[发明专利]导电纳米结构体、制备该纳米结构体的方法、包括该纳米结构体的导电聚合物膜以及包括该膜的电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及导电纳米结构体、制备该纳米结构体的方法、包括该纳米结构体的导电聚合物膜以及包括该膜的电子装置。

背景技术

透明导体（例如铟锡氧化物（ITO））将金属的导电性与玻璃的光学透明性组合，并且可用作电子装置（例如显示装置）的部件。对ITO而言，挠性可能成为主要的挑战，ITO似乎并不适合下一代的显示装置、照明装置或光伏器件。这些担忧促使人们利用常规材料和纳米材料来研究替代品。有很多用于开发ITO替代品的技术方案，并且这些可供替代的方案在以下四个方面展开竞争：价格、导电性、光学透明性和物理回弹性。

已经研究了导电聚合物，例如聚噻吩聚合物（特别是聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)与聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT-PSS)的聚合物共混物）作为可能的ITO替代品。导电聚合物的导电性通常低于ITO，但是可以通过使用导电填料和掺杂剂而得到加强。

制备导电金属纳米结构体的方法是已知的。文献“Ducamp-Sanguesa,et.al.,Synthesis and Characterization of Fine and Monodisperse Silver Particles of Uniform Shape,Journal of Solid State Chemistry100,272-280(1992)”和2009年9月8日授权的Younan Xia等的美国专利No.7,585,349分别描述了在有机保护剂（如聚乙烯吡咯烷酮）的存在下，在乙二醇中通过还原银化合物来合成银纳米丝。

已经描述了封装在导电聚合物中的含有银纳米丝网络的结构体。美国专利申请公开No.2008/0259262描述了通过以下方式来形成所述结构体：在基底上沉积金属纳米丝网络，然后（例如）通过使用金属纳米丝网络作为电极来进行电化学聚合反应，在原位形成导电聚合膜。美国专利申请公开No.2009/0129004描述了通过以下方式形成所述结构体：过滤银纳米丝分散体从而形成银纳米丝网络，对所述网络进行热处理，将经热处理的网络进行转印，并将转印的网络与聚合物封装。

在一些情况中，这样的导电聚合物/银纳米丝复合膜的性能可与由ITO的相当，然而获得表现出该水平性能的复合膜所需要的处理是特别苛刻的，例如，上述膜需要进行诸如热处理和压缩等处理步骤，从而确保在复合膜的导电纳米丝之间形成充分的电连接，从而提供具有高导电性和透明性的膜。正在进行但尚未解决的关注点在于提高导电聚合物膜的导电性和光学透明性。

发明内容

在第一方面，本发明涉及一种分散体，其包含：液体介质，以及基于100重量份（pbw）的所述分散体，约0.1重量份至约5重量份的分散在所述液体介质中的银纳米丝，其中所述银纳米丝具有小于或等于60nm的平均直径以及大于100的平均长径比，并且基于100重量份的所述银纳米丝，所述分散体包含小于1重量份的乙烯基吡咯烷酮聚合物。

在第二方面，本发明涉及一种制备银纳米丝的方法，该方法在惰性气氛中，在170℃至185℃的温度下，并且在氯化银或溴化银颗粒以及至少一种有机保护剂的存在下，使以下物质发生反应：

(a)至少一种多元醇，以及

(b)至少一种在被还原时能够生成银金属的银化合物。

在第三方面，本发明涉及一种聚合物膜，其包含以下物质的混合物：

(a)导电聚合物，以及

(b)银纳米丝，

其中，基于100重量份的所述银纳米丝，所述膜含有小于1重量份的乙烯基吡咯烷酮聚合物。

在第四方面，本发明涉及一种聚合物膜，其包含以下物质的混合物：

(i)导电聚合物，和

(ii)碳纳米纤维。

在第五方面，本发明涉及一种聚合物组合物，其包含：

(a)液体载体，

(b)溶于或分散在所述液体载体中的导电聚合物，以及

(c)分散在所述液体载体中的各向异性导电纳米结构体。

在第六方面，本发明涉及一种制备聚合物膜的方法，包括：

(1)形成聚合物组合物的层，所述聚合物组合物包含

(a)液体载体，

(b)一种或多种溶于或分散在所述液体载体中的导电聚合物，以及

(c)分散在所述液体载体中的各向异性导电纳米结构体，以及

(2)从所述层中除去所述液体载体。

在第七方面，本发明涉及一种电子装置，其包括至少一种根据本发明所述的聚合物膜。