TWI544498B - 相變化墨液組成物及由此組成物所形成的傳導性圖案 - Google Patents

相變化墨液組成物及由此組成物所形成的傳導性圖案 Download PDF

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Description

相變化墨液組成物及由此組成物所形成的傳導性圖案
本發明係關於相變化墨液組成物及使用彼所形成的傳導性圖案，更特別地，係關於具有在60℃至90℃的範圍內的低熔化溫度之相變化墨液組成物，藉此得以使用典型的噴墨頭，及使用彼所形成的傳導性圖案。
使用蝕刻法之光學圖案化已被廣泛用來作為形成傳導性圖案的一般方法。但是，光學圖案化的步驟複雜，導致相當高的成本，且排放在其暴光和蝕刻法期間內形成之有害的氣體和廢水，導致環境污染。因此，已研究低成本之對環境友善的圖案形成法，且在這些方法中，代表性的例子是噴墨列印法。
由於噴墨列印法係直接將所欲圖案轉移至基材的方法，其方法步驟簡單，有助於大規模列印，降低加工時間，並節省製造成本。此外，由於噴墨列印法不須要暴光程序和蝕刻程序，不同於現有的光學圖案化法，其為不會排放環境污染物之對環境友善的圖案化法。
欲使用噴墨列印法形成傳導性圖案，須要能夠形成傳導線之黏度低的傳導性墨液，用於此目的，傳導性金屬奈米粒子作為墨液組成物的材料。
但是，使用金屬奈米粒子作為墨液組成物的材料時，金屬的比重高於有機溶劑，造成金屬奈米粒子沉澱而損及儲存安定性。
降低金屬奈米粒子的尺寸，因布朗運動而有效地降低其沉積速率而有效。此外，亦有持續使用攪拌器，以防止金屬奈米粒子沉積的方法，但是因為此方法須要攪拌器的連續操作，所以會導致成本提高。
提高墨液黏度可降低金屬奈米粒子的沉積速率，及另藉由固化此墨液，可以完全中止金屬奈米粒子之沉積。因此，針對於室溫呈現固態但於噴墨裝置所賦予的提高溫度範圍呈現液態，並且能夠使得在噴射溫度之黏度維持於不超過20cP之墨液組成物進行研究。
因此，發展出蠟組份作為主要組份之含有相變化墨液之墨液組成物，且該墨液組成物的熔點超過90℃。欲符合墨液組成物的熔化溫度，考慮噴墨頭的溫度容許度，噴墨頭的溫度應維持於低於100℃；但是，此溫度高於90℃，大部分噴墨頭的溫度容許度。因此，此相變化墨液僅可用於特別指定的噴墨頭。此外，蠟組份(墨液組成物的主要組份)大多為非極性，不溶於水，且僅溶於非極性溶劑。因此，在一般墨液所使用的極性添加劑加至墨液組成物的情況中，極性添加劑無法充分混合，導致可 能發生相分離的情況。
本發明的一方面係提出相變化墨液組成物，其得以使用現有的相變化墨液無法使用之典型的噴墨頭及具有極性分子結構的添加劑，及使用彼而形成之導電性圖案。
根據本發明的一方面，提出一種相變化墨液組成物，包括：金屬奈米粒子；分散劑；和包含至少兩種含硫化合物之溶劑，其中相變化墨液組成物的熔化溫度在60℃至90℃的範圍內。
該相變化墨液組成物可包括20重量份至70重量份的金屬奈米粒子，1重量份至10重量份的分散劑，和20重量份至79重量份的溶劑。
該金屬奈米粒子表面可經分散劑覆蓋。
該等含硫化合物係含碸基的化合物。
該溶劑係熔點在80℃至200℃範圍內的第一溶劑和熔點在0至40℃範圍內的第二溶劑之混合物。
該第一溶劑可以是二甲基碸，而該第二溶劑可以是環丁碸，且較佳地，該第一溶劑對該第二溶劑之混合比為1：0.75至1：1.5。
該金屬奈米粒子包含選自金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈀(Pd)、鈷(Co)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鎢(W)和鋁(Al)中之至少一者。
該相變化墨液組成物在60℃至90℃的熔化溫度範圍內之黏度在1cp至20cp之範圍。
根據本發明的另一方面，提出一種傳導圖案，其係使用前述相變化墨液組成物所形成。
此外，用以解決問題之手段未列出本發明的所有特徵。由例示具體實施例的以下描述及參考附圖，將明瞭本發明其他特徵、優點和效果。
根據本發明之相變化墨液組成物，由於墨液組成物的熔化溫度可調整至典型的噴墨頭的溫度容許範圍內及可使用極性添加劑，該墨液組成物的產品開發或品質控制優良，且由於墨液組成物於室溫維持固態，可防止金屬奈米粒子沈積，藉此提高儲存安定性。
下文中，將詳細描述本發明之具體實施例。但是，本發明可以許多不同的形式體現且不受限於下文所示的具體實施例。而是，所提出的這些具體實施例將使得此揭示完全和完整，且將本發明之範圍完全傳達至嫻於此技術者。
本發明之相變化墨液組成物之特徵在於其包 括：1)金屬奈米粒子；2)使得金屬奈米粒子安定地分散並配置於該相變化墨液組成物中之分散劑；及3)內部混合該金屬奈米粒子和分散劑並包含至少兩種含硫化合物的溶劑，其中該相變化墨液組成物的熔化溫度在60℃至90℃的範圍內。
此外，該相變化墨液組成物的熔化溫度可以在65℃至75℃，或65℃至70℃的範圍內。
同時，本發明之說明書中的相變化墨液組成物在20℃至27℃，例如，室溫，的溫度範圍內，處於物質無流動性的固態。但是，若墨液組成物受熱，其在60℃至90℃的溫度範圍內之狀態由固態轉變為液態。特別地，其於噴射溫度以液態存在。
更特定言之，較佳地，本發明之墨液組成物包括1)20重量份至70重量份的金屬奈米粒子，2)1重量份至10重量份的分散劑，和3)20重量份至79重量份的溶劑。
同時，該溶劑可為極性溶劑。由於相關技術中所使用的相變化墨液使用非極性蠟作為主要組份，所以使用非極性溶劑作為溶劑。因為使用非極性溶劑，所以無法使用極性添加劑。同時，藉由使用極性溶劑作為溶劑，本發明可以使用一般的墨液組成物所使用的極性添加劑。
例如，含硫化合物可為含碸基的化合物。換言之，本發明之墨液組成物可包括1)金屬奈米粒子；2)使得金屬奈米粒子安定地分散並配置於該相變化墨液組成 物中之分散劑；和3)內部混合該金屬奈米粒子和分散劑並包含至少兩種含碸基的化合物之溶劑，其中該相變化墨液組成物的熔化溫度在60℃至90℃的範圍內。
此外，該溶劑可包含熔點在80℃至200℃範圍內的第一溶劑和熔點在0至40℃範圍內的第二溶劑。詳細言之，該溶劑係熔點在80℃至200℃範圍內的第一溶劑和熔點在0至40℃範圍內的第二溶劑之混合物。
該第一溶劑可為甲基苯基碸(熔點85℃)、二苯基碸(熔點123℃)、二甲基碸(熔點109℃)、4,4’-二氯二苯基碸(熔點143℃)、二-對-甲苯基碸(熔點160℃)、或4-胺基苯基碸(熔點175℃)，但不在此限。此外，該第二溶劑可為環丁碸(熔點27.5℃)。
詳細言之，該第一溶劑可為二甲基碸，而該第二溶劑可為環丁碸。更詳細言之，該溶劑可為二甲基碸和環丁碸之混合物。二甲基碸為極性溶劑，於室溫為固體，且二甲基碸中所含的硫原子和氧原子具有強極性。因此，使用二甲基碸作為溶劑時，可能製造含有極性添加劑的墨液。此外，由於二甲基碸的熔點是109℃，二甲基碸可於室溫維持固態；但是，二甲基碸的熔點高於90℃(一般噴墨頭的溫度容忍範圍的最高點)。因此，本發明藉由混合環丁碸(極性溶劑，其與二甲基碸的相容性良好，熔點低)而得以控制相變化墨液組成物的熔化溫度。
此時，較佳地，該第一溶劑對該第二溶劑之混合比在，例如，1：0.75至1：1.5的範圍內，二甲基碸 和環丁碸的混合比可以在1：0.75至1：1.5的範圍內。藉由提高該第二溶劑的含量，熔化溫度可以控制於低溫。但是，注意到，若該第二溶劑的混合量低於比該第一溶劑的量高出0.75倍的量時，所製得之相變化墨液組成物的熔化溫度變得高於90℃，使其難以使用典型的噴墨頭，且若該第二溶劑的混合量超過該第一溶劑的量的1.5倍，則該相變化墨液組成物的熔化溫度變得低於60℃，使得在墨液噴注之後，噴注的墨液之固化不夠迅速並發生散佈情況。
因此，可以取決於所用的噴墨頭的類型，控制該相變化墨液組成物的熔化溫度。例如，使用Dimatix Inc.，的DMC-11610/DMC-11601噴射頭時，熔化溫度可以控制於至多70℃，且在使用Dimatix Nova噴墨頭時，熔化溫度可以控制於至多90℃。其他公司或模組的噴墨頭可用的最高溫度由製造商指明，且通常在60℃至90℃的範圍內。
此外，較佳地，本發明之該相變化墨液組成物在前述熔化溫度範圍內之黏度在1cp至20cp的範圍內。就墨液的安定噴注和噴墨設備的平順操作觀之，較佳地，該相變化墨液組成物於使用溫度的黏度在前述範圍內。
同時，以100重量份該相變化墨液組成物計，溶劑的提供量為20重量份至79重量份。此溶劑可以較佳地以20重量份至70重量份或50重量份至79重量份的量，更佳地，以60重量份至75重量份的量供應。此時， 若溶劑量低於20重量份，則該相變化墨液組成物中的金屬奈米粒子比例過高，使得該相變化墨液組成物於不低熔化溫度的溫度所具有的黏度不適合噴注，且若溶劑量超過79重量份，則相變化墨液組成物中之金屬奈米粒子的比例過低，使得所形成的圖案的傳導性降低。
再者，金屬奈米粒子1)的平均直徑可以在2奈米至500奈米的範圍內。
該金屬奈米粒子可包括，例如，選自金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈀(Pd)、鈷(Co)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鎢(W)和鋁(Al)中之至少一者。該金屬奈米粒子可為金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈀(Pd)、鈷(Co)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鎢(W)或鋁(Al)的純金屬本身，或彼等的合金，但不在此限。
以100重量份的該相變化墨液組成物計，該金屬奈米粒子的提供量為20重量份至70重量份。該金屬奈米粒子的較佳提供量為20重量份至50重量份或40重量份至70重量份，更佳地為25重量份至35重量份。此時，若該金屬奈米粒子的量低於20重量份，則墨液的導電性不足，且若該金屬奈米粒子的量超過70重量份，則該金屬奈米粒子難分散。
同時，聚合物覆蓋層可以引至該金屬奈米粒子表面，以維持在溶劑中之分散性，且之後可將具有引入 的聚合物覆蓋層之金屬奈米粒子分散於溶劑中。例如，經聚合物覆蓋的銀奈米粒子可藉以前技術文件(如Dongjo Kim等人，Nanotechnology 17：4019-4024)中所揭示的多元醇合成法製造。
同時，該相變化墨液組成物包含分散劑2)，以使得金屬奈米粒子安定地分散並配置於溶劑中。該分散劑可為選自聚乙烯基吡咯烷酮、分散劑(例如，disperBYK,disperBYK-101,102,103,106,107,108,109,110,111,112,115,116,130,140,142,145,160,161,162,163,164,166,167,168,169,170,171,174,180,181,182,183,184,185,187,190,191,192,193,194,198,199,2000,2001,2008,2009,2010,2012,2015,2020,2022,2025,2050,2059,2070,2090,2095,2096,2117,2118,2150,2151,2155,2163,2164,BYKJET-9130,9131,9132,9133,9150,9170(BYK Inc.，的市售品)、Tego Dispers 741W、750W、755W、650、652、653、656、670、685(Evonic Inc.，的市售品)、Solsperse 11200,12000,13240,13300,13500,13650,13940,16000,17000,17940,18000,19000,19200,20000,21000,22000,24000,26000,27000,28000,30000,32000,32500,32600,34750,35000,35100'35200,36000,36600,37500,38500,39000,40000,41000,41090,43000,44000,46000,47000,50000,53095,54000,71000,76500,8000,8100,8200,9000,RM50,X300(Lubrizol Inc.的市售品)及其他公司製造的產品)中之至少一者。較佳地，使用聚乙烯基吡咯烷酮作為分散劑。但是，前述其他市售的分散劑或未提及的分散劑或潤濕劑可具 有與聚乙烯基吡咯烷酮類似的效果，因此，本發明未限制分散劑的類型。
本發明中，金屬奈米粒子的表面可經分散劑覆蓋。藉由覆蓋該金屬奈米粒子，金屬奈米粒子的晶體生長受到控制。例如，藉分散劑環繞金屬奈米粒子的特定結晶面作為覆蓋分子，可達到防止粒子之間之黏合的效果，同時控制奈米粒子的生長方向。例如，金屬奈米粒子可經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋，之後，聚乙烯基吡咯烷酮可以作為分散劑並同時作為多元醇合成法的覆蓋分子。
分散劑2)的含量以1重量份至10重量份為較佳，1重量份至7重量份或3重量份至10重量份更佳，2重量份至5重量份最佳。此時，若分散劑的量低於1重量份，則金屬奈米粒子無法適當地分散，且若分散劑的量超過10重量份，則墨液的黏度過高，導致難以將墨液組成物噴注成噴墨。
本發明亦提出使用該相變化墨液組成物所形成的傳導性圖案。該傳導性圖案係藉由加熱和熔化固相的相變化墨液組成物，將熔融的相變化墨液組成物噴注在基材上，及加熱該噴注的墨液組成物而形成。同時，該墨液組成物可於受熱時熔化至流動。但是，因為金屬奈米粒子到達基材表面時立即黏住的牽制現象，所以墨液組成物之熔化對於金屬奈米粒子的影響不大，使用相變化墨液組成物可形成展現極佳傳導性的精細圖案。
此時，由於噴注的墨液組成物的液滴尺寸極 小(不超過100微微升)，所以液滴在滴在基材上之後立刻固化，抑制了液滴的散佈現象，有利於形成精細的傳導性圖案。此外，典型的相變化墨液的液滴形狀處於基材的表面能量和墨液的表面張力處於平衡狀態之狀態，鑒於本發明之相變化墨液組成物在達到此平衡狀態之前便固化而固定其形狀，所以墨液組成物的形狀不太會受到基材的表面能量之影響。因此，本發明之相變化墨液組成物提供省略基材之精確的表面能量處理之極佳的效果。
同時，由於相關技術的墨液組成物所形成的傳導性圖案的線寬隨著基材的表面能量而有大幅度的變化且線寬甚至於會散佈至比噴墨噴嘴的有效直徑大4倍，所以不利於將精細的傳導性圖案加以實體化，反之，本發明之相變化墨液組成物所形成的傳導性圖案係寬度相當固定(其寬度比噴墨噴嘴的有效直徑大1.5至2倍)的傳導性圖案。
同時，本發明提出製造包括金屬奈米粒子、分散劑、和包含至少兩種含硫化合物之溶劑之相變化墨液組成物的方法，其中該相變化墨液組成物的熔化溫度在60至90℃的範圍內。
該相變化墨液組成物可製自，例如，令金屬奈米粒子、分散劑和包含至少兩種含硫化合物之溶劑混合，該包含至少兩種含硫化合物之溶劑可為第一溶劑和第二溶劑之混合物。
同時，本發明中，金屬奈米粒子、分散劑和 包含至少兩種含硫化合物之溶劑可以同時混合，或者，在藉由令金屬奈米粒子和分散劑與有機溶劑(包含至少兩種可與該分散劑混合的含硫化合物之溶劑)混合而製得金屬奈米粒子分散液之後混合。更詳細言之，本發明之相變化墨液組成物可製自：首先，在金屬奈米粒子和分散劑在有機溶劑中混合之後，混合包含至少兩種含硫化合物之溶劑(即，第一溶劑和第二溶劑)，及再者，之後使用多元醇合成法，以分散劑覆蓋金屬奈米粒子表面。
同時，因為製造分散劑或在覆蓋步驟中所使用的有機溶劑可以在混合第一溶劑之後移除，所以較佳地，所使用的溶劑的沸點低於第一溶劑的沸點。此時，有機溶劑之移除可以藉蒸發或離心法等進行。
詳細言之，本發明提出製造相變化墨液組成物之方法，包含藉由混合金屬奈米粒子、分散劑、第一溶劑和沸點低於第一溶劑的溶劑而製得組成物；蒸發沸點低於第一溶劑的沸點之溶劑；及令第二溶劑與沸點低於第一溶劑的沸點之溶劑已蒸發之組成物混合。
此外，本發明提出製造相變化墨液組成物之方法，包含藉由混合金屬奈米粒子、分散劑、和沸點低於第一溶劑的溶劑而製得組成物；得到金屬奈米粒子和藉由進行離心法移除沸點低於第一溶劑的沸點之溶劑之分散劑；及令金屬奈米粒子和藉由進行離心法而得到的分散劑與第一溶劑和第二溶劑混合而製得組成物。
下文中，為有助於了解本發明，將提出較佳的實例。但是，提出具體實施例以便更容易瞭解本發明，但不應限制此處描述之本發明之範圍。
1. 墨液組成物之製造
製造例1-E1
50克含有50重量%經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋之銀奈米粒子(使用多元醇合成法合成得到)的乙二醇(沸點197℃)溶液與25克二甲基碸混合以製得混合物，所製得的混合物置於有氮氣流通的瓶中，於使用磁攪拌子攪拌時，加熱至200℃。此時，二甲基碸熔化並與含銀奈米粒子的溶液均勻混合。持續加熱，乙二醇(含銀奈米粒子的溶液原含有的溶劑，其沸點低)蒸發。持續加熱1小時，得到含有約25克銀奈米粒子和約25克二甲基碸和其他材料之組成物。100重量份所製得的墨液組成物由45重量份經聚乙烯基吡咯烷酮吸附的銀奈米粒子、3重量份的聚乙烯基吡咯烷酮、和52重量份的二甲基碸所組成。此組成物於約100℃固化且於室溫為固態。
製造例2-E2
以包括經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋的銀奈米粒子(其係使用多元醇合成法合成而得)之分散液進行離心法 ，得到25克銀膏。此銀膏與55克環丁碸混合以製得混合物，所製得的混合物置於有氮氣流通的瓶中，於使用磁攪拌子攪拌時，加熱至150℃。100重量份所製得的墨液組成物由32重量份的銀奈米粒子、2重量份的聚乙烯基吡咯烷酮、和66重量份的環丁碸所組成。此墨液組成物於約25℃固化且於室溫為液態或半固態。
製造例3-E3
以包括經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋的銀奈米粒子(其係使用多元醇合成法合成而得)之分散液進行離心法，得到25克銀膏。此銀膏與55克甲基苯基碸混合以製得混合物，所製得的混合物置於有氮氣流通的瓶中，於使用磁攪拌子攪拌時，加熱至150℃。因為銀奈米粒子的分散特性不理想，所以所製得的混合物無法作為墨液。
製造例4-E4
以包括經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋的銀奈米粒子(其係使用多元醇合成法合成而得)之分散液進行離心法，得到50克銀膏。50克含有丁基卡必醇作為主要溶劑組份的溶液加至此銀膏中以製得墨液組成物。100重量份所製得的墨液組成物由約45重量份的銀奈米粒子、3重量份的聚乙烯基吡咯烷酮、和52重量份的丁基卡必醇所組成。此組成物於室溫為液態。
製造例5-E5
以包括經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋的銀奈米粒子(其係使用多元醇合成法合成而得)之分散液進行離心法，得到經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋的銀奈米粒子。烷烴溶液加至50克含有丁基卡必醇作為主要溶劑組份和50重量%經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋的銀奈米粒子的溶液中，製得墨液組成物。所製得的墨液組成物由25重量份的銀奈米粒子、2重量份的聚乙烯基吡咯烷酮、23重量份的丁基卡必醇、和50重量份的烷烴所組成。烷烴溶液與含銀奈米粒子的溶液未均勻混合，當烷烴溶液置於有氮氣流通的瓶中並於使用磁攪拌子攪拌時加熱至120℃時，隨著一部分溶劑蒸發，銀奈米粒子以聚集物形式沉澱出來。證實因為聚集物堵塞噴墨頭，所以此墨液組成物不適合作為墨液。
製造例6-E6
50克含有50重量%經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋之銀奈米粒子(使用多元醇合成法合成得到)的乙二醇(沸點197℃)溶液與25克二甲基碸(沸點238℃)混合以製得混合物，所製得的混合物置於有氮氣流通的瓶中，於使用磁攪拌子攪拌時，加熱至200℃。當時，二甲基碸熔化並與含銀奈米粒子的溶液均勻混合。持續加熱，乙二醇(含銀奈米粒子的溶液原含有的溶劑，其沸點低)蒸發。持續加熱1小時，得到含有約25克銀奈米粒子和約27克二甲基碸及其他材料之組成物。此組成物於約100℃固化且於室溫為 固態。
35克環丁碸加至所製得的組成物中，以製造熔化溫度低的墨液組成物，並於120℃攪拌。100重量份所製得的墨液組成物由28重量份銀奈米粒子、2重量份的聚乙烯基吡咯烷酮、30重量份的二甲基碸、和40重量份的環丁碸所組成。此墨液組成物的熔化溫度約65℃，且此墨液組成物於室溫為固態。
製造例7-E7
以包括經聚乙烯基吡咯烷酮覆蓋的銀奈米粒子(其係使用多元醇合成法合成而得)之分散液進行離心法，得到25克銀膏。此銀膏與15克二甲基碸和35克環丁碸混合以製得混合物，所製得的混合物置於有氮氣流通的瓶中，於使用磁攪拌子攪拌時，加熱至150℃。100重量份所製得的墨液組成物由32重量份的銀奈米粒子、2重量份的聚乙烯基吡咯烷酮、28重量份的二甲基碸和38重量份的環丁碸所組成。此組成物於約65℃固化且於室溫為固態。
2. 圖案之形成
如前述者，使用所製得的墨液組成物，以噴墨法，在玻璃基材、矽基材、聚對酞酸乙二酯(PET)膜和噴墨相紙上形成圖案。此時，使用DMP 2830(Dimatix Inc.，最高溫度70℃)(下文中稱為‘噴墨設備1’)的列印頭 及Galaxy 256/30 HM(下文中稱為‘噴墨設備2’)(在相同公司的20種產品中，特別製造用於高溫者，最高溫度130℃)的列印頭，所用噴墨頭的有效直徑皆為22微米。
比較例1
製造例1中的墨液組成物E1無法用於噴墨設備1。但是，藉由使用噴墨設備2，墨液組成物E1用以形成圖案。在噴墨設備2的列印頭維持於溫度為110℃時，E1墨液組成物以50微米間隔噴注在玻璃基材上，以形成金屬線圖案。當時，所形成的金屬線圖案的線寬為82微米。
比較例2
製造例2中的墨液組成物E2注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的溫度維持於70℃時，墨液組成物E2以30微米間隔噴注在玻璃基材上，以形成金屬線圖案。當時，液滴滴在玻璃基材上之後，發生液滴散佈的現象，此因無法迅速固化之故，所形成的金屬線圖案的線寬為81微米。
比較例3
製造例4中的墨液組成物E4注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的溫度維持於室溫時，墨液組成物E4以30微米間隔噴注在玻璃基材上，以形成金屬線圖 案。當時，液滴滴在玻璃基材上之後，發生液滴散佈的現象，所形成的金屬線圖案的線寬為85微米。
比較例4
製造例4中的墨液組成物E4注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭維持於室溫時，墨液組成物E4以30微米間隔噴注在噴墨相紙上，以形成金屬線圖案。當時，相紙吸收溶劑以抑制線散佈現象，所形成的金屬線圖案的線寬為41微米。
實例1
製造例6中的墨液組成物E6加熱至75℃，改變為液態，並注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的溫度維持於70℃時，噴注的墨液組成物E6以30微米間隔噴注在玻璃基材上，以形成金屬線圖案。當時，所形成的金屬線圖案的線寬為33微米。
實例2
製造例6中的墨液組成物E6加熱至75℃，改變為液態，並注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的溫度維持於70℃時，噴注的墨液組成物E6以30微米間隔噴注在矽基材上，以形成金屬線圖案。當時，所形成的金屬線圖案的線寬為45微米。
實例3
製造例6中的墨液組成物E6加熱至75℃，改變為液態，並注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的溫度維持於70℃時，噴注的墨液組成物E6以30微米間隔噴注在噴墨相紙上，以形成金屬線圖案。當時，所形成的金屬線圖案的線寬為32微米。
實例4
製造例6中的墨液組成物E6加熱至75℃，改變為液態，並注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的溫度維持於70℃時，噴注的墨液組成物E6以30微米間隔噴注在PET膜上，以形成金屬線圖案。當時，所形成的金屬線圖案的線寬為38微米。
實例5
製造例7中的墨液組成物E7加熱至75℃，改變為液態，並注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的溫度維持於70℃時，噴注的墨液組成物E7以30微米間隔噴注在玻璃基材上，以形成金屬線圖案。當時，所形成的金屬線圖案的線寬為34微米。
實例6
製造例7中的墨液組成物E7加熱至75℃，改變為液態，並注入噴墨設備1所用的噴墨頭中。噴墨頭的 溫度維持於70℃時，噴注的墨液組成物E7以30微米間隔噴注在矽基材上，以形成金屬線圖案。當時，所形成的金屬線圖案的線寬為44微米。
根據製造例，相變化墨液組成物的溶劑組份、熔化溫度及相變化墨液組成物於室溫的狀態彙整於表1。此外，使用根據比較例和實例之墨液組成物所形成的圖案的線寬彙整於表1。同時，基於約30毫米長度測定，實例1至6所製造的圖案所展現的電阻約數十至數百歐姆。
根據以上實驗數據，可看出比較例1中之墨 液組成物的熔化溫度不適用於噴墨設備1。可看出，對照比較例2，僅使用環丁碸(其熔點在0至40℃的範圍內)作為溶劑製造墨液組成物時，其因為墨液組成物的熔化溫度低於60℃，所以無法適用於本發明之墨液組成物。同樣地，可發現，參考比較例3和4，使用完全不包含含硫化合物的溶劑製造墨液組成物時，發生液滴滴在玻璃基材上之後，液滴散佈的現象，線寬根據基材材料的類型而改變。
同時，製造例3顯示，僅使用甲基苯基碸(熔點85℃)作為溶劑地製造墨液組成物時，因為金屬奈米粒子的分散性不理想，所以不適用於本發明之墨液組成物。同樣地，可以發現在製造例5中，使用極性分散劑(如聚乙烯基吡咯烷酮)作為銀奈米粒子的分散劑時，銀奈米粒子以聚集物形式沉澱於烷烴(非極性溶劑)中，因此，製造例5中的墨液組成物E5不適用於墨液組成物。
同樣地，在墨液組成物E6和E7的情況中，藉由使用二甲基碸作為第一溶劑和環丁碸作為第二溶劑之混合溶劑以控制熔化溫度，墨液組成物於適用於噴墨設備1的溫度熔化。此外，如由實例1至6已知者，無論基材為何，可形成寬度(其比噴墨噴嘴的有效直徑大1.5至2倍)相當固定的精細圖案。
已經以例示具體實施例出示和描述本發明，嫻於此技術者明瞭能夠在不背離由所附申請專利範圍界定之本發明之精神和範圍的前提下，作出修飾和改變。

Claims (9)

  1. 一種相變化墨液組成物，包含：金屬奈米粒子；分散劑；和包含至少兩種含硫化合物之溶劑，其中相變化墨液組成物的熔化溫度在60℃至90℃的範圍內，且其中該溶劑係熔點在80℃至200℃範圍內的第一溶劑和熔點在0至40℃範圍內的第二溶劑之混合物。
  2. 如申請專利範圍第1項之相變化墨液組成物，其中該相變化墨液組成物包含：20重量份至70重量份的金屬奈米粒子；1重量份至10重量份的分散劑；和20重量份至79重量份的溶劑。
  3. 如申請專利範圍第1項之相變化墨液組成物，其中該金屬奈米粒子表面經分散劑覆蓋。
  4. 如申請專利範圍第1項之相變化墨液組成物，其中該等含硫化合物係含碸基的化合物。
  5. 如申請專利範圍第1項之相變化墨液組成物，其中該第一溶劑是二甲基碸，而該第二溶劑是環丁碸。
  6. 如申請專利範圍第1項之相變化墨液組成物，其中該溶劑之構成使得該第一溶劑對該第二溶劑之混合比為1：0.75至1：1.5。
  7. 如申請專利範圍第1項之相變化墨液組成物，其中該金屬奈米粒子包含選自金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳 (Ni)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鈀(Pd)、鈷(Co)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鎢(W)和鋁(Al)中之至少一者。
  8. 如申請專利範圍第1項之相變化墨液組成物，其中該相變化墨液組成物在60℃至90℃的熔化溫度範圍內之黏度在1cp至20cp之範圍。
  9. 一種傳導性圖案，係使用如申請專利範圍第1至8項中任一項之相變化墨液組成物所形成。
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