CN103151095A - 导电浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导电浆料，包括：导电粉体；以及树脂组合物，其中该树脂组合物包括聚酯丙烯酸酯低聚物、羟烷基丙烯酸酯与聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种导电浆料，特别是涉及一种具有良好制程性、粘着性及导电性的导电浆料。
【背景技术】
现有的导电浆料主要以树脂为粘结剂(binder)，以导电金属为填充剂(filler)所构成。若导电金属彼此接触点越多，便可增加导电粒子彼此之间的电子通路，导电性亦会增加。然而，导电金属与树脂的物性差异大，制成配方后往往有下列问题：(1)制程性差，网版堵塞，不易清洗常需淘汰更换，(2)浆料滩流，(3)导电性不佳，以及(4)粘着性不佳。
【发明内容】
本发明的一实施例，提供一种导电浆料，包括：导电粉体；以及树脂组合物，其中该树脂组合物包括聚酯丙烯酸酯低聚物(polyester acrylateoligomer)、羟烷基丙烯酸酯(hydroxyalkyl acrylate，HAA)与聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)衍生物。
该导电粉体包括金、银、铝、铜、镍、铂、碳黑或其组合。该导电粉体包括片状、粒状或其组合。该导电粉体与该树脂组合物的重量比为40～85∶15～60。
该聚酯丙烯酸酯低聚物具有下列化学式：
(m＝1～5)或
(R1～R6独立地为-CH＝CH2或-CH2CH2N((CH2)nOH)2(n＝1～15)，其中R1～R6至少之一为-CH2CH2N((CH2)nOH)2)。
该羟烷基丙烯酸酯(HAA)具有下列化学式：
该聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物具有下列化学式：
该聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物的分子量介于55,000～1,500,000。
该聚酯丙烯酸酯低聚物、该羟烷基丙烯酸酯(HAA)与该聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物的重量比为15～70∶10～60∶3～40。
本发明的导电浆料还包括添加剂。
为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，作详细说明如下：
【具体实施方式】
本发明的一实施例，提供一种导电浆料，包括：导电粉体，以及树脂组合物。上述树脂组合物包括聚酯丙烯酸酯低聚物(polyester acrylate oligomer)、羟烷基丙烯酸酯(hydroxyalkyl acrylate，HAA)与聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone，PVP)衍生物。
上述导电粉体可包括金、银、铝、铜、镍、铂、碳黑或其组合，而其形状可包括片状、粒状或其组合。上述导电粉体与树脂组合物的重量比为40～85∶15～60。
上述聚酯丙烯酸酯低聚物可具有下列化学式：
上述羟烷基丙烯酸酯(HAA)可具有下列化学式：
上述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物可具有下列化学式：
上述聚酯丙烯酸酯低聚物、羟烷基丙烯酸酯(HAA)与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物的重量比为15～70∶10～60∶3～40。
本发明导电浆料还可包括添加剂，例如光起始剂、光增感剂、活性稀释剂或其组合。一实施例中，添加剂在导电浆料中所占比例约为0.1wt％～10wt％。
上述光起始剂可包括2-苯甲基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮(2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone)、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(phenylbis(2，4，6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide)、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(2，4，6-trimethylbenzoyldiphenyl phosphine oxide，TPO)或其组合。
上述光增感剂可包括2-异丙基噻吨酮(2-isopropylthioxanthone)、4，4′-(四乙基二氨基)二苯甲酮(4，4′-(tetraethyldiamino)benzophenone)或其组合。
上述活性稀释剂可包括丙烯酸、丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或其组合。
上述光起始剂、光增感剂与活性稀释剂的重量比为0.1～10∶0.1～10∶0.1～10。
本发明的光可硬化型(photo-curable)导电浆料不但可以醇类清洗(溶解)，且该调配而成的导电浆料因添加适量PVP调整印制特性后，经由丝网印刷(screen printing)涂布于基板上可形成高分辨率的图案化电极。而配方中的导电金属粉体与感光树脂也因相容性与反应性佳，使得印制成的金属电极亦具有相当优异的导电性与粘着性。
此外，本发明的导电浆料可应用作为触控面板、显示器、小型电子元件接合及可挠曲性元件等电子产品用的导电材料。
【实施例1】
本发明导电浆料的制备、组成及其物理特性
首先，将低聚物223、羟乙基丙烯酸酯(hydroxyethyl acrylate，HEA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)(Mw～55,000)、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光起始剂819)、4，4′-(四乙基二氨基)二苯甲酮(光增感剂EMK)以不同重量比搅拌混合。之后，加入银片(或再加入铝粒)，以三滚筒研磨机进行混合。导电浆料的细度控制在20μm以下。
本实施例的银片d50＝5μm(购自台湾伊必艾科技有限公司，d50指50％的粉体可通过的筛网孔径)；铝粒(购自鑫陶应用材料公司d50＝3μμm)。
粘着性测试：将导电浆料涂布于聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate，简称PET)基板，利用百格测试法，测试粘着性。
摊流情形测试：测实际线宽对网版上网孔的比值。网印后，测量真实银电极线路在印制基板上所形成的线宽，以188μm网孔为例，若银电极线路大于206.8μm(188x110％)则表示摊流量大于10％；若银电极线路大于244.4μm(188x130％)则表示摊流量大于30％。
本实施例不同导电浆料的组成(重量比)及其物理特性如下表1所示。本实施例导电浆料与PET基板粘着性良好(3B以上)；片电阻皆为0.8Ω/cm2以上；摊流情形皆＜30％。
表1
低聚物223：
【比较实施例1】
其他导电浆料的组成及其物理特性
不同导电浆料的组成(重量比)及其物理特性如下表2所示。
表2
根据表2，由于编号78D与86X的导电浆料未添加PVP，致所制备成的导电浆料无粘着性且应用于网印时产生严重摊流(网印后，真实线路线宽大于网孔30％以上)。此外，虽编号86K的导电浆料添加有PVP，但并未添加低聚物，致使所制备成的导电浆料应用于网印时亦产生严重摊流。
【实施例2】
本发明导电浆料的制备、组成及其物理特性
首先，将低聚物2610、HEA、PVP(Mw～55,000或Mw～1,300,000)、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光起始剂819)、4，4′-(四乙基二氨基)二苯甲酮(光增感剂EMK)以不同重量比搅拌混合。之后，加入银片(或再加入铝粒)，以三滚筒研磨机进行混合。导电浆料的细度控制在20μm以下。
本发明不同导电浆料的组成(重量比)及其物理特性如下表3所示。
表3
低聚物2610：
(R1～R6独立地为-CH＝CH2或-CH2CH2N((CH2)nOH)2(n＝1～15)，R1～R6至少之一为-CH2CH2N((CH2)nOH)2)(低聚物2610黏度为10,000～15,000cps)
【比较实施例2】
其他导电浆料的组成及其物理特性
不同导电浆料的组成(重量比)及其物理特性如下表4所示。
表4
根据表4，由于编号91H的导电浆料未添加PVP，致使所制备成的导电浆料应用于网印时产生严重摊流。
【实施例3】
本发明导电浆料的制备、组成及其物理特性
首先，将低聚物2610、HEA、PVP(Mw～55,000)、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(光起始剂819)、4，4′-(四乙基二氨基)二苯甲酮(光增感剂EMK)以不同重量比搅拌混合。之后，加入银片，以三滚筒研磨机进行混合。导电浆料的细度控制在20μm以下。
本发明不同导电浆料的组成(重量比)及其物理特性如下表5所示。
表5
根据表5，由于本发明编号91J、91L、91K、91P与91F的导电浆料的银片含量较高(达80重量比)，致使所制备成的导电浆料具有较低片电阻，甚至低至0.13(编号91P)，导致本发明导电浆料具备高导电性。
【比较实施例3】
其他导电浆料的组成及其物理特性
不同导电浆料的组成(重量比)及其物理特性如下表6所示。
表6
根据表6，由于编号91N与91O的导电浆料未添加PVP，致所制备成的导电浆料应用于网印时产生严重摊流。
【比较实施例4】
其他导电浆料的组成及其物理特性
不同导电浆料的组成(重量比)及其物理特性如下表7所示。
表7
PVA：聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)
PVB：聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral)
根据表7，使用乙醇可溶的PVA与PVB分别取代PVP；编号PVA、PVB(B-72)、PVB(B-76)与PVB(B-98)(购自acros公司)的导电浆料皆与低聚物及HEA不互溶，致使所制备成的导电浆料整体互溶性不佳，而无法进一步测出其粘着性及片电阻值。
【实施例4】
本发明导电浆料的触变性(thixotropy)
本发明导电浆料(编号91P)于低剪切变率(shear rate)时，其粘度约为817.9Pa.s。而于高剪切变率时，其粘度则降至约21.02Pa.s。由此可知，本发明导电浆料在例如储存时及使用时(经搅拌或涂布等外力作用下)的粘度差异大，即表示本发明导电浆料的触变性佳。
实施例所揭露的光可硬化型(photo-curable)导电浆料不但可以醇类清洗(溶解)，且该调配而成的导电浆料因添加适量PVP调整印制特性后，经由丝网印刷(screen printing)涂布于基板上可形成高分辨率的图案化电极。而配方中的导电金属粉体与感光树脂也因相容性与反应性佳，使得印制成的金属电极亦具有相当优异的导电性与粘着性。
此外，本发明实施例所披露的导电浆料可应用作为触控面板、显示器、小型电子元件接合及可挠曲性元件等电子产品用的导电材料。
虽然本发明已将优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作任意更改与润饰。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求书限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种导电浆料，包括：
导电粉体；以及
树脂组合物，包括聚酯丙烯酸酯低聚物、羟烷基丙烯酸酯与聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
2.如权利要求1所述的导电浆料，其中该导电粉体包括金、银、铝、铜、镍、铂、碳黑或其组合。
3.如权利要求1所述的导电浆料，其中该导电粉体包括片状、粒状或其组合。
4.如权利要求1所述的导电浆料，其中该导电粉体与该树脂组合物的重量比为40～85∶15～60。
5.如权利要求1所述的导电浆料，其中该聚酯丙烯酸酯低聚物具有下列化学式：
6.如权利要求1所述的导电浆料，其中该羟烷基丙烯酸酯(HAA)具有下列化学式：
其中x为1～4。
7.如权利要求1所述的导电浆料，其中该聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物具有下列化学式：
其中R为-OH或-COOH，y为50～5,000。
8.如权利要求1所述的导电浆料，其中该聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物的分子量为55,000～1,500,000。
9.如权利要求1所述的导电浆料，其中该聚酯丙烯酸酯低聚物、该羟烷基丙烯酸酯(HAA)与该聚乙烯吡咯烷酮(PVP)衍生物的重量比为15～70∶10～60∶3～40。
10.如权利要求1所述的导电浆料，还包括光起始剂、光增感剂、活性稀释剂或其组合。
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