜的薄层电阻是约200欧姆/平方。

图7是在实例12的基于安息香的溶液烧结下形成的AgNW网络的原子力显微术图像。

具体实施方式