[发明专利]金属纳米颗粒油墨分散体

说明书

本发明公开了金属纳米颗粒油墨分散体，其通过混合成分进行制备，所述成分包含：非极性且在1个大气压下具有160℃以上的沸点的第一溶剂；在1个大气压下具有230℃以上的沸点的第二溶剂，所述第二有机溶剂是芳香烃，并且具有高于第一烃溶剂的沸点；以及多个金属纳米颗粒。本发明还公开了打印金属纳米颗粒油墨分散体的方法。

技术领域

本公开内容涉及金属纳米颗粒油墨分散体。

背景技术

包括金属纳米颗粒的可溶液加工的导电材料在电子工业中起重要作用。可溶液加工的金属纳米颗粒可用于通过低成本溶液沉积和图案化技术在电子装置例如电极和电互连器中制造不同的导电特征。可选择用于形成导电特征的金属纳米颗粒和其他材料以提供足够的电导率，以使得所制造的电子装置能够适当操作。

已知金属纳米颗粒分散在液体溶液中，以形成可沉积到所需基底上以形成导电金属特征的油墨。例如，可使用喷墨打印机将分散体打印到基底上，并且随后在低温下退火以形成导电特征。

然而，金属纳米颗粒喷墨油墨的挑战之一是油墨显示出通过短等待时间证明的相对较差的打印头内(in-printhead)稳定性。更具体地，当喷墨打印机例如Dimatix打印机经过一段时间(例如几分钟和更长时间)空闲时，喷嘴或喷口的全部或一部分可停止发射。一些喷口或喷嘴可通过执行吹扫循环来恢复，但是这是浪费的，并且在贵金属油墨的情况下可能是昂贵的。因此，需要开发具有更稳定的打印头内性能的银纳米颗粒油墨，其随后可广泛地与喷墨技术一起用于电子装置应用。

开发具有改善的打印头内稳定性的新型金属纳米颗粒油墨分散体将视为本领域中的进步。

发明内容

本公开内容的一个实施例涉及金属纳米颗粒油墨分散体。油墨分散体通过混合成分进行制备，所述成分包含：非极性且在1个大气压下具有160℃以上的沸点的第一溶剂；在1个大气压下具有230℃以上的沸点的第二溶剂，所述第二有机溶剂是芳香烃，并且具有高于第一烃溶剂的沸点；以及多个金属纳米颗粒。

本公开内容的另一个实施例涉及方法。该方法包括：提供通过混合成分制备的金属纳米颗粒油墨分散体，所述成分包含(a)在1个大气压下具有160℃以上的沸点的第一有机溶剂；(b)在1个大气压下具有230℃以上的沸点的第二有机溶剂，所述第二有机溶剂具有的沸点高于第一有机溶剂；和(c)多个金属纳米颗粒。将所述油墨分散体打印到基底上。

应理解前述一般性描述和下述详细描述都仅是示例性和说明性的，并且不限制如请求保护的本文教导。

附图说明

并入本说明书并且构成本说明书的部分的附图示出了本文教导的实施例，并且连同说明书一起用于解释本文教导的原理。

图1显示了根据本公开内容的例子在玻璃基底上的直线，其中使用金属纳米颗粒油墨与Dimatix打印机来打印线。

具体实施方式

金属纳米颗粒分散体

本公开内容的一个实施例涉及金属纳米颗粒油墨分散体。通过混合包含第一溶剂、第二溶剂和多个金属纳米颗粒的成分来制备油墨分散体。第一种溶剂是非极性的，并且在1个大气压下具有160℃以上的沸点。第二溶剂是芳香烃，并且在1个大气压下具有230℃以上的沸点，所述沸点高于第一溶剂的沸点。

溶剂

第一溶剂可以是在1个大气压下具有160℃以上的沸点的任何非极性溶剂。第一溶剂可为金属纳米颗粒例如有机胺稳定的银纳米颗粒提供良好的分散稳定性。在一个实施例中，用于银纳米颗粒的第一溶剂的分散性可优于第二溶剂的分散性。应注意术语“溶剂”在本文中广泛定义为包括作用于分散而不是溶解固体纳米颗粒的化合物，尽管溶剂可任选为油墨分散体中的一种或多种其他成分提供溶解度。