JP2021091915A - 基材上に形成されたローラーボールペンおよび導電性トレースのための導電性インク - Google Patents
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Abstract
Description
本特許書類は、2014年5月30日に出願された米国仮特許出願番号第62/005,305号に対し、米国特許法第119条(e)項の下で優先権の利益を主張しており、この仮特許出願は、その全体が参考として本明細書によって援用される。
本開示は、広くは、インク配合物に、より詳細には、紙および他の基材に書かれて導電性トレースを形成し得る導電性インクに関する。
プリンテッドエレクトロニクスは、光起電力技術、トランジスタ、ディスプレイ、バッテリー、アンテナ、およびセンサに潜在的な用途を有する、新興の材料類を成す。最近の注目は、フレキシブルで、軽量で、使い捨てにできるデバイスを可能にする、低コストの基盤材料として、紙基材に集中している。このようなデバイスは導電性電極を必要とし、これらは、今日まで、スパッタコーティング、インクジョット印刷、およびエアーブラシスプレー法によって堆積されている。しかし、これらの堆積法は、多大の費用を要するか、または、紙基材に浸透し易い希薄なインクを使用する可能性がある。
ローラーボール(rollerball)ペンのための導電性インクは、水性溶媒と、
少なくとも約30wt%の濃度でその水性溶媒に分散された、1種または複数の金属を含
む導電性粒子とを含む。導電性粒子は、導電性フレークおよび導電性ナノ粒子を含む。分
散剤が、少なくとも約0.1mg/m2から約0.8mg/m2の担持レベルで、導電性
粒子を被覆する。
を含む導電性粒子のパーコレーションネットワークを含む。導電性粒子は、導電性フレー
クおよび導電性ナノ粒子を含む。導電性トレースは、バルク金属導電率の少なくとも約1
%の導電率、および40%を超える反射率を有する。
ラーボールペンを動かして、表面に導電性インクを堆積させること;および、室温で導電
性インクを乾燥し、こうして導電性トレースを形成すること;によって形成される。導電
性インクは、水性溶媒と、少なくとも約30wt%の濃度でその水性溶媒に分散された、
1種または複数の金属を含む導電性粒子とを含む。導電性粒子は、導電性フレークおよび
導電性ナノ粒子を含む。分散剤が、約0.1mg/m2から約0.8mg/m2の担持レ
ベルで、導電性粒子を被覆する。
、表面上でローラーボールペンを動かして、表面に導電性インクを堆積すること、および
、室温で導電性インクを乾燥し、こうして導電性トレースを形成すること、を含む。導電
性インクは、水性溶媒と、少なくとも約30wt%の濃度でその水性溶媒に分散された、
1種または複数の金属を含む導電性粒子とを含む。導電性粒子は、導電性フレークおよび
導電性ナノ粒子を含み、分散剤が、約0.1mg/m2から約0.8mg/m2の担持レ
ベルで、導電性粒子を被覆する。
(またはステップ)を排除することなく、挙げられた要素(またはステップ)を指示する
非制限的用語として、本開示の全体を通して、交換可能であるように使用されている。
非常に安定で、速乾性の導電性インク配合物が、広範な基材に導電性トレースを形成す
るために、ローラーボールペンで使用されるように開発された。導電性トレースは、銀の
ような金属を含み、金属のバルク導電率の約20%に達する導電率を示し得る。導電性イ
ンクは、例えば図1に示されるように、エレクトロニクスデバイスのための配線として使
えるトレースを形成するために、紙、プラスチック、および他のフレキシブルまたは堅い
基材上に堆積され得る。
る倍率での走査電子顕微鏡(SEM)画像を示し、図3Aおよび3Bは、写真用紙上に形
成された例示的導電性トレースの、2つの異なる倍率でのSEM画像を示す。導電性トレ
ースは、銀を含む導電性粒子のパーコレーションネットワークを含む。図2Bおよび3B
に示されるように、導電性粒子は、フレークおよびナノ粒子を含む、異なるサイズおよび
形態の導電性粒子を含み得る。
wt%の濃度でその水性溶媒に分散された、1種または複数の金属を含む導電性粒子とを
含む。分散剤が、約0.1mg/m2から約0.8mg/m2の担持レベルで、導電性粒
子を被覆する。導電性粒子は、堆積後の例えば図2Bに示されるように、導電性フレーク
および導電性ナノ粒子を含む。
たは別の基材)上に堆積されたとき、低抵抗の導電性トレースが形成され得る。また、双
峰性のサイズ分布および/または異なる形態を有する導電性粒子の使用は、導電性トレー
スにおける粒子パッキングを向上させ得るので、パーコレーションを促進し得る(導電性
粒子を通る電気的に連続な経路の形成)。
によって認められるであろうように、高い固体(粒子)担持量を達成することと両立しな
いかもしれない。インクの安定性を高めるための分散剤の添加は、また、基材に書かれる
トレースの導電度に悪影響を及ぼし得る。しかし、本発明者らは、以下で論じられるよう
に、導電性フレークと導電性ナノ粒子の適切な比と組み合わせて、0.1mg/m2から
約0.8mg/m2の範囲における分散剤の量を使用することによって、高い固体担持レ
ベルでさえ、安定で、かつ速乾性の導電性インクを生成できることを見出した。ローラー
ボールペンを使用し、紙のような基材に塗布されるとき、導電性インクは、乾燥して、高
い反射率および基材への良好な接着もまた特徴とする高導電性トレースを形成する。
粒子の濃度は、少なくとも約40wt%、少なくとも約50wt%、少なくとも約60w
t%、少なくとも約70wt%、または少なくとも約80wt%である。この濃度は、ま
た、約85wt%のように高い、または約90wt%のように高いこともあり得る。
くとも約0.4mg/m2、または、少なくとも約0.5mg/m2であり得るが、ここ
で、この単位は、導電性粒子の1m2の表面積あたりの分散剤の質量(mg)を表す。代
表的には、分散剤の量は、約0.7mg/m2、または約0.8mg/m2を超えない。
導電性粒子(フレークおよび/またはナノ粒子)の表面に吸着されたとき、分散剤は、凝
集を防ぐか、または最少限度にし、こうして、インク組成物の安定性を向上させる。しか
し、0.8mg/m2を超える量が使用された場合、それは、導電性フレークと粒子との
間の電気的接触を妨げ、導電性トレースの導電率を低下させ得る。
電解質(例えば、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリル酸(PAA)および/
またはヒドロキシプロピルセルロース(HPC))が含まれ得る。一般的に言えば、前記
ポリマーは、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリアクリル酸(PAA)、ヒドロキシ
プロピルセルロース(HPC)、ポリビニルメチルエーテル(PVME)、ポリビニルア
ルコール(PVA)、ポリオキシエチレングリコールソルビタンアルキルエステル、ポリ
オキシプロピレングリコールアルキルエーテル、ポリオキシエチレングリコールアルキル
エーテル、および、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテルからなる
群から選択され得る。代わりに、分散剤がポリマーを含まないこともあり得る。例えば、
分散剤は、パーフルオロオクタンスルホネート(PFOS)、またはパーフルオロノナン
酸(PFNA)であってもよい。
態を有し得るが、ここで、「横寸法」は、フレークの厚さに垂直に測定される直線寸法(
例えば、幅、長さおよび/または直径)を表す。代表的には、導電性フレークの平均厚さ
は、平均幅(または他の横寸法)より1〜2桁小さい。例えば、導電性フレークは、数ミ
クロン(例えば、約1〜5ミクロン)の平均幅を有し得るが、一方、導電性フレークの平
均厚さは、数十から数百ナノメートルであり得る。通例、導電性フレークの平均横寸法は
、少なくとも約500nm、少なくとも約750nm、少なくとも約1ミクロン、または
少なくとも約2ミクロンの大きさであり得るし、代表的には、約5ミクロン以下、約4ミ
クロン以下、または約3ミクロン以下である。導電性フレークの平均厚さは、少なくとも
約10nm、少なくとも約50nm、または少なくとも約100nmであり得るし、代表
的には、約300nm以下、約200nm以下、または約100nm以下である。本明細
書において「平均」値として表される値、例えば平均厚さまたは平均幅は、複数の粒子ま
たはフレークに対する公称値を表す。当業者によって認められるであろうように、複数の
中の個々の粒子またはフレークは、平均値からのばらつきを示し得る。
れ得る。代わりに、導電性ナノ粒子は、不規則なまたは他の形態を、例えば小平面を有す
る形状または針状の形を有し得る。導電性ナノ粒子は、代表的には、約500nmまたは
それ未満、約200nmまたはそれ未満、あるいは、約100nmまたはそれ未満の平均
直線寸法(長さ、幅および/または直径)を有する。平均直線寸法は、また、少なくとも
約10nm、少なくとも約50nm、または少なくとも約100nmであり得る。例えば
、導電性ナノ粒子の平均直線寸法は、約10nmから約200nm、または約100nm
から約500nmの範囲であり得る。
パーコレーションネットワークが、堆積された導電性トレースに形成され得るように、良
好な粒子パッキングが導電性インクにおいて実現され得る。例えば、重量比は、少なくと
も約0.1:1、少なくとも約1:1、少なくとも約3:1、少なくとも約6:1、また
は少なくとも約9:1であり得る。代表的には、重量比は、約20:1以下、または約1
5:1以下である。
/または希土類金属から選択される1種または複数の金属を含み得る。例えば、1種また
は複数の金属は、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Z
r、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、
Re、Os、Ir、Pt、およびAuからなる群から選択され得る。好ましい金属には、
Ag、Au、Cu、Ni、Pt、および/またはPdが含まれ得る。導電性粒子は、不可
避不純物だけを含む実質的に純粋な金属、金属合金、および/または金属酸化物(例えば
、酸化スズまたは酸化インジウム−スズ)を含み得る。導電性粒子が、個々のフレークお
よび/または粒子にコーティング(例えば、導電性コーティングまたは不動態化層)を含
み得ることもまた想定されている。コーティングは、上記の1種または複数の金属を含み
得る。
、増粘剤は、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、キサンタンガム、およびグアルガ
ムの中から選択され得る。一例として、増粘剤は、導電性粒子に対して約2wt%から約
3wt%の濃度のHECである。導電性インクの粘度は、剪断応力ゼロの条件下で約40
00センチポアズから約6000センチポアズの範囲であり得る。
に、導電性インクに添加されてもよい。使用される場合、界面活性剤には、BYK(登録
商標)340(BYK−Chemie GmbH、Wesel、ドイツ)のような、ポリ
マーのフッ素系界面活性剤が含まれ得る。
、水性溶媒(例えば、水)中に含む混合物を生成することによって調製され得る。前記混
合物は、フレークおよびナノ粒子が十分に分散されることを保証するために、超音波処理
され得る。増粘剤が、混合物の粘度を増すために添加され、少量の表面張力調節剤(界面
活性剤)が、さらに、または代わりに、紙または他の基材に投液されたインクの平滑性を
向上させるために添加され得る。導電性インクに望まれる全ての成分の添加および混合の
後、インクは、書くために、ローラーボールペンに充填され得る。当技術分野において公
知のローラーボールペンは、代表的には、250ミクロンから1ミリメートル近傍までの
範囲に渡るボール直径を有する。導電性インクとともに使用されるローラーボールペンの
直径の好ましい範囲は、約800ミクロンから約1000ミクロンである。
2カ月の分散安定性または貯蔵寿命を示し得る。貯蔵寿命は、また、約24カ月またはそ
れを超え得る。代表的には、分散安定性/貯蔵寿命は、約8カ月から約12カ月である。
供給することによって形成され得るが、ここで、前記のように、導電性インクは、水性溶
媒と、少なくとも約30wt%の濃度でその水性溶媒に分散された、1種または複数の金
属を含む導電性粒子とを含み、導電性粒子は、導電性フレークおよび導電性ナノ粒子を含
み、分散剤が、約0.1mg/m2から約0.8mg/m2の担持レベルで導電性粒子を
被覆する。次いで、ローラーボールペンは、表面上を動かされて、表面に導電性インクを
堆積させる。導電性インクは室温で乾燥されて、導電性トレースを形成する。
以下であり、約20秒またはそれ未満、約10秒またはそれ未満、あるいは約5秒または
それ未満であり得る。乾燥時間は、表面に導電性インクを堆積させた後、導電性トレース
の抵抗率が安定するのに要する時間を測定することによって求めることができ、ここで、
抵抗率(ρ)は、ρ=(A/L)Rとして定義され、Aは断面積であり、Lは長さであり
、Rは電気抵抗である。2点プローブが、抵抗率測定を行うために使用され得るが、この
測定は、試験体に電流(I)を流すこと、および電圧降下(V)を測定することを伴い、
ここで、Rは、オームの法則、V=IRから求められ得る。表面形状測定装置(prof
ilometer)が、断面積Aを測定するために使用され得る。
の金属を含む導電性粒子のパーコレーションネットワークを含み得る。導電性粒子は、導
電性フレークおよび導電性ナノ粒子を含み、導電性トレースは、以下で説明されるように
、バルク金属導電率の少なくとも約1%の導電率、および約40%を超える反射率を有し
得る。
の金属は、遷移金属、半金属、および/または希土類金属から選択され得る。例えば、1
種または複数の金属は、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、
Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Sb、Hf、Ta
、W、Re、Os、Ir、Pt、およびAuからなる群から選択され得る。好ましい金属
には、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、および/またはPdが含まれ得る。導電性粒子は
、不可避不純物だけを含む実質的に純粋な金属、金属合金、および/または金属酸化物(
例えば、酸化スズまたは酸化インジウム−スズ)を含み得る。導電性粒子が、個々のフレ
ークおよび/または粒子にコーティング(例えば、導電性コーティングまたは不動態化層
)を含み得ることもまた想定されている。コーティングは、上記1種または複数の金属を
含み得る。
て上記に記載された形態およびサイズのいずれかを有し得る。インクは、室温で堆積され
、乾燥されるので、過度の焼成は避けられ、導電性トレースのフレークおよびナノ粒子は
、形態/サイズにおいて、堆積されたときの導電性インクのものと似ているか、または同
じであり得る。
積された導電性トレースにおける良好な粒子パッキングと導電性粒子のパーコレーション
ネットワークの形成とを実現するように選択され得る。例えば、重量比は、少なくとも約
0.1:1、少なくとも約1:1、少なくとも約3:1、少なくとも約6:1、または少
なくとも約9:1であり得る。代表的には、重量比は、約20:1以下、または約15:
1以下である。
燥されるときに除去される;しかし、分散剤は乾燥後も残る。したがって、導電性粒子の
パーコレーションネットワークは、それらを被覆する分散剤を含み得るし、分散剤は、約
0.1mg/m2から約0.8mg/m2、または、約0.5mg/m2から約0.8m
g/m2の範囲の量で存在し得る。
バルク金属導電率は、導電性トレースの主要部分、またはその全体を成す金属のバルク導
電率を表す。導電率は、また、バルク金属導電率の少なくとも約1%、バルク金属導電率
の少なくとも約5%、バルク金属導電率の少なくとも約10%、または、バルク金属導電
率の少なくとも約15%であり得る。導電率は抵抗率の逆数であるので、導電性トレース
(またはバルク金属)の導電率は、上記で呈示された抵抗率(ρ)を測定することによっ
て求められ得る。2点プローブまたは4点プローブ法が、表面形状測定装置と共に使用さ
れ得る。有利には、導電性トレースの電気抵抗率は、約10−5ohm−cmまたはそれ
未満である。導電率は、バルク金属導電率の約20%のように高いこともあり得る。
is反射率分光光度計が、導電性トレースから反射される光の強度(I)を測定するため
に使用され得る。標準材料、例えば、WS−1、テフロン(登録商標)拡散反射率標準か
ら反射される光の強度(I0)と比較されたとき、I/I0比(反射率)が求められ得る
。反射率は、通常、100倍され、パーセントで表される(反射率%)。こうして、UV
−Vis反射率測定によって求められたとき、導電性トレースは、少なくとも約40%、
少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、または、少なくとも約
80%の反射率値を示し得る。導電性トレースの反射率は、約90%のように大きいか、
または、約99%のように大きいこともあり得る。
ASTM standard D3359に従って測定され得る。この試験法は、導電性
トレースに網目状カットを入れること、および網目状領域にテープを張り付けることを伴
う。テープが引き剥がされた後、カット領域が精査され、採点される。本明細書に記載さ
れたようにして生成された導電性トレースは、以下で表に示されるように、試験に合格す
るのに十分な、基材への接着性を有することが分かる。
、表面上でローラーボールペンを動かして、表面に導電性インクを堆積すること、および
、室温で導電性インクを乾燥して、導電性トレースを形成すること、を含む。導電性イン
クは、上記のように、水性溶媒と、少なくとも約30wt%の濃度でその水性溶媒に分散
された、1種または複数の金属を含む導電性粒子とを含み、ここで、導電性粒子は、導電
性フレークおよび導電性ナノ粒子を含み、分散剤が、約0.1mg/m2から約0.8m
g/m2の担持レベルで導電性粒子を被覆する。
の方法によって形成された導電性トレースは、先に記載された特徴のいずれも有し得る。
うに、プロッターにより)動かされ得る。こうして、導電性インクは、望まれる任意の速
度で、基材上に堆積され得る。少なくとも約1mm/s、少なくとも約10mm/s、ま
たは、少なくとも約100mm/sの堆積速度が容易に実現可能であり、これらの速度で
形成された例示的トレースが、図5に、コンピュータ断層撮影(CT)画像により示され
ている。代表的なトレースは、幅および厚さが約500ミクロンから約1200ミクロン
の範囲にある。
紙、カード用紙など)のような熱に感受性の材料、さらには、セラミック、金属および/
または半導体を含めて、いくつかの材料のいずれも含まれ得る。
導電性インク配合物が、90重量%の銀フレーク(平均サイズ1〜3ミクロン)および
10重量%の銀ナノ粒子(平均サイズ50〜500nm)を、0.2mg/m2の担持レ
ベルでポリ(アクリル酸)分散剤を用い、分散させることによって製造される。ナノ粒子
の形態は実質的に球状である。溶液における銀の重量パーセント(固形分担持量)は、2
0wt%であるように調節され、粘度は、増粘剤としてヒドロキシエチルセルロースを、
銀の3重量%の濃度で添加することによって増加させられる。導電性銀インクは十分に混
合され、最終の粘度は4000cPであると測定される。インクは、基材(紙)上に堆積
され、室温で迅速に乾燥して、銀のトレースを形成する。乾燥後、銀トレースの抵抗率は
、≦10−4ohm−cmであると測定され、これは、室温でバルク銀導電率(Agの抵
抗率は、1.59×−6ohm−cmである)の約1%の導電率に相当し、銀トレースは
、金属様外観を有することが認められる。
導電性インク配合物が、90重量%の銀フレーク(平均サイズ1〜3ミクロン)および
10重量%の銀ナノ粒子(平均サイズ50〜500nm)を、0.2mg/m2の担持レ
ベルでポリ(アクリル酸)分散剤を用い、分散させることによって製造される。ナノ粒子
の形態は実質的に球状である。溶液における銀の重量パーセント(固形分担持量)は、5
0wt%であるように調節され、粘度は、増粘剤としてヒドロキシエチルセルロースを、
銀の3重量%の濃度で添加することによって増加させられる。導電性銀インクは十分に混
合され、最終の粘度は4000cPであると測定される。インクは、基材上に堆積され、
室温で迅速に乾燥して、銀のトレースを形成する。乾燥後、銀トレースの抵抗率は、≦5
×10−5ohm−cmであると測定され、これは、室温でバルク銀導電率の約2%の導
電率に相当し、銀トレースは、金属様外観を有することが認められる。
導電性インク配合物が、90重量%の銀フレーク(平均のサイズ1〜3ミクロン)およ
び10重量%の銀ナノ粒子(平均サイズ50〜500nm)を、0.2mg/m2の担持
レベルでポリ(アクリル酸)分散剤を用い、分散させることによって製造される。ナノ粒
子の形態は実質的に球状である。溶液における銀の重量パーセント(固形分担持量)は、
80wt%であるように調節され、粘度は、増粘剤としてヒドロキシエチルセルロースを
、銀の3重量%の濃度で添加することによって増加させられる。導電性銀インクは十分に
混合され、最終の粘度は4000cPであると測定される。インクは、基材上に堆積され
、室温で迅速に乾燥して、銀のトレースを形成する。乾燥後、銀トレースの抵抗率は、≦
10−5ohm−cmであると測定され、これは、室温でバルク銀導電率の約10%の導
電率に相当し、銀トレースは、金属様外観を有することが認められる。
導電性インク配合物が、90重量%の銀フレーク(平均サイズ1〜3ミクロン)および
10重量%の銀ナノ粒子(平均サイズ50〜500nm)を、0.2mg/m2の担持レ
ベルでポリ(アクリル酸)分散剤を用い、分散させることによって製造される。ナノ粒子
の形態は実質的に球状である。溶液における銀の重量パーセント(固形分担持量)は、5
0wt%であるように調節され、粘度は、増粘剤としてヒドロキシエチルセルロースを、
銀の3重量%の濃度で添加することによって増加させられる。導電性銀インクは十分に混
合され、最終の粘度は4000cPであると測定される。インクは、基材上に堆積され、
室温で迅速に乾燥して、銀のトレースを形成する。乾燥後、銀トレースの抵抗率は、≦1
0−5ohm−cmであると測定され、これは、室温でバルク銀導電率の約4%の導電率
に相当し、銀トレースは、金属様外観を有することが認められる。
導電性インク配合物が、50重量%の銀フレーク(平均サイズ1〜3ミクロン)および
50重量%の銀ナノ粒子(平均サイズ50〜500nm)を、0.2mg/m2の担持レ
ベルでポリ(アクリル酸)分散剤を用い、分散させることによって製造される。ナノ粒子
の形態は実質的に球状である。溶液における銀の重量パーセント(固形分担持量)は、5
0wt%であるように調節され、粘度は、増粘剤としてヒドロキシエチルセルロースを、
銀の3重量%の濃度で添加することによって増加させられる。導電性銀インクは十分に混
合され、最終の粘度は4000cPであると測定される。インクは、基材上に堆積され、
室温で迅速に乾燥して、銀のトレースを形成する。乾燥後、銀トレースの抵抗率は、≦1
0−5ohm−cmであると測定され、これは、室温でバルク銀導電率の約5%の導電率
に相当し、銀トレースは、金属様外観を有することが認められる。
導電性インク配合物が、10重量%の銀フレーク(平均サイズ1〜3ミクロン)および
90重量%の銀ナノ粒子(平均サイズ50〜500nm)を、0.2mg/m2の担持レ
ベルでポリ(アクリル酸)分散剤を用い、分散させることによって製造される。ナノ粒子
の形態は実質的に球状である。溶液における銀の重量パーセント(固形分担持量)は、5
0wt%であるように調節され、粘度は、増粘剤としてヒドロキシエチルセルロースを、
銀の3重量%の濃度で添加することによって増加させられる。導電性銀インクは十分に混
合され、最終の粘度は4000cPであると測定される。インクは、基材上に堆積され、
室温で迅速に乾燥して、銀のトレースを形成する。乾燥後、銀トレースの抵抗率は、≦1
0−4ohm−cmであると測定され、これは、室温でバルク銀導電率の約5%の導電率
に相当し、銀トレースは、金属様外観を有することが認められる。
(項1)
ローラーボールペンのための導電性インクであって、
水性溶媒;
少なくとも約30wt%の濃度で前記水性溶媒に分散された、1種または複数の金属を
含む導電性粒子であって、導電性フレークおよび導電性ナノ粒子を含む導電性粒子;および
約0.1mg/m 2 から約0.8mg/m 2 の担持レベルで前記導電性粒子を被覆する分散剤;
を含む、導電性インク。
(項2)
前記導電性フレークと前記導電性ナノ粒子の重量比が、少なくとも約3:1である、上記項1に記載の導電性インク。
(項3)
前記重量比が、少なくとも約9:1である、上記項2に記載の導電性インク。
(項4)
前記導電性粒子の濃度が、少なくとも約50wt%である、上記項1から3のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項5)
前記分散剤の担持レベルが、約0.5mg/m 2 から約0.8mg/m 2 である、上記項1から4のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項6)
前記1種または複数の金属が、Ag、Au、Cu、Ni、PtおよびPdからなる群から選択される、上記項1から5のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項7)
前記導電性フレークが、約1ミクロンから約4ミクロンの平均横寸法、および約10nmから約100nmの平均厚さを備える、上記項1から6のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項8)
前記導電性ナノ粒子が、実質的に球状の形状を有する導電性ナノスフィアを含む、上記項1から7のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項9)
前記導電性ナノ粒子が、約500nmまたはそれ未満の平均直線寸法を備える、上記項1から8のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項10)
少なくとも約8カ月の貯蔵寿命を備える、上記項1から9のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項11)
少なくとも約12カ月の貯蔵寿命を備える、上記項10に記載の導電性インク。
(項12)
約4000センチポアズから約6000センチポアズの粘度を備える、上記項1から11のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項13)
前記水性溶媒に増粘剤をさらに含む、上記項1から12のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項14)
前記増粘剤が、ヒドロキシエチルセルロール(HEC)、キサンタンガムおよびグアルガムからなる群から選択される、上記項13に記載の導電性インク。
(項15)
表面張力を下げるために、前記水性溶媒に界面活性剤をさらに含む、上記項1から14のいずれか一項に記載の導電性インク。
(項16)
前記界面活性剤が、ポリマーのフッ素系界面活性剤を含む、上記項15に記載の導電性インク。
(項17)
ローラーボールペンから基材上に形成される導電性トレースであって、
1種または複数の金属を含む導電性粒子のパーコレーションネットワークであって、前記導電性粒子が導電性フレークおよび導電性ナノ粒子を含むパーコレーションネットワーク;
を含み、
バルク金属導電率の少なくとも約1%の導電率、および40%を超える反射率を有する、
導電性トレース。
(項18)
前記1種または複数の金属が、Ag、Au、Cu、Ni、PtおよびPdからなる群から選択される、上記項17に記載の導電性トレース。
(項19)
前記導電性フレークと前記導電性粒子の重量比が、少なくとも約3:1である、上記項17または18に記載の導電性トレース。
(項20)
前記重量比が、少なくとも約9:1である、上記項19に記載の導電性トレース。
(項21)
前記導電性フレークが、約1ミクロンから約4ミクロンの平均横寸法、および約10nmから約100nmの平均厚さを備える、上記項17から20のいずれか一項に記載の導電性トレース。
(項22)
前記導電性ナノ粒子が、実質的に球状の形状を有する導電性ナノスフィアを含む、上記項17から21のいずれか一項に記載の導電性トレース。
(項23)
前記導電性ナノ粒子が、約500nmまたはそれ未満の平均直線寸法を備える、上記項17から22のいずれか一項に記載の導電性トレース。
(項24)
前記導電性粒子が、それらを被覆する分散剤を含み、前記分散剤が、約0.5mg/m 2 から約0.8mg/m 2 の量で存在する、上記項17から23のいずれか一項に記載の導電性トレース。
(項25)
約10 −5 ohm−cmまたはそれ未満の電気抵抗率を備える、上記項17から24のいずれか一項に記載の導電性トレース。
(項26)
水性溶媒;少なくとも約30wt%の濃度で前記水性溶媒に分散された、1種または複数の金属を含む導電性粒子であって、導電性フレークおよび導電性ナノ粒子を含む導電性粒子;および、約0.1mg/m 2 から約0.8mg/m 2 の担持レベルで前記導電性粒子を被覆する分散剤;を含む導電性インクをローラーボールペンに供給すること;
表面上で前記ローラーボールペンを動かすことであって、前記表面に前記導電性インクを堆積させること;
前記導電性インクを室温で乾燥することであって、これによって前記1種または複数の金属を含む導電性トレースを形成すること;
によって形成される導電性トレース。
(項27)
バルク金属導電率の少なくとも1%の導電率を備える、上記項26に記載の導電性トレース。
(項28)
前記導電率が前記バルク金属導電率の少なくとも約5%である、上記項26または27に記載の導電性トレース。
(項29)
前記1種または複数の金属が、Ag、Au、Cu、Ni、PtおよびPdからなる群から選択される、上記項26から28のいずれか一項に記載の導電性トレース。
(項30)
少なくとも約40%の反射率を備える、上記項26から29のいずれか一項に記載の導電性トレース。
(項31)
導電性トレースを形成する方法であって、
水性溶媒;少なくとも約30wt%の濃度で前記水性溶媒に分散された、1種または複数の金属を含む導電性粒子であって、導電性フレークおよび導電性ナノ粒子を含む導電性粒子;および、約0.1mg/m 2 から約0.8mg/m 2 の担持レベルで前記導電性粒子を被覆する分散剤;を含む導電性インクをローラーボールペンに供給すること;
表面上で前記ローラーボールペンを動かすことであって、前記表面に前記導電性インクを堆積させること;
前記導電性インクを室温で乾燥することであって、これによって前記導電性トレースを形成すること;
を含む、方法。
(項32)
前記乾燥の時間が、約30秒またはそれ未満である、上記項31に記載の方法。
(項33)
前記乾燥の時間が、約10秒またはそれ未満である、上記項32に記載の方法。
Claims (1)
- 明細書に記載の発明。
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