[发明专利]含有纤维素聚合物的含银组合物和用途

说明书

一种非水性银前体组合物含有至少1重量%的一种或更多种(a)聚合物，该聚合物为某些纤维素聚合物；(b)可还原的银离子；和(c)有机溶剂介质，该有机溶剂介质由以下组成：(i)羟基有机溶剂，其具有α‑氢原子和大气压下100‑500°C的沸点，和任选地，不同于(i)有机溶剂的(ii)含腈的非质子溶剂或含碳酸酯的非质子溶剂，各自具有大气压下100‑500°C的沸点。基于一种或更多种(a)聚合物的总重量计，(b)可还原的银离子以0.1‑400重量%的量存在。该组合物可用于在银离子还原条件下形成银纳米颗粒，并然后施加至各种衬底以提供具有银纳米颗粒图案的制品。

发明领域

本发明涉及可还原银前体组合物，其可经受热以形成还原的银纳米颗粒。此类组合物还包括一种或更多种纤维素聚合物和炭黑。这些可还原银前体组合物可用于以依图案方式在合适的衬底上制备含银纳米颗粒的制品的方法。

发明背景

众所周知，银具有合意的电导率和热导率、催化性质以及抗微生物特性。由此，银和含银化合物已广泛用于合金、金属电镀工艺、电子设备、成像科学、药品、服装或其它纤维材料，以及利用银的有益性质的其它商业和工业制品和工艺。

例如，已将银化合物或银金属描述为用作金属布线图案、印刷电路板(PCB)、柔性印刷电路板(FPC)、用于射频识别(RFID)标签的天线、等离子体显示板(PDP)、液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器和有机薄膜晶体管(OTFT)以及本领域中已知的其它电子设备中的金属图案或电极。

制造和使用用于通信、财务和归档目的的各种电子设备也正发生快速发展。

银是具有比现今常用于许多设备中的氧化锡铟大50至100倍的电导率的理想导体。例如，本领域已描述通过在“感光”卤化银乳液中经由适当掩模形成和显影(还原)卤化银图像来形成具有银线的导电栅格网络来制备导电膜，所述银线具有小于10μm的平均尺寸(宽度和高度)且具有适当长度。

虽然银作为电导体在印刷电子工业领域中具有宽范围的潜在用途，但是通过光刻和无电技术的导电径迹(栅格、线或图案)的微制造耗时且昂贵，且存在对于用以简化工艺和降低制造成本的直接数字印刷的工业需要。

此外，合意的是，通过基于溶液的印刷工艺将含银电子设备制造到聚合物或类似的温度敏感衬底上。在足够低的温度下实现低电阻金属导电线或栅格，以便其与聚合物衬底上的有机电子设备兼容。在用于制造导电银栅格或图案的各种已知方法中，含银油墨的直接印刷为制造此类导电图案提供了有吸引力的前景。

还已提出喷墨印刷和柔性版印刷用于提供银或含银化合物的图案，其需要谨慎制造具有合意的表面张力、粘度、稳定性和此类施加工艺所需的其它物理性质的含银糊状物或“油墨”。高电导率通常需要高银含量，且增加印刷的银油墨的电导率另外需要煅烧或烧结。

提供银金属的一些方法是采用化学油墨配制物，其中银源为分子前体或阳离子(例如银盐)，其然后经化学反应(或还原)以产生银金属。近年来，呈化学溶液形式而非作为金属颗粒的悬浮液或分散体的导电油墨已获得关注。这种类型的一种导电油墨被称作金属有机分解(MOD)变种油墨(variety ink)，例如，如由研究使用含有水性过渡金属络合物[AgO₂C(CH₂OCH₂)₃H]的MOD油墨进行银印刷的Jahn等人所描述[Chem.Mater.22,3067–3071(2010)]。他们报导了具有高达2.7×10⁷S m^-1的电导率的金属银特征的形成，其对应于块状银电导率的43％的电导率，尽管需要250℃的烧结温度。