TW202400731A - 銅墨水、導電膜形成方法、及射頻標籤 - Google Patents
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Abstract
在紙質基板(paper substrate)上形成低電阻的導電膜。銅墨水包含細銅顆粒、液體分散介質、和分散劑，細銅顆粒利用該分散劑分散在分散介質中。細銅顆粒為具有60nm以上且110nm以下之中數直徑的銅顆粒。相對於整體銅墨水，細銅顆粒的濃度為60wt％或更高。分散介質包括具有複數羥基團(hydroxy group)的醇類。分散劑為具有磷酸基團(phosphate group)的高分子化合物或其鹽類。分散劑相對於銅重量的濃度為3wt%以上及6wt%以下。使用該銅墨水，藉由光燒結在紙質基板上形成導電膜。
Description
本發明關於用來形成導電膜的銅墨水、使用銅墨水形成導電膜的方法、以及具有導電膜的射頻標籤(RF標籤)。
用於射頻識別(RFID，radio frequency identification)的射頻標籤已用於產品標籤(參見非專利文獻1)。RFID是一種使用電磁耦合讀取RF標籤之資料的系統。應注意，非專利文獻1中的日本產業標準JIS Z 0667:2017「RFID之供應鏈應用-產品標籤」對應於國際標準ISO 17367:2013「RFID的供應鏈應用-產品標籤」。
RF標籤在例如聚對苯二甲酸乙二醇類酯(PET，polyethylene terephthalate)的樹脂膜上具有天線、導線、和IC晶片。天線和導線是在樹脂膜上形成的例如鋁的金屬箔。射頻標籤的產生具有蝕刻金屬箔的步驟。因此，蝕刻產生的廢液的處理成本高。此外，近來要求減少塑膠。然而，當RF標籤的樹脂膜被紙質基板替代時，紙質基板上的金屬箔無法被蝕刻。
因此，考慮使用銅墨水在紙質基板上印刷用於RF標籤的天線等。銅墨水包含細銅顆粒，且藉由燒結形成導電膜(例如參照專利文獻1)。為了增加射頻標籤的信號強度，射頻標籤的天線需要具有低電阻。因此，為了使用銅墨水製作天線，需要藉由燒結銅墨水來形成具有低容積電阻率的厚的導電膜。然而，紙質基板具有低耐熱性，且因此難以藉由燒結而在紙質基板上形成容積電阻率低的厚導電膜。
另外，不僅在紙質基板上而且在耐熱性低的基板上也難以形成電阻低的導電膜。
引用列表之專利文獻。專利文獻1：日本未審查專利申請案公案第JP2021-152125號。
引用列表之非專利文獻。非專利文獻1：日本產業標準JIS Z 0667:2017。
技術問題。本發明解決上述問題，且其目的在於在紙質基板上形成具有低電阻的導電膜。
解決問題的方案。本發明的銅墨水為用於形成導電膜的墨水，包含細銅顆粒、液體分散介質、和使細銅顆粒分散在分散介質中的分散劑，墨水的特徵在於：細銅顆粒係中數直徑為60nm以上及110nm以下的銅顆粒，相對於整體銅墨水而言，細銅顆粒的濃度為60wt%以上，分散介質包括具有複數羥基團的醇類，分散劑為具有磷酸基團的高分子化合物或其鹽類，以及相對於細銅顆粒的重量而言，分散劑的濃度為3wt％以上及6wt％以下。
在銅墨水中，分散介質較佳地包含選自由以下者組成之群組的醇類：2-甲基-2,4-戊二醇(2- methyl-2,4-pentanediol)和3-甲基-1,3-丁二醇(3-methyl-1,3-butanediol)。
本發明的導電膜形成方法為一種在紙質基板上形成導電膜的方法，該方法的特徵在於具有使用銅墨水在紙質基板上形成墨水膜的步驟、藉由乾燥墨水膜在紙質基板上形成包含細銅顆粒之塗佈乾燥膜(coated and dried film)的步驟、以及光燒結(photo-sintering)塗佈乾燥膜的步驟。
本發明的射頻標籤為用於RFID的射頻標籤，至少具有紙質基板和在紙質基板上的天線，射頻標籤的特徵在於天線包括由導電膜形成方法形成的導電膜。
發明的有益效果。根據本發明的銅墨水，細銅顆粒的中數直徑為60nm以上，且因此可藉由光燒結在紙質基板上形成厚的導電膜。細銅顆粒的中數直徑為110nm以下，且因此可藉由光燒結在紙質基板上形成容積電阻率低的導電膜。相對於整體銅墨水，細銅顆粒的濃度為60wt%以上，且因此可形成厚的導電膜。分散介質包括具有複數羥基團的醇類，且因此藉由氫鍵結到細銅顆粒的表面，銅墨水具有適於在紙質基板上印刷的黏度(viscosity)和流變特性(rheological characteristic)(觸變性(thixotropy))。相對於銅的重量，分散劑的濃度為3wt%以上，且因此銅墨水的穩定性良好。分散劑的濃度為6wt%以下，且因此可形成具有低容積電阻率的導電膜。形成的導電膜厚且具有低的體積電阻率，且因此電阻低。此外，分散劑具有磷酸基團，以及分散劑的濃度為3wt％以上，且因此磷防止銅的氧化，且提高導電膜在恆定溫度及濕度測試中的耐久性。
將描述根據本發明實施例的銅墨水。銅墨水用於形成導電膜。銅墨水包含細銅顆粒、液體分散介質、和分散劑。細銅顆粒藉由分散劑分散在分散介質中。
細銅顆粒為其中數直徑(D50)為60nm以上及110nm以下的銅顆粒。從掃描電子顯微鏡(SEM，scanning electron microscope)的圖像提取的細銅顆粒的顆粒直徑，且由其顆粒直徑分佈計算中數直徑。當細銅顆粒的顆粒直徑過小時，形成的導電膜不厚。當顆粒直徑過大時，導電膜的容積電阻率變高。
相對於整體銅墨水，細銅顆粒的濃度為60wt%或更高。當細銅顆粒的濃度過低時，形成的導電膜變薄。細銅顆粒的濃度較佳為75wt%以下。當銅墨水的黏度由於過高的細銅顆粒濃度而高時，印刷墨水膜的不均勻度比低黏度的情形大，且在藉由乾燥墨水膜所形成的塗佈乾燥膜上產生比5μm厚的部分。在光燒結時，燒結進度差異在塗佈乾燥膜上厚的部分的表面和底部之間大，且部分被吹掉，且因此不形成均勻的導電膜。
分散介質包括具有複數羥基團的醇類。細銅顆粒的最外表面被環境中包含的氧氧化，以形成包含氧化銅的薄的表面氧化膜。在銅墨水中，氫鍵產生在細銅顆粒的表面氧化膜中的氧化銅的氧原子與醇類中之羥基團的氫原子之間。因此，具有複數羥基團的醇類具有優異的細銅顆粒分散性。
具有複數羥基團的醇類的範例包括但不限於2-甲基-2,4-戊二醇類(2-methyl-2,4-pentanediol)(己二醇(hexylene glycol))、3-甲基-1,3-丁二醇(3-methyl-1,3-butanediol)(異戊二醇(isoprene glycol))、1,2-乙二醇(1,2-ethanediol)(乙二醇(ethylene glycol))、丙烷-1,2-二醇(propane-1,2-diol)(丙二醇(propylene glycol))、1,5-戊二醇(1,5-pentanediol)、2,2'-氧二乙醇(2,2’-oxydiethanol)(二甘醇(diethylene glycol))、三甘醇(triethylene glycol)、1,2,3-丙三醇(1,2,3-propanetriol) (甘油(glycerin))、和山梨糖醇(sorbitol)。
分散劑為具有磷酸基團的高分子化合物或其鹽類。高分子為具有高分子量的分子，且具有由重複單元形成的結構，該單元實際上或概念上由具有較小分子量的分子多次獲得(純粹與應用化學國際聯合會(IUPAC，International Union of Pure and Applied Chemistry))。細銅顆粒的表面被分散劑的分子覆蓋，且因此細銅顆粒分散在分散介質中。
分散劑的濃度相對於銅的重量為3wt%以上及6wt%以下。當分散劑的濃度過低時，分散劑的分散性變得不足夠，且銅墨水的穩定性不好。當濃度過高時，分散劑殘留物保留在形成的導電膜中，且導電膜的容積電阻率變高。
當分散劑具有磷酸基團且分散劑的濃度為3wt％或更高時，形成的導電膜在恆定溫度及濕度測試中的耐久性增強。這為本申請的發明人的發現。在藉由能量色散X射線光譜(energy dispersive X-ray spectroscopy)的穿透電子顯微鏡(TEM，transmission electron microscope)圖像的分析中，磷保留在形成的導電膜中的燒結細銅顆粒周圍。磷防止銅的氧化。
將參照圖1(a)至(c)描述使用該銅墨水形成導電膜的方法。導電膜的形成方法為在紙質基板上形成導電膜的方法。如圖1(a)所示，使用銅墨水1在紙質基板3上形成墨水膜2。墨水膜2係藉由印刷法形成。在印刷法中，使用銅墨水作為印刷的墨水，藉由印刷裝置在紙質基板3上將銅墨水按預定圖案塗佈，且形成具有圖案的墨水膜2。在本實施例中，印刷系統為韌性印刷(flexographic printing)。然後，使墨水膜2乾燥。如圖1(b)所示，藉由使墨水膜2乾燥，細銅顆粒保留在紙質基板3上，以在紙質基板3上形成包含細銅顆粒的塗佈乾燥膜4。用光照射包含細銅顆粒的塗佈乾燥膜4，以光燒結塗佈乾燥膜4。用於光燒結的光源例如為氙氣燈。作為光源，可使用雷射裝置。塗佈乾燥膜4中細銅顆粒的表面氧化膜藉由光能量移除，且細銅顆粒彼此熔化，以獲得主體。即，如圖1(c)所示，藉由光燒結，塗佈乾燥膜4在紙質基板3上形成導電膜5。應注意，墨水膜2的乾燥和塗佈乾燥膜4的光燒結可藉由光照射同時進行。
也就是說，導電膜的形成方法具有使用銅墨水1在紙質基板3上形成墨水膜2的步驟、藉由乾燥墨水膜2在紙質基板3上形成包含細銅顆粒之塗佈乾燥膜4的步驟、以及光燒結塗佈乾燥膜4的步驟。
例如，當使用具有中數直徑為40nm之細銅顆粒(其為小於本實施例者的顆粒直徑)的銅墨水時，可形成具有低容積電阻率的導電膜。然而，導電膜不厚。這是因為，當使用具有小顆粒直徑的細銅顆粒的銅墨水來形成厚度為2μm以上的塗佈乾燥膜時，在塗佈乾燥膜中產生裂紋。裂紋的原因為，當細銅顆粒的直徑小時，墨水膜乾燥時的容積收縮率變大，且分散介質作為氣體行進穿過的路徑由於被具有小顆粒直徑的細銅顆粒填充而消失。本申請的發明人進行了多次實驗，且發現具有中數直徑為60nm至110nm的細銅顆粒適合在紙質基板上形成導電膜。
然而，當細銅顆粒的顆粒直徑大時，銅墨水的黏度降低。正因為如此，藉由韌性印刷，發生銅墨水的濕延展(wet spreading)和滴落(dripping)。因此，需要增加銅墨水的黏度。一般而言，藉由例如樹脂或流變控制劑(rheology control agent)的添加劑增加墨水的黏度。然而，在有機物質之添加劑的情況下，其殘留物成為電阻來增加導電膜的容積電阻率，且因此希望避免將添加劑添加到銅墨水中。本申請的發明人發現，藉由使用細銅顆粒之表面氧化膜中的氧化銅的氧原子與分散介質中之複數羥基團的氫原子之間的氫鍵的相互作用，可獲得具有適於在紙質基板上印刷之黏度的銅墨水。當分散介質為一元醇類(monohydric alcohol)時，銅墨水的黏度不足夠。
如上所述，根據本實施例的銅墨水，細銅顆粒的中數直徑為60nm以上，且因此藉由光燒結可在紙質基板上形成厚的導電膜。細銅顆粒的中數直徑為110nm以下，且因此藉由光燒結可在紙質基板上形成具有低容積電阻率的導電膜。細銅顆粒的濃度相對於整體銅墨水為60wt%以上，且因此可形成厚的導電膜。分散介質包括具有複數羥基團的醇類，且因此銅墨水具有以下黏度和流變特性(觸變性)：適於藉由氫鍵結合到細銅顆粒的表面上而在紙質基板上進行印刷。分散劑的濃度相對於銅的重量為3wt%以上，且因此銅墨水的穩定性良好。分散劑的濃度為6wt%以下，且因此可形成具有低容積電阻率的導電膜。形成的導電膜厚且具有低的容積電阻率，且因此電阻低。此外，分散劑具有磷酸基團，且分散劑的濃度為3wt％以上，且因此磷防止銅的氧化，且增強導電膜在恆定溫度及濕度測試中的耐久性。
使用本實施例的銅墨水，可在紙質基板上形成厚度為1至5μm的塗佈乾燥膜，以及可在紙質基板上形成厚度為約1至2μm(0.7至1.8μm)的導電膜。形成的導電膜厚且具有低的容積電阻率，且因此導電膜具有低電阻。
使用該銅墨水可製造具有紙質基板的RF標籤。將使用圖1(c)描述RF標籤。RF標籤6為用於RFID的RF標籤。本實施例的RF標籤6至少具有紙質基板3和在紙質基板3上的天線。天線包括藉由本實施例的導電膜形成方法形成的導電膜5。
RF標籤6具有紙質基板，且因此生態友好。RF標籤6的天線包括藉由本實施例的導電膜形成方法形成的導電膜5。導電膜厚，且具有低的容積電阻率，且因此天線具有低電阻。RF標籤6具有低電阻的天線，且因此可獲得足夠的信號強度。
應注意，RF標籤6可層壓。在日本產業標準中描述RF標籤的層壓範例(參見非專利文獻1)。
製備作為本發明實施例的銅墨水、和作為其比較例的銅墨水，以及進行實驗，其中使用銅墨水在紙質基板上形成導電膜。
將描述共同的實驗條件。作為紙質基板，使用Oji Paper Co., Ltd.(公司名)製造的塗佈紙(商品名「OK TopKote+EF」(「TOPKOTE」為註冊商標))。使用銅墨水，藉由韌性印刷，在紙質基板上印刷導線測試圖案(寬度為0.6mm的線)。印刷的墨水膜具有2至5μm的厚度。將墨水膜乾燥，以形成塗佈乾燥膜。藉由閃光燈在4J/cm
2的能量下對塗佈乾燥膜進行光燒結。藉由電路測試儀器在37.8mm的測量長度處測量所形成導電膜(線)的電阻(導線電阻)。此外，導電膜(線)的剖面係藉由雷射顯微鏡加以測量。導電膜的容積電阻率和平均厚度係例如由電阻值和剖面加以計算。在韌性印刷中，銅墨水沒有完全從印版(plate)轉移到紙質基板上，且係隨機分佈在印版和紙質基板中。因此，所形成的導電膜的剖面形成為通常不平滑且具有不平整(unevenness)。導電膜的平均厚度是藉由將不平整平均化而獲得的厚度，即矩形的厚度。形成的導電膜(線)係使用其導線電阻來評估。
範例中銅墨水的組成範圍將加以描述。細銅顆粒的顆粒直徑(中數直徑)為60至110nm。中數直徑(D50)是從100個或更多細銅顆粒的直徑頻率分佈加以計算，該100個或更多細銅顆粒係從30000倍放大之銅墨水的SEM圖像隨機取樣。細銅顆粒相對於整體銅墨水的濃度為60至75wt%(以下，細銅顆粒的wt%亦同)。分散劑具有磷酸基團。分散介質的濃度相對於銅的重量為3至6wt%(以下，分散劑的wt%亦同)。分散介質為具有複數羥基團的醇類。分散介質的量為銅墨水中的其他部分。
改變銅墨水的組成，以及評估由光燒結形成的導電膜(光燒製膜)。應注意，如上所述，導電膜的剖面和導線電阻為實際值，以及平均厚度和容積電阻率為計算值。
範例1。將中數直徑為80nm的細銅顆粒用於銅墨水(在範例2至6以及比較例1和3中，使用相同的顆粒)。細銅顆粒的濃度為75wt%。作為分散劑，使用高分子磷酸酯(商品名「DISPERBYK
®-102」，BYK-Chemie(公司名)製)。分散劑為具有磷酸基團的高分子化合物。分散劑的濃度為4wt%。作為分散介質，使用2-甲基-2,4-戊二醇(二元醇類)。
所形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為1.8μm。容積電阻率為5.2μΩcm。剖面為 1100μm
2。線寬為600μm。導線電阻為1.8Ω。導線電阻在實施例中最低。
範例2。在銅墨水中，細銅顆粒的濃度為70wt%，低於範例1。分散劑的濃度為3wt%，低於範例1。其他條件同範例1。
所形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為1.3μm，比範例1薄。體積電阻率為5.1μΩcm，低於範例1。剖面為800μm
2。線寬為600μm。導線電阻為2.4Ω，高於範例1。
細銅顆粒的濃度低於範例1，且因此導電膜的平均厚度更薄且導線電阻更高。分散劑的濃度低於範例1，且因此導電膜的容積電阻率較低。細銅顆粒的濃度對導線電阻有很大影響。
範例3。細銅顆粒的濃度為60wt%，進一步比範例2更低。其他條件與範例2相同。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為0.7μm，比範例2薄。容積電阻率為5.1μΩcm，與範例1相同。剖面為420μm
2。線寬為600μm。導線電阻為4.6Ω，高於範例2。
細銅顆粒的濃度低於範例2，且因此導電膜的平均厚度更薄，且導線電阻更高。
範例4。作為分散劑，使用高分子磷酸酯(商品名「DISPERBYK
®-111」，BYK-Chemie製)。分散劑為具有磷酸基團的高分子化合物。分散劑的濃度為4wt％，高於範例3。其他條件與範例3相同。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為0.7μm，與範例3相同。容積電阻率為5.3μΩcm，高於範例3。剖面為420μm
2。線寬為600μm。導線電阻為4.8Ω，高於範例3。
分散劑的濃度高於範例3，且因此導電膜的容積電阻率較高，且導線電阻較高。
範例5。作為分散劑，使用具有酸基團的共聚物的烷醇銨鹽類(alkylolammonium)(商品名「DISPERBYK®-180」，BYK-Chemie製)。分散劑為具有磷酸基團的高分子化合物的鹽類。其他條件與範例4相同。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為0.8μm，比範例4厚。容積電阻率為5.6μΩcm，高於範例4。剖面為450μm
2。線寬為600μm。導線電阻為4.7Ω，略低於範例4。
已發現，具有磷酸基團的高分子化合物的鹽類可用作本發明的銅墨水中的分散劑。
範例6。使用與範例1至3相同的分散劑。作為分散介質，使用3-甲基-1,3-丁二醇(二元醇類)。其他條件同範例5。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為0.8μm，與範例5相同。容積電阻率為5.4μΩcm，低於範例5。剖面為450μm
2。線寬為600μm。導線電阻為4.5Ω，略低於範例5。
類似於範例1至5，範例6中的分散介質具有複數羥基團。範例6的分散介質具有與範例1至5之分散介質不同的碳架構(carbon skeleton)，但可用於本發明的銅墨水。
範例7。將中數直徑為110nm的細銅顆粒(大於範例2)用於銅墨水。分散劑的濃度為4wt%。其他條件與範例2相同。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為1.5μm，比範例2厚。容積電阻率為7.1μΩcm，高於範例2。剖面為900μm
2。線寬為600μm。導線電阻為3.0Ω，高於範例2。
細銅顆粒的中數直徑大於範例2，且因此導電膜的平均厚度更厚，且導電膜的容積電阻率更高。
範例8。細銅顆粒的濃度為60wt％，低於範例7。其他條件同範例7。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為1.1μm，比範例7薄。容積電阻率為6.9μΩcm，低於範例2。剖面為650μm
2。線寬為600μm。導線電阻為4.0Ω，高於範例7。
細銅顆粒的濃度低於範例7，且因此導電膜的平均厚度更薄，且導線電阻更高。
範例9。將中數直徑為60nm的細銅顆粒(小於範例1至8)用於銅墨水。中數直徑為60nm的細銅顆粒係藉由將中數直徑為40nm的細銅顆粒和中數直徑為80nm的細銅顆粒以1:1的重量比進行混合而獲得。分散劑的濃度為6wt％，高於範例8。其他條件與範例8相同。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為0.8μm，比範例8薄。容積電阻率為5.0μΩcm，低於範例8。剖面為450μm
2。線寬為600μm。導線電阻為4.2Ω，高於範例8。
細銅顆粒的中數直徑小於範例1至8，且因此導電膜的容積電阻率低於實施例1至8。
範例10。將中數直徑為100nm的細銅顆粒(小於範例8(110nm))用於銅墨水。中數直徑為100nm的細銅顆粒係藉由將中數直徑為40nm的細銅顆粒和中數直徑為110nm的細銅顆粒以1:4的重量比進行混合而獲得。其他條件同範例8。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為1.2μm，略厚於範例8。容積電阻率為6.1μΩcm，低於範例8。剖面為450μm
2。線寬為600μm。導線電阻為3.3Ω，低於範例8。
細銅顆粒的中數直徑小於範例8，且因此導電膜的容積電阻率低於範例8。
使用範例1至10的銅墨水形成的導電膜(線寬600μm、長度37.8mm)的具有1.8Ω至4.8Ω的電阻，其係適用於射頻標籤之天線的低電阻(小於10Ω)。
比較例1。細銅顆粒的濃度為40wt%，低於範例1至10。其他條件與範例1相同。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為0.3μm，比範例1至10薄。容積電阻率為5.7μΩcm。橫剖面為 200μm
2。線寬為600μm。導線電阻為10.8Ω，高於範例1至10。
細銅顆粒的濃度過低，且因此導電膜的平均厚度更薄，且導線電阻更高。
比較例2。將中數直徑為40nm的細銅顆粒(小於範例1至10)用於銅墨水。其他條件與範例3相同。
形成的導電膜具有裂紋。接線斷裂。
細銅顆粒的中數直徑過小，且因此導電膜具有裂紋。
比較例3。分散劑的濃度為8wt％，高於範例1至10。其他條件與範例3相同。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為0.6μm。容積電阻率為10.1μΩcm，高於範例1至10。剖面為380μm
2。線寬為600μm。導線電阻為10.0Ω，高於範例1至10。
分散劑的濃度過高，且因此導電膜的容積電阻率較高，且導線電阻較高。
比較例4。將中數直徑為150nm細銅顆粒(大於範例1至10)用於銅墨水。其他條件同範例3。
形成的導電膜沒有裂紋。導電膜的平均厚度為1.7μm。容積電阻率為31.7μΩcm，高於範例1至10。剖面為1000μm
2。線寬為600μm。導線電阻為12.0Ω，高於範例1至10。
細銅顆粒的中數直徑過大，且因此導電膜的容積電阻率較高，且導線電阻較高。
使用比較例1至4的銅墨水形成的導電膜(線寬600μm，長度37.8mm)斷裂或具有高電阻(10Ω以上)，其不適合用於射頻標籤的天線。
以與上述範例相同的方式在紙質基板上形成導電膜(線)，且在恆定溫度及濕度測試前及後測量導線電阻。在恆定溫度及濕度測試中，溫度為85℃，且濕度為85%，且停留時間為264小時。
範例11。使用與範例4相同的銅墨水形成導電膜。即，細銅顆粒的中數直徑為80nm，細銅顆粒的濃度為60wt％，分散劑為高分子磷酸酯，且分散劑的濃度為4wt%，且分散介質為2-甲基2,4-戊二醇(2-methyl2,4-pentanediol)。形成的導電膜進行恆定溫度及濕度測試。
在恆定溫度及濕度測試前，導電膜的導線電阻為4.8Ω。在恆定溫度及濕度測試後，導線電阻為9.6Ω。電阻增加率為200％。僅導電膜的表面因氧化而變色。
範例12。分散劑的濃度為3wt%，低於範例11。其他條件同範例11。
在恆定溫度及濕度測試前，獲得的導電膜的導線電阻為4.6Ω。
在恆定溫度及濕度測試後，導線電阻為11.5Ω。電阻增加率為250％。僅導電膜表面因氧化而變色。
比較例5。分散劑的濃度為2wt％，低於範例12。其他條件與範例11相同。
在恆定溫度及濕度測試前，獲得的導電膜的導線電阻為2.8Ω。在恆定溫度及濕度測試後，導線電阻無法測量。電阻增加率為∞。該導電膜無法經受恆定溫度及濕度測試。
比較例6。分散劑的濃度為0.5wt%，低於比較例5。其他條件與範例11相同。
在恆定溫度及濕度測試前，獲得的導電膜的導線電阻為1.2Ω。在恆定溫度及濕度測試後，導線電阻無法測量。電阻增加率為∞。該導電膜無法經受恆定溫度及濕度測試。
根據範例11和12及比較例5和6，當銅墨水中的分散劑具有磷酸基團且分散劑的濃度為一定值或更高(3wt%或更高)時，導電膜在恆定溫度及濕度測試中的耐久性增強。
應注意，本發明不受限制於上述實施例的構成，且在不變更本發明要旨的情況下可進行諸多變化。例如，銅墨水可在不同於韌性印刷的印刷系統中被印刷在紙質基板上。此外，本發明的射頻標籤不限於RFID的供應鏈應用。
1:銅墨水
2:墨水膜
3:紙質基板
4:塗佈乾燥膜
5:導電膜
6:RF標籤
圖1(a)、(b)、(c)為根據本發明實施例的剖面結構圖，其以時間順序顯示使用銅墨水形成導電膜。
1:銅墨水
2:墨水膜
3:紙質基板
4:塗佈乾燥膜
5:導電膜
6:RF標籤
Claims (4)
- 一種銅墨水，用於形成導電膜，該銅墨水包含： 複數細銅顆粒、一液體分散介質及一分散劑，該等細銅顆粒係利用該分散劑而分散於該液體分散介質中，其中 該等細銅顆粒為中數直徑為60nm以上及110nm以下的銅顆粒，該等細銅顆粒相對於整體銅墨水的濃度為60wt%以上，該液體分散介質包含具有複數羥基團的醇類，該分散劑為具有磷酸基團的高分子化合物或該高分子化合物的鹽類，以及該分散劑相對於該等細銅顆粒之重量的濃度為3wt%以上及6wt%以下。
- 如請求項1之銅墨水，其中，該液體分散介質包含選自由以下者組成之群組的醇：2-甲基-2,4-戊二醇及3-甲基-1,3-丁二醇。
- 一種導電膜形成方法，以在一紙質基板上形成一導電膜，其中，該方法包括： 使用如請求項1或請求項2之該銅墨水在該紙質基板上形成墨水膜的步驟； 藉由乾燥該墨水膜在該紙質基板上形成包含複數細銅顆粒之塗佈乾燥膜的步驟；以及 對該塗佈乾燥膜進行光燒結的步驟。
- 一種用於RFID的射頻標籤，該射頻標籤至少具有一紙質基板和該紙質基板上的一天線，其中該天線包括藉由如請求項3之導電膜形成方法所形成的一導電膜。
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