TWI536399B - 用於印刷之導電墨水組成物、使用該組成物之印刷方法及該方法製備之導電圖案 - Google Patents

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Description

用於印刷之導電墨水組成物、使用該組成物之印刷方法 及該方法製備之導電圖案
本發明主張於2011年3月15日向韓國智慧局申請之韓國專利申請號10-2011-0023068優先權，其全部內容併入於此以供參酌。
本發明係關於一種導電墨水及使用其印刷之方法。尤其本發明係關於一種用來印刷一精細圖案(fine pattern)之導電組成物以及使用其印刷之方法。
導電部(例如電極)可用於例如觸控螢幕、顯示器以及半導體之二極管中，隨著二極管的效能改善，導電部中亦需要更精細的導電圖案。
導電圖案可依目的而藉由許多已知的方式形成，代表的方法例如包括黃光微影法、絲網印刷法、噴墨法及其類似者。
黃光微影法是將一蝕刻保護層形成於具有金屬之玻璃或薄膜上，選擇性的曝光顯影此蝕刻保護膜並形成圖案後，再藉由此圖案化之蝕刻保護層選擇性的蝕刻金屬，最後剝離此蝕刻保護層，以形成圖案。
然而，黃光微影法並非使用導電圖案本身的組成材料即可完成，而是藉由蝕刻保護層材料以及剝離溶液而形成， 如此會因為蝕刻保護層材料以及剝離溶液的花費以及丟棄成本而增加其製程成本，且丟棄上述材料會產生環境污染的問題。由於此方法有許多複雜的製程，且需消耗很多時間及成本，且當蝕刻保護層無法順利剝離時，會使最終產物發生損害的問題。
絲網印刷法係使用具有數百至數十微米大小的導電粒子作為基質的墨水，並進行焙燒而完成。
然而，藉由絲網印刷法以及噴墨法形成具有數十微米大小的導電圖案仍有所限制。
本發明提供一種導電墨水組成物及使用其之印刷的方法，其中此組成物對基板具有良好的黏著特性，且能夠以低溫焙燒形成並產生導電性。此組成物適用於印刷法，尤其是滾印法(roll printing method)，更尤其是反向膠印法(reverse offset printing method)，以形成一導電圖案及具有良好導電特性的精細導電圖案。
本發明之一示範實施例提供一種導電墨水組成物，包含：複數之金屬粒子；一第一溶劑，其於25℃下具有3托(torr)或以下之蒸氣壓力；一第二溶劑，其於25℃下具有大於3托(torr)之蒸氣壓力；以及金屬羧酸(metal carboxylate)。
本發明使用上述之導電墨水材料進行一印刷法，而此印刷法可為一滾印法或一反向膠印法。一橡膠材料的印刷橡膠墊(print blanket)可用於反向膠印法中。
本發明另一示範實施例係提供利用前述之導電墨水組成物而製造形成一種導電圖案，以及包含其之電極板。較佳情況下，導電圖案係於200℃或以下之低溫進行焙燒。於此情況下，可確定形成一種超精細的圖案，其中此導電圖案的最小線寬可為6 μm或以下，且線與線間的最小間隔可為3μm或以下。
根據本發明，一種導電墨水組成物適合應用於印刷法，較佳是滾印法，更佳是反向膠印法，其可形成一種導電圖案以及一種具有良好導電能力之精細導電圖案，且此組成物對基板具有良好的黏著特性，可藉由低溫焙燒而產生導電性。因此，根據本發明能夠提供對基板具有良好黏著特性且具有良好導電性之一種超精細導電圖案。尤其，本發明之導電墨水組成物能提供良好的導電率，即使在不含有聚合物黏著劑或脫模劑(release agent)情況下，亦能夠以低溫焙燒形成精細圖案。
接下來，本發明將更進一步詳述。
本發明係關於一種電墨水組成物，包含複數之金屬粒子；一第一溶劑，其於25℃下具有3托(torr)或以下之蒸氣壓力；一第二溶劑，其於25℃下具有大於3托(torr)之蒸氣壓力；以及金屬羧酸(metal carboxylate)。本發明導電墨水組成物基本上並不包含一聚合物黏著劑或一脫模劑。
本發明之導電墨水組成物適合應用於印刷法，較佳為滾印法以及反向膠印法，其中反向膠印法係使用橡膠材料之印刷橡膠墊，且此橡膠材料係為用於滾印法之橡膠材料，其原因如下所述。
上述之反向膠印法包含i)將一導電墨水組成物塗佈於一滾筒上；ii)將刻有與導電圖案相對應之圖案的印刷底板(cliché)與上述滾筒置相接觸，以在滾筒上形成對應於導電圖案的墨水組成物之圖案；以及iii)將滾筒上的墨水組成物轉印至一基板上。於此情況下，滾筒周圍的部分係由具有彈性的橡膠材料所形成的印刷橡膠墊所組成。上述之反向膠印法如圖1所示。
習知的墨水會添加一聚合物黏著劑，藉此，當墨水塗佈至一滾筒時，其形成的薄膜不會發生破損、不會形成針孔且能形成均勻的薄膜。然而，若添加聚合物黏著劑時，由於在200℃或以下的低溫進行焙燒會過量增加特定抗性，因而即使於低溫下進行焙燒，也無法將墨水應用於需要有良好導電特性的情況中。同時，若在不添加聚合物黏著劑情況下，印刷後的薄膜會發生破裂及形成針孔，或者會有圖案轉印缺陷或筆直特性缺陷情形發生。
於本發明導電墨水組成物中，金屬羧酸扮演兩種或多種角色。第一，金屬羧酸可於焙燒過程中還原成金屬，以改善導電性。第二，金屬羧酸可替換習知墨水的聚合物黏著劑以改善墨水的塗佈特性，且能改善圖案的轉印及筆直特性。
根據較佳情況，除了金屬粒子、金屬羧酸以及視情況而添加的界面活性劑之外，本發明導電墨水組成物中的其他成分之分子量係小於800。較佳情況下，除了金屬粒子、金屬羧酸之外，本發明導電墨水組成物中的其他成分於常溫下為液態。
只要金屬羧酸可溶於一適當之有機溶劑，則金屬羧酸即不會因為烷基鏈長度、是否具有支鏈、是否具有取代機等等原因而有所限制。
以100重量份之金屬粒子含量為計，較佳之金屬羧酸含量占0.1至20重量份。於100重量份金屬粒子含量下，若金屬羧酸含量小於0.1重量份，則對於圖案的筆直特性或導電性的改善程度將不明顯；於100重量份金屬粒子含量下，若金屬羧酸含量大於20重量份時，金屬粒子以及金屬羧酸將難以均勻混合，也就是在印刷後不容易形成穩定且均勻的塗佈。
金屬羧酸的金屬可與金屬粒子之金屬種類相同或不同，較佳情況下，與金屬粒子的金屬種類相同。銀是最佳的導體選擇。較佳情況下，金屬羧酸的碳原子數為2至10。
上述之導電墨水組成物亦包含二種或以上之溶劑，第一溶劑具有低揮發性，於25℃下具有3托(torr)或以下之蒸氣壓，且於上述墨水組成物中係作為一種分散劑；第二溶劑具有高揮發性，於25℃下具有大於3托(torr)之蒸氣壓，且於上述墨水組成物中能維持墨水組成物低黏度特性，以及與第一溶劑結合時能對滾筒維持良好的塗佈性質，直到墨水 組成物塗佈於基板或滾筒上，並可藉由揮發而移除，因而增加了墨水組成物的黏度，且使滾筒上的圖案得以良好地形成及維持。
上述第一溶劑及第二溶劑的含量可視目的、操作環境及其類似原因而決定。當墨水塗層快速形成時，為了減少整體製程時間，較佳係增加高揮發性溶劑之第二溶劑的含量，且為了藉由降低墨水塗佈的形成速率以確保製程的邊限(margin)，較佳係減少第二溶劑的使用量以。較佳情況下，第一溶劑可控制於0.1至60 wt%範圍內，且第二溶劑可控制於1至80 wt%範圍內。
用來做為第一溶劑之低揮發度的溶劑可包含：二甲基乙醯胺(dimethylacetamide)、γ-汀內酯(gamma-butyrolactone)、羥基甲苯(hydroxytoluene)、丙二醇單丁醚(propyleneglycol monobutyl ether)、丙二醇單丙醚(propyleneglycol monopropyl ether)、丁基溶纖劑(butyl cellosolve)、甘油(glycerin)、苯氧基乙醇(phenoxyethanol)、丁基卡必醇(butyl carbitol)、甲氧基丙氧基丙醇(methoxypropoxypropanol)、卡必醇(carbitol)、松油醇(terpinol)、三乙烯甘油單乙基醚(triethyleneglycol monoethyl ether)、三乙烯甘油單甲基醚(triethyleneglycol monomethyl ether)、N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrollidone)、丙烯碳酸鹽(propylene carbonate)、雙甲基氧化硫(dimethyl sulfoxide)、雙乙烯乙二醇(diethyleneglycol)、三乙醇胺(triethanolamine)、雙乙醇胺(diethanolamine)、三乙烯乙二 醇(triethyleneglycol)、乙烯乙二醇(ethyleneglycol)及其類似者，亦可混合兩種或以上，但不限於此。具有高揮發性第二溶劑的例子可包含：雙甲基乙二醇(dimethylglycol)、三甲基氯甲烷(trimethylchloromethane)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、異丙醇(isopropanol)、丙醇(propanol)、己烷(hexane)、庚烷(heptanes)、辛烷(octane)、1-氯丁烷(1-chlorobutane)、甲基乙基酮(methylethylketone)、環己烷(cyclohexane)及其類似者，亦可混合兩種或以上，但不限於此。
較佳情況下，具有高揮發度的第二溶劑之表面張力係小於26 dyn/cm，以使其於圖1步驟i)中，對滾筒具有良好的塗佈特性。由於第二溶劑大多藉由揮發於圖1之步驟ii)之前移除，因而使低揮發性之第一溶劑得以於步驟ii)及iii)中保留。第一溶劑之表面張力較佳係為26 dyn/cm或以上，以增加墨水於步驟ii)及iii)之移除能力。
較佳情況下，於墨水組成物中負責提供導電特性的金屬粒子具有奈米等級之平均粒徑，以達到精細圖案的效果。舉例來說，較佳係確保具有5至400奈米之奈米等級粒徑，以使超精細的圖案具有小於6微米的線寬以及小於3微米之線間距。具有高導電性之銀或銅粒子係為較佳之上述金屬粒子，銀塊的特定阻抗係1.59 μΩ．cm，其等同於65%的金(下一個低特定阻抗之材料)。因此，當詳述墨水製造以形成電極極以及印刷時，相較於其他金屬，即使銀粒子以外的添加劑含量很大，亦能夠相對容易的在焙燒後達到所欲的導 電特性。於上述金屬中，銀的特定阻抗係低於銅，且銀能在不具有分離惰性氣體或低壓下，即具導電特性而不發生氧化，因此，較佳係以銀做為用於製造墨水之金屬粒子。
金屬粒子的用量並無特別限制，但較佳為10至50 wt%，當金屬粒子的含量係大於50wt%時，則難以控制墨水初始黏度於20 cps或以下，且會使墨水的成本提高。而當金屬粒子的含量係小於10wt%時，則不需減少使墨水產生導電功能之功能性成分的含量，因為其並無功效。墨水最初始的黏度可控制於1 cps或以上。
當如同習知墨水一樣的使用聚合物黏著劑時，即使金屬的用量小於10 wt%，若使用適合之聚合物黏著劑係可使墨水塗佈於滾筒後，形成均勻的薄膜。但若於本發明中，假使金屬粒子的含量係小於10 wt%且不使用聚合物黏著劑，將不易藉由塗佈墨水來形成不具有針孔或破裂的均勻薄膜。
本發明的墨水組成物不需添加聚合物黏著劑，但須添加金屬羧酸，即使進行低溫焙燒，亦具有良好的導電率。當將金屬羧酸以及金屬粒子一起使用時，金屬羧酸會具有於焙燒過程中還原為金屬的優點，以填滿金屬粒子間的空隙，進而改善導電特性。
較佳情況下，導電墨水組成物的初始黏度係20 cps或以下，且更佳情況下，其初始黏度係10 cps。有鑑於塗佈特性，初始黏度較佳係落於前述範圍。
導電墨水組成物之最初表面能較佳為24 dyn/cm或以下，且較佳為21.1至23.9 dyn/cm。有鑑於塗佈性，初始表面能較佳係落於上述範圍中。
根據本發明之導電墨水組成物，其較佳係包含有一界面活性劑。關於界面活性劑，可使用一般平整劑，例如矽基、氟基或聚醚基之界面活性劑，且此界面活性劑的含量較佳係占0.01至5 wt%。
根據本發明導電墨水組成物，其可藉由將前述成分彼此混合而製得，並視需要而利用過濾器過濾該些成分。
較佳情況下，精細的導電圖案係使用導電墨水組成物透過反向膠印法而形成於基板上。尤其，若將導電組成物應用於反向膠印法時，可良好地形成無法藉由先前之噴墨法或其類似之方法而形成之精細的導電圖案，舉例來說，較佳之導電圖案係具有數微米至數十微米之線寬以及線間距，尤其約為3至80 μm，較佳約3至40μm。具體來說，較佳係藉由導電墨水組成物配合反向膠印製程，以形成具有約3至10μm之線寬以及約3至10μm之線間距之精細的導電圖案。
由於本發明不添加聚合物黏著劑，因此即使於200℃或以下之相對低溫下進行焙燒，較佳係100至200℃，更佳係130至200℃，其所形成的導電圖案亦具有優良的電特性。因此，低溫下具有良好導電特性的導電圖案能藉由本發明之導電墨水組成物以及形成導電圖案的方法而形成，其可被用來作為例如像是電極圖案、以及可撓顯示二極管與平 面顯示二極管之類似者，以大幅改善能見特性或增加可撓性顯示器二極管與平面顯示二極管的面積。
當本發明之導電墨水組成物進行焙燒時，其焙燒時間可根據成分及組成物之組成而選擇，以及例如，焙燒時間可為3至60分鐘。
本發明係提供一種利用上述導電墨水組成物進行印刷的方法，此方法包含印刷上述之導電墨水組成物以及焙燒此導電墨水組成物。此印刷方法較佳為滾印法，更佳為反向膠印法。在進行印刷後，焙燒的溫度以及時間如上所述。
本發明亦提供藉由使用前述導電墨水而形成的一種導電圖案，以及包含其之電極基板。
即使本發明之導電圖案係於200℃或以下之低溫進行焙燒，此導電圖案可具有25μΩ．cm之低特定阻抗。此導電圖案對於基板具有優良的黏著強度，且線寬以及線間距為3至80 μm，較佳約為3至10 μm。由於低特定阻抗的關係，因此並不需要增加線高即可改善二極體的能見性，且還具有薄型化的優點。適當的線高可依據印刷線寬以及線間距而加以改變，但若欲達到所欲之導電性，則線高需小於1 μm。於本發明中，可視需要而使線高控制於100 nm或以上。
舉例來說，本發明導電圖案之特定阻抗可為30 μΩ．cm或以下，較佳係20μΩ．cm或以下，更佳係10μΩ．cm或以下。本發明之導電圖案具有90%或以上之開放率(open ratio)，當導電圖案之線高小於1 μm，較佳係500 nm或以下，更佳係200 nm或以下時，則此導電圖案係能提供具有15 Ω/□或以 下，較佳係10 Ω/□或以下，更佳係5 Ω/□或以下表面阻抗之一透明導電薄膜。
其具體實施例係藉由本發明導電墨水組成物所製造而成之其中一實施例，其係包含能應用於觸控螢幕或其類似者之一透明導電薄膜。於應用於習知觸控螢幕之ITO/PET透明導電薄膜中，其表面阻抗係50至300 Ω/□。然而，以下所述之根據本發明的示範實施例之實施例1中，其墨水組成物係印刷形成於基板上，以進30分鐘的150℃焙燒，由於其特定阻抗係小於10 μΩ．cm，因此當在使用具有90%開放率之圖案而使得透明度提升之情況下，即變薄膜厚度小於200 nm，仍能夠製造出具有大約5 Ω/□表面阻抗之透明導電薄膜。藉此，得以製造出比習知透明導電薄膜具有更高導電特性之全部表面皆被塗佈的透明導電薄膜，例如ITO薄膜，此透明導電薄膜具有增加觸控螢幕面板面積的優勢。導電圖案的形狀可視最終目的而決定，此導電圖案可為規則圖案，例如網狀圖案或不規則圖案。
由於依據本發明之導電墨水組成物能夠於低溫下進行焙燒，因此該導電墨水組成物可應用於可撓性顯示器或透明導電薄膜。
電極基板的構造可包含一基板以及形成於該基板上之一導電圖案，上述基板可依據目的而選擇，且可為玻璃、或塑膠基板或薄膜。
上述之電極基板可應用於各種電子二極體，例如顯示器二極體、觸控螢幕及其類似者。
其後，本發明將由實施例及比較例而更進一步詳述，然而實施例及比較例係用於說明本發明，並不限制本發明之範疇。
實施例1
將平均粒徑120 nm之30 g銀奈米粒子，1.7 g新癸酸銀(silver neodecanoate)(Ag-新癸酸)，0.6 g矽基界面活性劑，4 g松油醇(terpineol)(於25℃下的蒸汽壓為0.042托；表面張力為33.2 mN/m)以及36 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)作為第一溶劑，且與33 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)之第二溶劑混合，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
此墨水組成物之表面能為22.0 dyn/cm。
將本實施例之墨水組成物塗佈於該滾筒之PDMS毯覆層後，藉由將凹刻有所欲之導電圖案的印刷底板(cliché)與該毯覆層相接觸，以於該滾筒上形成該墨水組成物的圖案。其後，藉由將滾筒與玻璃基板相接觸，以於玻璃基板上形成圖案，最後，將此基板於烤爐下焙燒30分鐘，以形成導電圖案。在此，烤爐之溫度係130℃、150℃及200℃。
接下來，圖案的形狀可透過光學顯微鏡進行觀察。藉由4-點探針(4-point probe)來測量表面阻抗、測量得自表面廓線儀(α步驟(alpha step))的厚度、以及將兩個量測值相乘並調整單位，來計算該特定阻抗。
實施例2
將平均粒徑70 nm之25 g銀奈米粒子，1 g銀丁酸(silver butyrate)(Ag-丁酸)，0.6 g矽基界面活性劑，5 g丁基溶纖劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.76托；表面張力為27.4 mN/m)，37 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)以及1 g乙醇胺(ethanolamine)(於25℃下的蒸汽壓為0.4托；表面張力為48.3 mN/m)作為第一溶劑，且與34 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)之第二溶劑混合，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
此墨水組成物之表面能量係22.1 dyn/cm。
接下來，如實施例1相同之印刷/焙燒的方法，形成導電圖案，且以相同方法進行評估。圖2係實施例2形成圖案的形狀。
比較例1
將平均粒徑120 nm之30 g銀奈米粒子，1.2 g聚氨酯係聚合物黏著劑(urethane-based polymer binder)，0.6 g界面活性劑，2 g丁基溶纖劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.76托；表面張力為27.4 mN/m)以及36 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托表面張力為48.3 mN/m)作為第一溶劑，且與34 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)之第二溶劑混合，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
接下來，如實施例1相同之印刷/焙燒的方法，形成導電圖案，且以相同方法進行評估。
比較例2
將平均粒徑120 nm之30 g銀奈米粒子，1.7 g新癸酸銀(silver neodecanoate)(Ag-新癸酸)，0.6 g界面活性劑，73 g松油醇(terpineol)(於25℃下的蒸汽壓為0.042托；表面張力為33.2 mN/m)作為第一溶劑，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
接著，同實施例1之方法將此墨水組成物形成於滾筒之PDMS毯覆層上，此時，可於此毯覆層上觀察到許多針孔，故此墨水組成物無法用以進行印刷。
比較例3
將平均粒徑120 nm之30 g銀奈米粒子，1.7 g三氟乙酸銀(silver trifluoroacetate)(Ag-trifluoroacetate)，0.6 g界面活性劑以及73 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)混合以做為第二溶劑，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。本比較例不使用第一溶劑。
接著，同實施例1之方法將此墨水組成物形成於滾筒之PDMS毯覆層上，由於墨水接觸到毯覆層時即快速乾燥，因此本比較例無法將圖案轉印至玻璃之基板上。
比較例4
將30 g銀丁酸(silver butyrate)(Ag-丁酸)，0.6 g界面活性劑，25 g二亞乙基三胺(diethylenetriamine)(於25℃下的蒸汽壓為0.569托；表面張力為43.8 mN/m)做為第一溶劑，且與55 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)混合)之第二溶劑混合，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
接著，同實施例1之方法將此墨水組成物形成於滾筒之PDMS毯覆層上，既使經過一個小時，上述墨水仍無法清楚地轉印至玻璃的毯覆層上。
比較例5
將平均粒徑70 nm之25 g銀奈米粒子，0.6 g界面活性劑，5 g丁基溶纖劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.76托；表面張力為27.4 mN/m)以及35 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)作為第一溶劑，將35 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)做為第二溶劑，且將上述溶劑與1 g之丙二醇單丁醚醋酸(propyleneglycol monobutyl ether acetate)(於25℃下的蒸汽壓為3.8托；表面張力為26.9 mN/m)，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。在此未加入銀羧酸。
接著，同實施例1之方法形成墨水組成物之圖案，但由於此圖案的筆直特性不佳，因此無法形成精細的圖案。圖3係比較例5中所形成之圖案的形狀。
實施例3
將平均粒徑70 nm之25 g銀奈米粒子，1 g異丁酸銀(silver isobutyrate)(Ag-異丁酸)，0.7 g界面活性劑，5 g丁基溶纖劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.076托；表面張力為27.4 mN/m)以及37 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)以及0.7 g乙醇胺(ethanolamine)(於25℃下的蒸汽壓為0.4托；表面張力為48.3 mN/m)作為第一溶劑，且與34 g甲基溶纖劑(於25℃下的蒸汽壓為9.5托；表面張力為31.34 mN/m)之第二溶劑混合，劇烈攪拌24小時，並以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
接下來，同實施例1之方法將上述墨水組成物於玻璃基板上形成圖案，其中，於部分區域中可觀察到許多針孔，但此區域所形成的圖案係形成較佳的圖案，如圖4所示。
比較例6
將平均粒徑70 nm之25 g銀奈米粒子，0.7 g界面活性劑，7 g丁基溶纖劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.76托；表面張力為27.4 mN/m)以及37 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)作為第一溶劑；將34 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)作為第二溶劑；將上述溶劑與0.3 g硝酸銀(而非銀羧酸)混合，劇烈攪拌24小時，以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。在此不添加銀羧酸。
接下來，同實施例1之方法使上述墨水組成物形成圖案，但由於圖案會出現堆墨(piling)的情形，因此無法進行印刷。
比較例7
本比較例之墨水組成物與比較例6相同，除了使用0.3 g氯化鉍取代硝酸銀之外。於此情況下，導電墨水組成物的 圖案係以實施例1的方法形成，但由於此圖案的筆直特性不佳，因此無法形成精細圖案。
比較例6及7係使用其他金屬鹽取代金屬羧酸，與使用金屬羧酸情況比較，其他金屬鹽呈現的效果非常差。
比較例8
將平均粒徑70 nm之25 g銀奈米粒子，1 g酪酸銀(silver butyrate)(Ag-酪酸鹽)，0.6 g矽基界面活性劑，5 g丁基溶纖劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.76托；表面張力為27.4 mN/m)以及36 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)以及1 g乙醇胺(ethanolamine)(於25℃下的蒸汽壓為0.4托；表面張力為48.3 mN/m)作為第一溶劑；將34 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)作為第二溶劑；將上述溶劑與0.01 g之KF-96L-100CS之釋放劑混合，劇烈攪拌24小時，以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
此墨水組成物的表面能為22.0 dyn/cm。
接下來，同實施例1之方法進行印刷，在將墨水形成於印刷毯覆層上後，即使經過10分鐘或以上，墨水亦無法適當的變乾，使得在基板上進行轉移時，會有堆墨(piling)現象發生。在將墨水塗佈後，其表面能觀察到不平整以及灰暗的現象，因此可得到銀奈米粒子分散度不佳之結論。
比較例9
將平均粒徑70 nm之25 g銀奈米粒子，1 g酪酸銀(silver butyrate)(Ag-酪酸鹽)，0.6 g矽基界面活性劑，5 g丁基溶纖 劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.76托；表面張力為27.4 mN/m)以及36 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)以及1 g乙醇胺(ethanolamine)(於25℃下的蒸汽壓為0.4托；表面張力為48.3 mN/m)作為第一溶劑；將34 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)作為第二溶劑；將上述溶劑與0.2 g之分子量40,000聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)之聚合物著劑混合，劇烈攪拌24小時，以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
此墨水組成物之表面能量係22.0 dyn/cm。
接著，同實施例1之方法印刷並進行焙燒以形成導電圖案，且以相同方法進行評估。
比較例10
將平均粒徑70 nm之25 g銀奈米粒子，1 g酪酸銀(silver butyrate)(Ag-酪酸鹽)，0.3 g氟基界面活性劑，5 g丁基溶纖劑(butyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.76托；表面張力為27.4 mN/m)以及37 g丙基溶纖劑(propyl cellosolve)(於25℃下的蒸汽壓為0.98托；表面張力為26.3 mN/m)以及1 g乙醇胺(ethanolamine)(於25℃下的蒸汽壓為0.4托；表面張力為48.3 mN/m)作為第一溶劑；將34 g乙醇(於25℃下的蒸汽壓為59.3托；表面張力為22.1 mN/m)作為第二溶劑；將上述溶劑與0.2 g之分子量40,000聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone)之聚合物著劑混合，劇烈攪拌24小時，以1微米之過濾器過濾而製得墨水組成物。
此墨水組成物之表面能量係22.0 dyn/cm。
接著，同實施例1之方法進行印刷，於印刷毯覆層上形成有許多直徑為1 mm或以上之針孔，且墨水塗佈的區域無法自毯覆層上分離，因此，此墨水組成物無法用來轉印至基板上。
由實施例1、實施例2、比較例1及比較例9所製得之導電圖案之特定表面阻抗如下表1所示：
如表1所示，於實施例1及實施例2中能證實，即使焙燒溫度低，亦能呈現低特定阻抗之結果。然而，於比較例1及比較例9中，由於使用黏著劑的關係，因此當進行低溫焙燒時，特定阻抗則大幅提升。
對所屬技術領域之通常知識者而言，在不悖離本發明範疇及精神下可進行各種修飾及變更。
因此須了解上述的實施例並無限制特性，僅說明所有觀點而已，本發明的範圍係由申請專利範圍所定義，而非由前面敘述所定義，因此，所有落入申請專利範圍內或等 於申請專利範圍之修正及變更皆包含於本發明之申請專利範圍。
圖1係反向膠印法(reverse offset printing method)示意圖。
圖2係實施例2所製之導電圖案示意圖。
圖3係比較例5所製之導電圖案示意圖。
圖4係實施例3所製之導電圖案示意圖。

Claims (22)

  1. 一種導電墨水組成物，包括：複數之金屬粒子；一第一溶劑，其於25℃下具有3托(torr)或以下之一蒸氣壓力；一第二溶劑，其於25℃下具有大於3托(torr)之一蒸氣壓力；金屬羧酸鹽(metal carboxylate)；以及一界面活性劑，其中該導電墨水組成物不包含一聚合物黏著劑或一脫模劑，且該界面活性劑係矽基、氟基或聚醚基界面活性劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該金屬粒子之金屬種類以及該金屬羧酸鹽之金屬種類彼此相同。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該金屬粒子係銀粒子，且該金屬羧酸鹽係羧酸銀。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該第二溶劑之表面張力係小於26dyn/cm，且該第一溶劑之表面張力係26dyn/cm或以上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該金屬粒子具有5至400奈米之平均粒徑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該導電墨水組成物之一初始黏度係20cps或以下。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該導電墨水組成物之一初始黏度係1cps或以上與10cps或以下。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該導電墨水組成物之一初始表面能係24dyn/cm或以下。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該導電墨水組成物之一初始表面能係21.1至23.9dyn/cm。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之導電墨水組成物，其中該金屬羧酸鹽之碳原子數係2至10。
  11. 如申請專利範圍第1至10項之任一項所述之導電墨水組成物，其中該導電墨水組成物係用於一滾印法之一物質。
  12. 如申請專利範圍第1至10項之任一項所述之導電墨水組成物，其中該導電墨水組成物係用於一反向膠印法之一物質。
  13. 如申請專利範圍第1至10項之任一項所述之導電墨水組成物，其中該導電墨水組成物係用於低溫焙燒之一物質。
  14. 一種導電圖案，其係使用申請專利範圍第1至10項之任一項所述之導電墨水組成物所製成。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之導電圖案，其中複數之線寬係各為3至80μm。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之導電圖案，其係於 200℃或以下之低溫進行焙燒。
  17. 如申請專利範圍第14項所述之導電圖案，其中一線高係小於1μm。
  18. 一種電極基板，包含：如申請專利範圍第14項所述之導電圖案。
  19. 一種印刷方法，包含：以申請專利範圍第1至10項之任一項所述之導電墨水組成物進行印刷；以及焙燒該導電墨水組成物。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之印刷方法，其中該印刷方法係一滾印法。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之印刷方法，其中該印刷方法係一反向膠印法。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之印刷方法，其中該焙燒溫度係200℃或以下。
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