導(dǎo)電墨水組合物，使用該導(dǎo)電墨水組合物的印刷方法及由該導(dǎo)電墨水組合物制備的導(dǎo)電圖案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電墨水組合物，所述導(dǎo)電墨水組合物包括金屬顆粒、具有25℃時(shí)3托以下蒸氣壓的第一溶劑、具有25℃時(shí)超過3托的蒸氣壓的第二溶劑和金屬羧酸鹽。本發(fā)明還涉及使用所述墨水組合物的印刷方法以及使用該組合物形成的導(dǎo)電圖案。
【專利說明】導(dǎo)電墨水組合物，使用該導(dǎo)電墨水組合物的印刷方法及由該導(dǎo)電墨水組合物制備的導(dǎo)電圖案
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)要求于2011年3月15日向韓國知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2011-0023068號(hào)韓國專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)及利益，通過參考將其全部內(nèi)容并入本文。
[0002]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電墨水組合物以及使用該導(dǎo)電墨水組合物的印刷方法。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于印刷精細(xì)圖案的導(dǎo)電墨水組合物以形成精細(xì)圖案，以及使用該導(dǎo)電墨水組合物的印刷方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在例如觸摸屏、顯示器和半導(dǎo)體的電子二極管中使用例如電極的導(dǎo)電部件。隨著電子二極管性能的提升，在導(dǎo)電部件中需要更精細(xì)的導(dǎo)電圖案。
[0004]根據(jù)其目的，已有許多形成導(dǎo)電圖案的已知方法，其代表性的例子包括光刻法、絲網(wǎng)印刷法、噴墨印刷法等。
[0005]例如，光刻法為如下的方法:在其上沉積了金屬的玻璃或膜上形成蝕刻保護(hù)層，選擇性地曝光并顯影蝕刻保護(hù)層以實(shí)現(xiàn)圖案化，通過使用圖案化的蝕刻保護(hù)層選擇性地蝕刻金屬，以及剝離蝕刻保護(hù)層。
[0006]但是，光刻法使用蝕刻保護(hù)層材料和去膜溶液，而這些不是圖案本身的構(gòu)成元素，因此由于蝕刻保護(hù)層材料和去膜溶液的成本及其處置的費(fèi)用造成工藝成本增加。而且還有由上述材料處理導(dǎo)致的環(huán)境污染問題。由于該方法有很多過程并且復(fù)雜，因此需要大量時(shí)間和較高的成本，并且 當(dāng)蝕刻保護(hù)層材料不能被充分剝離時(shí)，會(huì)有在最終產(chǎn)品中產(chǎn)生缺陷的問題。
[0007]絲網(wǎng)印刷法是通過采用基于具有從數(shù)百納米至數(shù)十微米尺寸的導(dǎo)電顆粒的墨水進(jìn)行絲網(wǎng)印刷并隨后進(jìn)行燒結(jié)(firing)來實(shí)施的。
[0008]絲網(wǎng)印刷法和噴墨法在實(shí)現(xiàn)具有數(shù)十微米尺寸的精細(xì)圖案時(shí)有局限。

【發(fā)明內(nèi)容】
技術(shù)問題
[0009]做出本發(fā)明以致力于提供一種導(dǎo)電墨水組合物以及使用該導(dǎo)電墨水組合物的印刷方法，所述導(dǎo)電墨水組合物適合于印刷方法，尤其是滾印(roll printing)法和尤其是反向膠印法，可以實(shí)現(xiàn)具有極佳導(dǎo)電性的導(dǎo)電圖案和精細(xì)導(dǎo)電圖案，具有對(duì)基板良好的粘合性能，并且能夠通過低溫?zé)Y(jié)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性。
[0010]技術(shù)方案
[0011]本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式提供了一種導(dǎo)電墨水組合物，包括:金屬顆粒；具有25°C時(shí)3托以下蒸氣壓的第一溶劑；具有25°C時(shí)大于3托的蒸氣壓的第二溶劑；和金屬
羧酸鹽。[0012]本發(fā)明采用使用所述導(dǎo)電墨水組合物的印刷方法。所述印刷方法可以為滾印法或反向膠印法。可以在反向膠印法中使用橡膠材料的印刷膠板。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式提供了一種使用所述導(dǎo)電墨水組合物形成的導(dǎo)電圖案，和包含該導(dǎo)電圖案的電極基材。優(yōu)選在200°C以下的低溫?zé)Y(jié)導(dǎo)電圖案。在此情況中，已確定可以形成超細(xì)圖案，其中導(dǎo)電圖案的最小線寬為6μηι以下,并且線之間的最小間隔為3 μ m以下。
[0014]有益效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物適合于印刷方法，尤其是滾印法和尤其是反向膠印法，可以實(shí)現(xiàn)具有極佳導(dǎo)電性的導(dǎo)電圖案和精細(xì)導(dǎo)電圖案，具有對(duì)基板良好的粘合性能，并且能夠通過低溫?zé)Y(jié)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種對(duì)基板具有良好粘合性和良好導(dǎo)電性的超細(xì)導(dǎo)電圖案。特別是，甚至即使在低溫進(jìn)行燒結(jié)且導(dǎo)電墨水組合物不包含聚合物粘合劑或脫模劑的情況下，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物也可以提供良好的導(dǎo)電性和精細(xì)圖案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為表示反向膠印法的工藝模擬圖；
[0017]圖2為表示在實(shí)施例2中制備的導(dǎo)電圖案的照片；
[0018]圖3為表示在對(duì)比實(shí)施例5中制備的導(dǎo)電圖案的照片；
[0019]圖4為表示在實(shí)施例3中制備的導(dǎo)電圖案的照片。
【具體實(shí)施方式】
.[0020]下面，將更詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電墨水組合物，并且所述導(dǎo)電墨水組合物包括金屬顆粒，具有250C時(shí)3托以下蒸氣壓的第一溶劑，具有25°C時(shí)大于3托的蒸氣壓的第二溶劑，和金屬羧酸鹽。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物基本不包含聚合物粘合劑或脫模劑。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物適用于印刷方法，且由于如下所述的原因，特別適用于滾印法和使用滾印法的橡膠材料的印刷膠板的反向膠印法。
[0023]反向膠印法包括:i)在輥上施加導(dǎo)電墨水組合物；ii)使在其上刻有與要形成的導(dǎo)電圖案對(duì)應(yīng)的圖案的底板(cI iche )與所述輥接觸，從而在輥上形成對(duì)應(yīng)導(dǎo)電圖案的墨水組合物的圖案；和iii)將輥上的墨水組合物圖案轉(zhuǎn)移至基板上。在此情況中，輥的圓周部分由彈性的橡膠材料的印刷膠版構(gòu)成。反向膠印法如圖1中所示。
[0024]向已知墨水中添加聚合物粘合劑，這樣在將墨水施加到輥上之后，膜不會(huì)破裂，不會(huì)形成針孔，并且形成均勻的膜。但是如果加入聚合物粘合劑，由于當(dāng)在200°C以下的低溫進(jìn)行燒結(jié)時(shí)電阻率過度提高，即使在低溫進(jìn)行了燒結(jié)，墨水也不能被用于需要良好導(dǎo)電性的情況。同時(shí)，如果不含有聚合物粘合劑，則在印刷后在膜上形成裂痕或針孔，或者，存在圖案的轉(zhuǎn)移缺陷或線性(straightness property)缺陷的問題。
[0025]在本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物中金屬羧酸鹽起到兩種以上的作用。首先，金屬羧酸鹽可以在燒結(jié)處理中還原成金屬以有助于改善導(dǎo)電性。其次，金屬羧酸鹽可以代替已知墨水的聚合物粘合劑以改善墨水的涂覆性能并提高圖案的轉(zhuǎn)移性和線性性能。[0026]優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物中除了金屬顆粒、金屬羧酸鹽和加入的表面活性劑(如果需要)以外的組分的分子量小于800。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物中除了金屬顆粒和金屬羧酸鹽以外的組分在常溫下為液體。
[0027]只要金屬羧酸鹽可以溶解在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑中，金屬羧酸鹽并不特別受到烷基鏈長度、是否存在支鏈、是否存在取代基等的限制。
[0028]優(yōu)選基于100重量份的金屬顆粒含量，金屬羧酸鹽的用量為0.1至20重量份。當(dāng)基于100重量份的金屬顆粒含量，金屬羧酸鹽的用量為0.1重量份以下時(shí)，對(duì)改善圖案的線性或?qū)щ娦缘淖饔貌幻黠@。如果基于100重量份的金屬顆粒含量，金屬羧酸鹽的用量高于20重量份時(shí)，則難以均勻地混合金屬顆粒和金屬羧酸鹽，因此在印刷后，不容易形成穩(wěn)定且均勻的涂層。
[0029]金屬羧酸鹽的金屬可以與金屬顆粒的金屬種類相同或不同，并且優(yōu)選與金屬顆粒的金屬種類相同?？紤]到導(dǎo)電性，銀是最優(yōu)選的。金屬羧酸鹽的碳原子數(shù)優(yōu)選為2至10。
[0030]導(dǎo)電墨水組合物還包括兩種以上的溶劑。第一溶劑為具有相對(duì)低揮發(fā)性的溶劑，其蒸氣壓在25°C時(shí)為3托以下，并且直至進(jìn)行印刷和燒結(jié)，其作為墨水組合物的分散介質(zhì)。第二溶劑為具有25°C時(shí)大于3托的蒸氣壓和高揮發(fā)性的溶劑，并且第二溶劑為與第一溶劑一起保持墨水組合物的低粘度和對(duì)輥的良好涂布性能的組分，直至墨水組合物被用于基板或輥上，并通過蒸發(fā)除去，因此提高了墨水組合物的粘度，并能夠在輥上良好地進(jìn)行圖案的形成和保持。
[0031]第一溶劑和第二溶劑的用量可以根據(jù)目的、操作環(huán)境等確定。當(dāng)快速形成墨水涂層時(shí)，為了降低整個(gè)工藝的節(jié)拍時(shí)間，優(yōu)選提高第二溶劑(高揮發(fā)性溶劑)的用量；并且為了通過降低墨水涂層的形成率以確保所述方法的利潤優(yōu)選降低第二溶劑的用量。優(yōu)選地，第一溶劑可以控制在0.1至60wt°的范圍內(nèi)，并且第二溶劑可以控制在1至80wt%的范圍內(nèi)。
[0032]可被用作第一溶劑的低揮發(fā)性溶劑的例子包括二甲基乙酰胺、Y-丁內(nèi)酯、羥基甲苯、丙二醇單丁醚、丙二醇單丙醚、丁基溶纖劑、甘油、苯氧乙醇、丁基卡必醇、甲氧基丙氧基丙醇、卡必醇、萜品醇、三甘醇單乙基醚、三甘醇單甲基醚、N-甲基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、二甲亞砜、二甘醇、三乙醇胺、二乙醇胺、三甘醇、乙二醇等，可通過混合兩種或更多種來使用，但并不限于此。具有高揮發(fā)性的第二溶劑的實(shí)例可包括二甲基乙二醇(dimethylglycol)、三甲基氯甲烷、甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇、己烷、庚烷、辛烷、1-氯丁烷、甲基乙基酮、環(huán)己烷等，可通過混合兩種或更多種來使用，但并不限于此。
[0033]優(yōu)選具有高揮發(fā)性的第二溶劑的表面張力小于26達(dá)因/厘米(dyn/cm)，從而具有對(duì)圖1中步驟i)中輥的良好的涂布性能。由于在圖1中的步驟ii)之前通過蒸發(fā)除去大部分第二溶劑，在步驟ii)和iii)中主要保留具有低揮發(fā)性的第一溶劑。為了提高步驟?)和iii)中墨水的脫模性能，優(yōu)選第一溶劑的表面張力為26dyn/cm以上。
[0034]為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)圖案，優(yōu)選在墨水組合物中提供導(dǎo)電性的金屬顆粒具有納米尺寸的平均粒徑。例如，為了實(shí)現(xiàn)具有小于6微米的線寬和小于3微米的線間隔的超精細(xì)圖案，優(yōu)選確保納米尺寸的平均粒徑和優(yōu)選5至400nm的平均粒徑?？紤]到高導(dǎo)電性，銀或銅顆粒優(yōu)選作為金屬顆粒。塊體銀的電阻率為1.59μ Ω.πι，其僅相當(dāng)于具有次級(jí)低電阻率的金的65%。因此，當(dāng)為了形成電極并印刷,通過顆?；?particularization)制造墨水時(shí)，即使除銀顆粒之外的添加劑的量較大，與其它金屬相比，也可相對(duì)容易地在燒結(jié)后實(shí)現(xiàn)希望的導(dǎo)電性。在金屬中，銀的電阻率低于銅的電阻率，并且即使不設(shè)置單獨(dú)的惰性氣氛或還原氣氛，銀也可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性而無需氧化，因此特別優(yōu)選采用銀顆粒作為制備墨水的金屬顆粒。
[0035]金屬顆粒的用量范圍沒有特殊限制，但優(yōu)選為10至50wt%。當(dāng)金屬顆粒的用量大于50wt%時(shí),不容易控制墨水的初始粘度至20cps以下,并且墨水的成本增加。當(dāng)金屬顆粒的用量小于10被％時(shí)，實(shí)現(xiàn)墨水的導(dǎo)電功能的功能組分的量無益地減少，而沒有效果。墨水的初始粘度可以控制在Icps以上。
[0036]當(dāng)象已知的常規(guī)墨水那樣使用聚合物粘合劑時(shí)，即使金屬顆粒的用量小于10wt%，使用適當(dāng)?shù)木酆衔镎澈蟿?，在墨水?yīng)用于輥上時(shí)可以形成均勻的膜，但如本發(fā)明一樣，在沒有單獨(dú)加入聚合物粘合劑組分的情況下，如果金屬顆粒的用量小于10wt%，不容易通過施用的墨水形成無缺陷(如針孔或裂痕)的均勻的膜。
[0037]本發(fā)明的墨水組合物不使用聚合物粘合劑，而使用金屬羧酸鹽，因此即使在低溫下進(jìn)行燒結(jié)也具有良好的導(dǎo)電性。在金屬羧酸鹽與金屬顆粒一起使用的情況中，優(yōu)點(diǎn)在于在燒結(jié)過程中金屬羧酸鹽被還原成金屬以填補(bǔ)金屬顆粒之間的空隙，從而改善導(dǎo)電性。
[0038]優(yōu)選地，導(dǎo)電墨水組合物的初始粘度為20cps以下，并且更優(yōu)選初始粘度為IOcps以下。有利的是，考慮到涂布性質(zhì)，初始粘度在前面所述范圍內(nèi)。
[0039]導(dǎo)電墨水組合物的初始表面能優(yōu)選為24dyn/cm以下，并且優(yōu)選為21.1至
23.9dyn/cm。有利的是，考慮到涂布性質(zhì)，初始表面能在如面所述范圍內(nèi)。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物可以進(jìn)一步包含表面活性劑。作為表面活性劑，可以使用常規(guī)的勻染劑(leveling agent),例如基于娃的、基于氟的或基于聚醚的表面活性齊U。優(yōu)選表面活性劑的含量為0.01至5wt%。
[0041]可以通過混合前述各個(gè)組分并用過濾器過濾組分(如果需要)可以制備根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物。
[0042]通過采用所述導(dǎo)電金屬墨水組合物利用滾印法的反向膠印法可以在基底上有利地形成更精細(xì)的導(dǎo)電圖案。特別是，如果導(dǎo)電墨水組合物被用于反向膠印法，可以有利地形成精細(xì)導(dǎo)電圖案，例如具有數(shù)微米至數(shù)十微米，具體約3至80 μ m，且優(yōu)選為約3至40 μ m的線寬和線間隔的導(dǎo)電圖案，其是無法通過以前采用的噴墨印刷法等形成的。特別是，通過使用所述導(dǎo)電墨水組合物和滾印法，可以有利地形成具有約3至10 μ m的線寬和約3至10 μ m的線間隔的精細(xì)導(dǎo)電圖案。
[0043]由于在本發(fā)明中不存在聚合物粘合劑，即使在200°C以下，優(yōu)選110至200°C，更優(yōu)選130至200°C的相對(duì)低溫進(jìn)行燒結(jié)，可以形成具有良好導(dǎo)電性的導(dǎo)電圖案。因此，通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物和形成導(dǎo)電圖案的方法可以提供在低溫顯示出良好導(dǎo)電性的精細(xì)導(dǎo)電圖案。其可以用作例如柔性顯示二極管和平板顯示二極管的電極圖案等，因此極大地有助于提高可視性或擴(kuò)大柔性顯示二極管和平板顯示二極管的面積。
[0044]當(dāng)燒結(jié)根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物時(shí)，可以根據(jù)組合物的組分和構(gòu)成選擇燒結(jié)時(shí)間，并且例如燒結(jié)可以進(jìn)行3至60分鐘。
[0045]本發(fā)明提供了一種使用所述導(dǎo)電墨水組合物的印刷方法。該方法包括印刷所述導(dǎo)電墨水組合物并燒結(jié)墨水組合物。印刷方法優(yōu)選為滾印法并且更優(yōu)選為反向膠印法。印刷后，燒結(jié)溫度和時(shí)間如上所述。
[0046]本發(fā)明還提供了一種通過使用導(dǎo)電墨水組合物形成的導(dǎo)電圖案，以及包含該導(dǎo)電圖案的電極基板。
[0047]即使在200°C以下的低溫?zé)Y(jié)根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電圖案的情況中，導(dǎo)電圖案可以具有小于25μ Ω.πι的電阻率。所述導(dǎo)電圖案可以對(duì)基板具有良好的粘合強(qiáng)度，并具有3至80 μ m，優(yōu)選約3至40 μ m且更優(yōu)選約3至10 μ m的線寬和線間隔。由于電阻率低，不需要提高線高度，二極管的可視性得到改善并且優(yōu)勢(shì)在于更纖細(xì)。合適的線高可以根據(jù)印刷線寬和線間隔而改變，但通過小于Iym的線高可以實(shí)現(xiàn)希望的導(dǎo)電性。在本發(fā)明中，如果需要，線高可以控制在IOOnm以上。
[0048]例如，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電圖案的電阻率可以為30 μ Ω.πι以下，優(yōu)選為20 μ Ω.m以下，并且更優(yōu)選為10μ Ω.πι以下。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電圖案可以具有90%以上的開口率，并且即使當(dāng)具有小于I μ m,優(yōu)選500nm以下，且更優(yōu)選200nm以下的線高時(shí)，提供具有15 Ω / □以下，優(yōu)選10 Ω / □以下，更優(yōu)選為5 Ω / □以下的表面電阻的透明導(dǎo)電膜。
[0049]其具體的例子為通過使用根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用例之一，并且其具體的例子包括能夠用于觸摸屏等的透明導(dǎo)電膜。在用于已知觸摸屏的為透明導(dǎo)電膜的ΙΤ0/ΡΕΤ膜的情況中，表面電阻為50至300 Ω / 口。但是在根據(jù)將隨后說明的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的實(shí)施例1中建議的墨水組合物印刷到基板上以在150°C進(jìn)行燒結(jié)30分鐘的情況中，由于電阻率小于10μ Ω.πι，即使膜厚度小于200nm，也可以使用具有90%以上開口率的圖案制備具有約5Ω/□的表面電阻并同時(shí)提高了透明性的透明導(dǎo)電膜。因此，可以制造導(dǎo)電性高于已知透明導(dǎo)電膜的透明導(dǎo)電膜，其整個(gè)表面都被涂布，如ITO膜，其優(yōu)點(diǎn)在于擴(kuò)大了觸摸屏面板的面積。導(dǎo)電圖案的形狀可以根據(jù)最終目的確定。圖案可以是規(guī)則圖案(如絲網(wǎng)圖案)或不規(guī)則圖案。
[0050]由于根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電墨水組合物可以在低溫下燒結(jié)，導(dǎo)電墨水組合物可以用于柔性顯示器或透明導(dǎo)電膜。
[0051]電極基板可以為包括基板和置于所述基板上的導(dǎo)電圖案的結(jié)構(gòu)。所述基板可以根據(jù)對(duì)象目的進(jìn)行選擇，并且可以為玻璃或塑料基板或膜。
[0052]電極基板可以用于各種電子二極管，例如顯示二極管、觸摸面板等。
[0053]下面，將參考實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明。但是，這些實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而本發(fā)明的范圍并不限于此。
[0054]實(shí)施例1
[0055]混合具有120nm平均粒徑的30g銀納米顆粒、1.7g新癸酸銀(銀-新癸酸鹽)、0.6g基于硅的表面活性劑、作為第一溶劑的4g萜品醇(250C時(shí)蒸氣壓為0.042托，表面張力為33.2mN/m)和36g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)、以及作為第二溶劑的33g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。
[0056]所述墨水組合物的表面能為22.0dyn/cm。
[0057]將所述墨水組合物用于輥的PDMS膠版上后，通過使凹刻有所需導(dǎo)電圖案的底板與膠版接觸，在輥上形成墨水組合物的圖案。然后，通過使輥與玻璃基板接觸而在玻璃基板上形成圖案。得到的基板在爐中燒結(jié)30分鐘以形成導(dǎo)電圖案。在此情況下，爐的溫度為130°C、150°C和 2000C ο
[0058]然后用光學(xué)顯微鏡觀察圖案的形狀。通過用4點(diǎn)探針測(cè)量表面電阻、測(cè)量距表面輪廓的厚度(探針式臺(tái)階儀(alpha step))，將兩個(gè)測(cè)量值相乘并調(diào)整單位計(jì)算得到電阻率。
[0059]實(shí)施例2
[0060]混合具有70nm平均粒徑的25g銀納米顆粒，Ig 丁酸銀(銀_ 丁酸鹽),0.6g基于硅的表面活性劑，作為第一溶劑的5g 丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為
27.4mN/m)、37g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)和Ig乙醇胺(25°C時(shí)蒸氣壓為0.4托，表面張力為48.3mN/m),以及作為第二溶劑的34g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。
[0061]所述墨水組合物的表面能為22.ldyn/cm ο
[0062]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行印刷/燒結(jié)，從而形成導(dǎo)電圖案，并用相同方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖2為表示在實(shí)施例2中形成的圖案的形狀的例子。
[0063]對(duì)比實(shí)施例1
[0064]混合具有120nm平均粒徑的30g銀納米顆粒、1.2g基于聚氨酯的聚合物粘合劑、0.6g基于硅的表面活性劑、作為第一溶劑的2g 丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為27.4mN/m)和36g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)、以及作為第二溶劑的33g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。
.[0065]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行印刷/燒結(jié)，從而形成導(dǎo)電圖案，并用相同方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0066]對(duì)比實(shí)施例2
[0067]混合具有120nm平均粒徑的30g銀納米顆粒、1.7g新癸酸銀(銀-新癸酸鹽)、
0.6g表面活性劑、和作為第一溶劑的73g萜品醇(25°C時(shí)蒸氣壓為0.042托，表面張力為
33.2mN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。沒有使用第二溶劑。
[0068]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法將墨水組合物用于輥的PDMS膠版上，膠版上觀察到許多可見的針孔，因此不能進(jìn)行印刷。
[0069]對(duì)比實(shí)施例3
[0070]混合具有120nm平均粒徑的30g銀納米顆粒、1.7g三氟乙酸銀(銀-三氟乙酸鹽)、0.6g表面活性劑、和作為第二溶劑的73g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為
22.lmN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。沒有使用第一溶劑。
[0071]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法將墨水組合物用于輥的PDMS膠版上，在將墨水施加到膠版上后，墨水立即干燥，因此不能將圖案轉(zhuǎn)移至作為基板的玻璃上。
[0072]對(duì)比實(shí)施例4
[0073]混合30g 丁酸銀(銀-丁酸鹽)、0.6g表面活性劑、作為第一溶劑的25g 二亞乙基三胺(25°C時(shí)蒸氣壓為0.569托，表面張力為43.8mN/m)、和作為第二溶劑的55g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。[0074]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法將墨水組合物用于輥的PDMS膠版上，甚至在I小時(shí)后，也無法將膠版的墨水涂層清晰地轉(zhuǎn)移至玻璃上。
[0075]對(duì)比實(shí)施例5
[0076]混合具有70nm平均粒徑的25g銀納米顆粒，0.6g表面活性劑，作為第一溶劑的5g丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為27.4mN/m)和35g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m),作為第二溶劑的35g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m)以及Ig丙二醇單甲醚乙酸酯(25°C時(shí)蒸氣壓為3.8托，表面張力為26.9mN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。不加入羧酸銀。
[0077]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法形成墨水組合物圖案，但由于圖案的直線性不好，不能形成精細(xì)圖案。圖3為在對(duì)比實(shí)施例5中形成的圖案形狀的例子。
[0078]實(shí)施例3
[0079]混合具有70nm平均粒徑的25g銀納米顆粒，Ig異丁酸銀(銀-異丁酸鹽),0.7g表面活性劑，作為第一溶劑的5g 丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為27.4mN/m)、37g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)和0.7g乙醇胺(25°C時(shí)蒸氣壓為0.4托，表面張力為48.3mN/m),以及作為第二溶劑的34g甲基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為9.5托，表面張力為31.34mN/m)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。
[0080]隨后，以 與實(shí)施例1中相同的方法在玻璃基板上形成墨水組合物圖案，在一些區(qū)域觀察到許多可見針孔，但在圖案形成區(qū)域的情況中(如圖4所示)，印刷了良好的圖案。
[0081]對(duì)比實(shí)施例6
[0082]混合具有70nm平均粒徑的25g銀納米顆粒，0.7g表面活性劑，作為第一溶劑的7g丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為27.4mN/m)和34g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)、作為第二溶劑的34g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m),以及0.3g硝酸銀(代替羧酸銀)，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。不加入羧酸銀。
[0083]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法形成墨水組合物的圖案，但由于發(fā)生圖案堆墨，而不能進(jìn)行印刷。
[0084]對(duì)比實(shí)施例7
[0085]除了使用0.3g氯化鉍代替硝酸銀以外，制備具有與對(duì)比實(shí)施例6相同組分的墨水組合物。在此情況中，通過與實(shí)施例1相同的方法形成墨水組合物的圖案，但由于圖案的直線性不好，不能形成精細(xì)圖案。
[0086]在對(duì)比實(shí)施例6和7中，使用其他金屬鹽代替金屬羧酸鹽，相比較使用金屬羧酸鹽的情況，其表現(xiàn)出非常差的效果。
[0087]對(duì)比實(shí)施例8
[0088]混合具有70nm平均粒徑的25g銀納米顆粒，Ig 丁酸銀(銀_ 丁酸鹽),0.6g基于硅的表面活性劑，作為第一溶劑的5g 丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為27.4mN/m)、36g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)和Ig乙醇胺(25°C時(shí)蒸氣壓為0.4托，表面張力為48.3mN/m)，作為第二溶劑的34g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m),以及0.0lg作為脫模劑的KF-96L-100cs，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。
[0089]所述墨水組合物的表面能為22.0dyn/cm。
[0090]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行印刷，甚至在將墨水用在印刷膠版上10分鐘或更長時(shí)間之后，墨水潮濕，仍不能適當(dāng)干燥，因此在基板上進(jìn)行轉(zhuǎn)移時(shí)發(fā)生堆墨。應(yīng)用墨水后表面可見不均勻且為灰色，因此判斷銀納米顆粒分散較差。
[0091]對(duì)比實(shí)施例9
[0092]混合具有70nm平均粒徑的25g銀納米顆粒，Ig 丁酸銀(銀-丁酸鹽)，0.6g基于硅的表面活性劑，作為第一溶劑的5g 丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為27.4mN/m)、36g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)和Ig乙醇胺(25°C時(shí)蒸氣壓為0.4托，表面張力為48.3mN/m)，作為第二溶劑的34g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m),以及0.2g作為聚合物粘合劑的具有40000分子量的聚乙烯吡咯烷酮，攪拌24小時(shí)，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。
[0093]所述墨水組合物的表面能為22.0dyn/cm。
[0094]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行印刷和燒結(jié)以形成導(dǎo)電圖案，并按照相同的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0095]對(duì)比實(shí)施例10
[0096]混合具有70nm平均粒徑的25g銀納米顆粒，Ig 丁酸銀(銀-丁酸鹽)，0.3g基于氟的表面活性劑，作為第一溶劑的5g 丁基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.76托，表面張力為27.4mN/m)、37g丙基溶纖劑(25°C時(shí)蒸氣壓為0.98托，表面張力為26.3mN/m)和Ig乙醇胺(25°C時(shí)蒸氣壓為0.4托，表面張力為48.3mN/m)，作為第二溶劑的34g乙醇(25°C時(shí)蒸氣壓為59.3托，表面張力為22.lmN/m),以及0.2g作為聚合物粘合劑的具有40000分子量的聚乙烯吡咯烷酮，攪拌24小時(shí) ，并用I微米的過濾器過濾，以制備墨水組合物。
[0097]所述墨水組合物的墨水的表面能為17.0dyn/cm。
[0098]隨后，以與實(shí)施例1中相同的方法進(jìn)行印刷，在印刷膠版上形成很多具有Imm以上直徑的針孔，并且應(yīng)用了墨水的部分不能從膠版上脫除，因此不能轉(zhuǎn)移至基板上。
[0099]在實(shí)施例1、實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比實(shí)施例9中制備的導(dǎo)電圖案的電阻率在下表I中列出。
[0100][表 I]
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電墨水組合物,包括: 金屬顆粒； 具有25°C時(shí)3托以下蒸氣壓的第一溶劑； 具有25°C時(shí)大于3托的蒸氣壓的第二溶劑；和 金屬羧酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述導(dǎo)電墨水組合物不包含聚合物粘合劑或脫模劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述金屬顆粒的金屬類型與金屬羧酸鹽的金屬類型彼此相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述金屬顆粒為銀顆粒，并且金屬羧酸鹽為銀羧酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述第二溶劑的表面張力小于26dyn/cm,而所述第一溶劑的表面張力為26dyn/cm以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述金屬顆粒具有5至400納米的平均粒徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述導(dǎo)電墨水組合物的初始粘度為20cps以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述導(dǎo)電墨水組合物的初始粘度為Icps以上和IOcps以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述導(dǎo)電墨水組合物的初始表面能為24dyn/cm 以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述組合物的初始表面能為21.1至23.9dyn/cm 以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，進(jìn)一步包括: 表面活性劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中金屬羧酸鹽的碳原子數(shù)為2至10。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述導(dǎo)電墨水組合物中除了金屬顆粒、金屬羧酸鹽和表面活性劑之外的組分的分子量小于800。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述導(dǎo)電墨水組合物中除了金屬顆粒和金屬羧酸鹽之外的組分在常溫下為液體。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述組合物是用于滾印法的物質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述組合物是用于反向膠印法的物質(zhì)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電墨水組合物，其中所述組合物是用于低溫?zé)Y(jié)的物質(zhì)。
18.—種導(dǎo)電圖案，其采用權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電墨水組合物制備。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的導(dǎo)電圖案，其中線寬分別為3至80μ m。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的導(dǎo)電圖案，其中在200°C以下的低溫下進(jìn)行燒結(jié)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的導(dǎo)電圖案，其中線高小于Iμ m。
22.—種電極基板,包括:權(quán)利要求18所述的導(dǎo)電圖案。
23.—種印刷方法,包括:印刷權(quán)利要求1至12中任意一項(xiàng)所述的導(dǎo)電墨水組合物；和燒結(jié)所述導(dǎo)電墨水組合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的印刷方法，其中所述印刷方法為滾印法。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的印刷方法，其中所述印刷方法為反向膠印法。
26.根據(jù)權(quán)利要 求23所述的印刷方法，其中所述燒結(jié)在200°C以下進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】C09D11/00GK103443214SQ201280013647
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月15日
【發(fā)明者】成知玹, 金姝延, 卞煐昌, 徐姃賢, 李承憲 申請(qǐng)人:Lg化學(xué)株式會(huì)社