TWI766372B - 可噴塗導電油墨與導電元件 - Google Patents
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Abstract
一種可噴塗導電油墨,包含占0.05至1重量份的金屬奈米線、占0.1至1重量份的樹脂、占97.9至99.5重量份的溶劑以及占0.02至0.1重量份的添加劑,其中可噴塗導電油墨係用於噴塗於基板。
Description
本揭示內容是關於一種油墨,且特別是關於一種可噴塗導電油墨。
隨著科技的進步,已發展出多種油墨塗佈方法,例如狹縫式塗佈(slot die coating)。狹縫式塗佈可為連續式捲對捲(roll to roll),也可為單片式(sheet to sheet)。但是傳統的狹縫式塗佈只能運用在平面基板的塗佈,不易用於處理3D曲面基板。
另一種油墨之塗佈方式為噴塗塗佈(spray coating),噴塗塗佈可以解決傳統狹縫式塗佈不易處理3D曲面基板的問題。然而,利用噴塗方式將油墨塗佈於基板上,經過烘烤使溶劑等物質揮發後,易造成油墨層外觀的不均勻及不良,例如氣泡(bubble)、針孔(pinhole)、雲霧狀(cloudy mura)、線條狀(pitch mura)。
鑑於上述,目前亟需發展出一種新的油墨以克服前述問題。
為了解決上述的問題,克服現有技術的不足,本揭示內容的目的在於提供一種可噴塗的金屬奈米線油墨,由此油墨所形成的透明金屬導電層具有良好的外觀及光學性質。
本揭示內容提供了一種可噴塗導電油墨,可噴塗導電油墨包含占0.05至1重量份的金屬奈米線、占0.1至1重量份的樹脂、占97.9至99.5重量份的溶劑以及占0.02至0.1重量份的添加劑,其中可噴塗導電油墨係用於噴塗於基板。
在一些實施方式中,可噴塗導電油墨具有黏度介於0.5cP至50cP之間。
在一些實施方式中,可噴塗導電油墨具有表面張力介於10mN/m至50mN/m之間。
在一些實施方式中,金屬奈米線的材料是銅、金、銀、鎳、鐵、錫或鈀。
在一些實施方式中,樹脂是聚乙烯醇縮丁醛樹脂、乙基纖維素、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚丙烯、聚碳酸酯、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素或有機矽。
在一些實施方式中,界面活性劑是選自於辛基酚乙氧基酯、壬基酚乙氧基酯烷基酚、含氟表面活性劑、改質聚矽氧烷、聚二甲基矽氧烷和有機矽乙二醇共聚物所組成的群組。
在一些實施方式中,添加劑包含界面活性劑、潤濕分散劑、表面調整劑或消泡劑。
在一些實施方式中,界面活性劑占0.001至0.01重量份。
在一些實施方式中,潤濕分散劑占0.01至0.1重量份。
在一些實施方式中,表面調整劑占0.01至0.1重量份。
在一些實施方式中,消泡劑占0.02至0.1重量份。
本揭示內容提供了一種導電元件,導電元件包含基板及油墨層。油墨層覆蓋於基板上,其中油墨層為利用前述之可噴塗導電油墨噴塗而成,其中油墨層的阻值在18~22歐姆/平方,油墨層的穿透率大於90%,油墨層的霧度小於1.8%。
在一些實施方式中,油墨層可外接電源而使導電元件加熱。
在一些實施方式中,電源提供預定能量密度(power density)而使導電元件在預定時間內上升大於20℃。
在一些實施方式中,油墨層在強光下為光滑表面。
在一些實施方式中,油墨層在兩個正交方向上的電阻比例為0.97 ± 0.09。
在一些實施方式中,基板為曲面基板。
以下將以實施方式對上述之說明做詳細的描述,並對本揭露之技術方案提供更進一步的解釋。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式,為明確說明起見,許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而,應瞭解到,這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說,在本發明部分實施方式中,這些實務上的細節是非必要的。此外,為簡化圖式起見,一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
在實施方式與申請專利範圍中,除非內文中對於冠詞有所特別限定,否則「一」與「該」可泛指單一個或複數個。關於本文中所使用之「約」、「大約」或「大致」的用語一般通常是指數值之誤差或範圍約百分之二十以內,較佳地是約百分之十以內,更佳地則是約百分五之以內。此外,根據本揭露內容,使用「重量份」之技術用語旨在用於表示化學組成物之含量,例如,當溶液組成物之總重量份為100重量份時,其中A組成物為50重量份時,即代表A的重量百分比濃度為50wt%。
噴塗塗佈雖然可以解決傳統狹縫式塗佈不易處理3D曲面基板的問題,但是,利用噴塗方式將油墨塗佈於基板上,經過烘烤使溶劑等物質揮發後,易造成油墨層外觀的不均勻及不良。第1A圖至第1D圖為根據本揭示內容之一些比較例於強光燈下的金屬導電層之實驗圖。如第1A圖至第1D圖所示。第1A圖於強光燈下的金屬導電層具有氣泡(bubble)、第1B圖的金屬導電層具有針孔(pinhole)、第1C圖的金屬導電層具有雲霧狀(cloudy mura)、第1D圖的金屬導電層具有線條狀(pitch mura)。
為了解決上述問題,本揭示內容提供了一種可噴塗導電油墨/墨水/漿料。利用噴塗塗佈(spray coating)的方式,將本揭示內容的油墨霧化,使油墨形成均勻且細密的霧滴,並在基板上形成濕式油墨層。將濕式油墨層進行烘烤,形成乾式油墨層,從而在基板上形成透明且可導電的薄膜(或稱之為透明金屬導電層)。噴塗技術具有製程簡單、設備成本低、可塗佈在非平坦的基板上、可減少材料用量、自動化、效率高、應用的材料範圍廣泛等優點。噴塗技術所應用的材料可例如金屬、合金或陶瓷等各種材料。本揭示內容的噴塗技術可包含空氣噴塗和靜電噴塗,但不限於此。本揭示內容的可噴塗導電油墨具有良好噴墨性,可用於噴塗各式基板,例如平面基板、曲面基板、非平坦表面的基板。並可以解決傳統上狹縫式塗佈不易處理曲面基板的問題。
本揭示內容使用的基板包含玻璃、晶圓、石英、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、環烯烴聚合物(cyclic olefin polymer, COP)、環烯烴共聚合體(cycloolefin copolymer, COC)、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)、聚醯亞胺(polyimide, PI)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate, PEN)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)、或聚二甲基矽氧烷(polydimethyl siloxanePDMS),但不限於此。在一實施方式中,噴塗本申請的導電油墨於玻璃基板上,再經烘烤形成乾式油墨層,從而形成透明且可導電的玻璃。在另一實施方式中,塗佈有本揭示內容之可噴塗導電油墨的玻璃,可應用於例如汽車的玻璃(如擋風玻璃或其他玻璃),因此本實施例所噴塗成形的導電油墨需兼顧光學特性(高透光率、低霧度和良好的外觀),及適當的加熱特性。一般而言,本實施例所噴塗成形的導電油墨的阻值可介於18~22歐姆/平方,穿透率大於90%,霧度小於1.8%;而加熱特性主要應用於汽車玻璃的除霧/除霜等功能。也就是說,本實施例中的導電油墨玻璃組裝於汽車時,本身具有優良的光學特性,使用者並不會目視到車窗上的導電油墨層,可解決傳統車窗上設置金屬電極做為加熱線圈的視線遮擋問題。
本揭示內容的可噴塗導電油墨主要包含金屬奈米線、樹脂、溶劑和界面活性劑。在一實施方式中,可噴塗導電油墨的表面張力介於10mN/m至50mN/m之間,舉例來說,表面張力例如是10、15、20、25、30、35、40、45、50mN/m。在一實施方式中,可噴塗導電油墨的表面張力介於20mN/m至30mN/m之間。在另一實施方式中,可噴塗導電油墨的表面張力介於25mN/m至35mN/m之間。須說明的是,在適當的表面張力範圍的油墨可以獲得具有較佳特性的透明導電層。若表面張力太大或太小均會影響製程和噴塗結果,進而影響透明金屬導電層的外觀。當表面張力小於10mN/m時,可能會使油墨過度擴散,從而影響噴塗製程。當表面張力大於50mN/m時,不易有效控制油墨的擴散程度,從而影響油墨層的整體性質。
在一實施方式中,可噴塗導電油墨的黏度介於0.5cP至50cP之間,舉例來說,黏度例如是0.5、1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50cP。須說明的是,在此黏度範圍的油墨可以獲得具有較佳特性的透明導電層,若黏度太大或太小均會影響製程和噴塗結果,進而影響透明金屬導電層的外觀。當黏度小於0.5cP時,油墨容易過於分散,無法將油墨均勻地噴塗於基板上。當黏度大於50cP時,油墨液滴容易聚集,從而導致噴頭阻塞的問題。一般來說,噴塗製程與其他油墨塗佈方法,例如狹縫式塗佈(slot die coating)均為將油墨直接塗在基板上再予以固化的濕製程,但考量設備/參數的差異,本實施例的可噴塗導電油墨的黏度約為應用於狹縫式塗佈的奈米金屬線墨水的1/3~1/5。
在一實施方式中,本揭示內容的可噴塗導電油墨,金屬奈米線占0.05至1重量份、樹脂占0.1至1重量份、溶劑占97.9至99.5重量份、添加劑占0.02至0.1重量份。在一實施方式中,可噴塗導電油墨是用於噴塗於基板。
在一實施方式中,金屬奈米線可包含銅、金、銀、鎳、鐵、錫、鈀或其合金,但不限於此。具體來說,金屬奈米線包含金奈米線、銀奈米線、鎳奈米線、鐵奈米線、錫奈米線、鈀奈米線或其組合。本文所用的「金屬奈米線(metal nanowires)」係為一集合名詞,其指包含多個元素金屬、金屬合金或金屬化合物(包括金屬氧化物)的金屬線的集合,其中所含金屬奈米線的數量,並不影響本新型所主張的保護範圍;且單一金屬奈米線的至少一個截面尺寸(即截面的直徑)小於約500nm,較佳小於約100nm,且更佳小於約50nm;而本文所稱的為”線(wire)”的金屬奈米結構,主要具有高的縱橫比,例如介於約10至100,000之間,更詳細的說,金屬奈米線的縱橫比(長度:截面的直徑)可大於約10,較佳大於約50,且更佳大於約100;金屬奈米線可以為任何金屬或其合金,包括(但不限於)銀、金、銅、鎳及鍍金的銀。而其他用語,諸如絲(silk)、纖維(fiber)、管(tube)等若同樣具有上述的尺寸及高縱橫比,亦為本申請所涵蓋的範疇。
在一實施方式中,可噴塗導電油墨包含占0.05至1重量份的金屬奈米線。在此範圍內,油墨層同時具有可導電且透光的特性。當奈米線成分小於0.05重量份時,經噴塗製程所形成的透明金屬導電層導電性差,影響導電性質。當奈米線成分大於1重量份時,經噴塗製程所形成的透明金屬導電層會有較差的透光度。
在一實施方式中,樹脂可包含聚乙烯醇縮丁醛樹脂、乙基纖維素、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚丙烯、聚碳酸酯、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、有機矽或其組合,但不限於此。在一實施方式中,可噴塗導電油墨包含占0.1至1重量份的樹脂。在此含量範圍內,樹脂可以提供適當的黏度。舉例來說,當樹脂成分少於0.1重量份時,油墨的黏附力小而無法凝聚。當樹脂成分大於1重量份時,會導致油墨過於黏稠,無法順利地噴塗,而無法達到均勻的油墨層。
在一實施方式中,溶劑可包含水、甲醇、乙醇、正己烷、乙酸乙酯、丙酮、N,N-二甲基甲醯胺、醋酸、正丁醇、正丙醇、異丙醇、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、六甲基磷醯胺、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、松香水、松節油、醋酸甲酯、甲酸或其組合,但不限於此。在一實施方式中,可噴塗導電油墨包含占97.9至99.5重量份的溶劑。在此含量範圍內,油墨中的溶劑可使油墨具有適當的流動性、轉移性和均勻性等性質。
在一實施方式中,添加劑包含界面活性劑、潤濕分散劑、表面調整劑、消泡劑或其組合。
在一實施方式中,界面活性劑可包含辛基酚乙氧基酯、壬基酚乙氧基酯烷基酚、含氟表面活性劑(FS-3100)、改質聚矽氧烷(SL-1)、聚二甲基矽氧烷(SL-8)、有機矽乙二醇共聚物(SL-10W)、或其組合。在一實施方式中,可噴塗導電油墨包含占0.02至0.1重量份的界面活性劑。在此含量範圍內,墨水維持在介於適當的表面張力,使得油墨組成物中的分散質維持安定性。舉例來說,當界面活性劑少於0.02重量份時,可能產生過多的聚集體或是沉澱物。當界面活性劑大於0.1重量份時,各分散質間可能沒有凝聚效果。在一實施方式中,界面活性劑包括含氟表面活性劑。可噴塗導電油墨包含占0.001至0.01重量份的界面活性劑。在一實施方式中,噴塗後的濕式油墨層包含0.0001至0.01重量份的界面活性劑。在一實施方式中,烘烤後的乾式油墨層包含0.01至0.1重量份的界面活性劑。
在一實施方式中,潤濕分散劑可包含磷酸酯化合物(DP-1)、高分子羧酸與改質聚矽氧烷的混合物 (DP-3SL)、聚丙烯酸銨鹽(DP-6W)、陰離子聚丙烯酸鈉鹽(DP-2512W)、含酸基高分子(DP-2140)、聚胺脂聚合物(SDP)、改性丙烯酸高分子共聚體(Disperbyk-2000)、或其組合。在一實施方式中,可噴塗導電油墨更包含占0.02至0.1重量份的潤濕分散劑。在此含量範圍內,可確保可噴塗導電油墨在噴塗過程中不會凝結、沉降、亦或是阻塞噴頭。舉例來說,當潤濕分散劑少於0.02重量份時,可能無法避免油墨凝結和沉降。當潤濕分散劑大於0.1重量份時,可能在噴塗過程中導致掛流噴頭的現象。在一實施方式中,可噴塗導電油墨可包含占0.01至0.1重量份的潤濕分散劑。
在一實施方式中,表面調整劑可包含聚甲基烷基矽氧烷溶液(BYK-077)、聚醚改性聚甲基烷基矽氧烷溶液(BYK-320)、聚醚改性聚二甲基矽氧烷(BYK-331)、環氧官能甲氧基矽烷(A8)、磷酸酯複合物(A10)或其組合,但不限於此。在一實施方式中,可噴塗導電油墨更包含占0.02至0.1重量份的表面調整劑。表面調整劑可消除表面粗大、不均勻等問題,從而形成細緻、緻密薄膜。在一實施方式中,可噴塗導電油墨更包含占0.01至0.1重量份的表面調整劑。
在一實施方式中,消泡劑可包含有機矽(BYK-023)、礦物油(BYK-034)、疏水性粒子(BYK-034)、聚醚矽氧烷共聚合物(SDK-1)、聚醚矽氧烷共聚合物(SDK-4AF)、聚二甲基矽氧烷(SDK-4350)、或其組合。在一實施方式中,可噴塗導電油墨更包含占0.02至0.1重量份的消泡劑。在此含量範圍內,可使噴塗過程中不會有泡沫的產生。舉例來說,當消泡劑小於0.02重量份時,油墨因組成物中的鹼性物質而產生泡沫,進而影響透明金屬導電層的外觀。當消泡劑大於0.1重量份時,可能會影響油墨的黏度和表面張力,從而影響油墨和透明金屬導電層整體性質。綜合以上論點,若再考慮到噴塗製程所形成的透明金屬導電層經過通電後形成的加熱效果,本實施例的油墨組成實有其特殊性。在一實施方式中,可噴塗導電油墨更包含占0.01至0.1重量份的消泡劑。
噴塗製程的設備包含有壓力桶、電子天平、操控面板、高效濾網(HEPA)、噴房、工作臺(stage)、噴槍、排氣管和噴塗機台設備。
請參照第2圖,第2圖為根據本揭示內容之一些實施方式所繪示的噴塗機台設備示意圖。噴塗機台設備10包含工作臺12和噴槍14。噴槍14固定於工作臺12上方,且工作臺12和噴槍14的垂直距離為噴塗高度H,如第2圖所示。噴槍14具有噴嘴16,噴嘴16包含有噴嘴角度θ,噴嘴角度θ可調控噴出油墨的角度。噴塗機台設備10是利用氣壓將頂針頂起,使油墨流入噴嘴16處,再藉由霧化壓力將油墨霧化。將霧化後的油墨噴塗於基板上,油墨會均勻的分散在基板表面,形成濕式油墨層。接著,將噴塗於基板上的濕式油墨層進行烘烤。透過烘烤的步驟,將油墨層中的溶劑等物質揮發掉,從而得到油墨層,即透明金屬導電層。噴塗機台設備的參數包含噴塗速度、噴塗高度H、霧化壓力、噴塗次數、噴塗流量、噴嘴角度θ、噴塗間距(pitch)、烘烤溫度、烘烤時間。
在一實施方式中,噴塗速度為100至1000 m/sec。在一實施方式中,噴塗高度為2至100 mm。在一實施方式中,霧化壓力為0.5至5 psi。在一實施方式中,噴塗次數為1至10次。在一實施方式中,噴塗流量為0.1至10 g/mm。在一實施方式中,噴嘴角度為0至45度。在一實施方式中,噴塗間距為0.5至10 mm。在一實施方式中,烘烤溫度為50至200°C。在一實施方式中,烘烤時間為1至60分鐘。
根據噴塗機台設備、以上操作以及最後隨附之表一至表三的實施例參數,將本揭示內容的油墨噴塗在370 mm
470 mm
1.8 mm的玻璃基板上,並進行烘烤,從而形成乾燥的透明金屬導電層。之後再將此透明金屬導電層上噴塗保護層(protect layer,又可稱為overcoat、top coat、hardcoat等名稱,以表示其達到的功能),例如採用諸如聚丙烯酸酯、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯、聚矽烷、聚矽氧、聚(矽-丙烯酸)等以及進行烘烤。最後獲得的透明金屬導電層具有高透光率、低霧度和良好的外觀,且不存在有氣泡、針孔、雲霧狀和線條狀等不良的外觀。當透明金屬導電層的阻值在18至22 Ω-cm時,透明金屬導電層的穿透率大於90 %,霧度小於1.8 %。表一為使用表三中的配方一的組成油墨進行多組噴塗實驗,結果均可以獲得上述特性的導電膜。表三則顯示兩組不同組成的油墨並以表一中實施例4的噴塗條件進行噴塗及其所得導電膜的特性。
請參考第3圖,第3圖為根據本揭示內容之一實施方式所繪示的可導電玻璃的剖面示意圖。一種可導電玻璃20包含玻璃22及油墨層24。油墨層24覆蓋於玻璃22上,其中油墨層24為利用本揭示內容之可噴塗導電油墨噴塗而成。在一實施例中,油墨層24更可包含保護層,由於油墨層24中的金屬奈米線構成網狀的結構,前述保護層的材料可以滲入金屬奈米線之間的空隙以形成基質(matrix material),故導電油墨固化後會與前述保護層形成複合形式的導電層。
由於本實施例的噴塗技術是直接將油墨噴灑至基板上,因此固化後的油墨層具有相當高的同向性,換言之,在油墨層各個方向上的特性,如電阻/透光性/霧度等等均相近。以電阻特性來說,由於金屬奈米線具有高縱橫比,故採用狹縫式塗佈時,機器塗頭與基板之間的剪切力會造成金屬奈米線大部分沿著機器方向(基板的傳輸方向,即MD方向)排列,故沿機器方向的電阻會小於其他方向,而垂直於機器方向的橫軸方向(即TD方向)則具有相對較大的電阻,也就是說,在沒有其他調整下,狹縫式塗佈所形成的奈米金屬線膜具有明顯的異向性,例如橫軸方向的電阻(R
TD)與機器方向的電阻(R
MD)比值大於2。而本實施例的噴塗成形的油墨層中的金屬奈米線基本上是隨機排列,故各個方向的性質相近;而為了與前述的R
TD/ R
MD進行比對(因為噴塗製程中並沒有TD、MD方向),本實施例針對噴塗油墨層進行兩個方向上(選取兩個正交方向)的電阻進行量測,兩者比例為0.97 ± 0.09,顯示本實施例的噴塗具有高同向性。
綜上所述,本揭示內容提供的可噴塗導電油墨,可噴塗於一般平面基板、不平整表面的基板、曲面基板表面上,例如曲面玻璃,形成的透明導電玻璃同時具有良好的外觀及化學性質。所得的透明導電玻璃從均勻且表面平滑,且具有穿透率大、霧度小之性質。由於油墨層含有金屬奈米線,因此形成的透明導電玻璃具有表面可導電。又因為所得的透明導電玻璃具有良好的外觀而沒有氣泡、針孔等問題,因此,透明導電玻璃具有可均勻加熱和加熱速度快之優點。本揭示內容的可噴塗導電油墨可應用於各種非平面的基板,例如汽車的擋風玻璃。
表二則顯示本揭示內容的可噴塗導電油墨所形成的導電膜在通電之後所得到的加熱速度實驗。本實施將阻值為18.6歐姆/平方的油膜層成形在0.34x0.47m
2尺寸的玻璃基板上以形成導電元件,並連接外部電源,該電源提供預定能量密度(power density)而使該導電元件在一預定時間內上升大於20℃。從表二可歸納,電源提供預定能量密度在900以上時,導電元件在5分鐘之內就可以使元件溫度上升大於20℃上(加熱速度約為4℃/分鐘);電源提供預定能量密度在700左右時,導電元件在10分鐘之內就可以使元件溫度上升大於20℃上(根據本實施例的連續性通電實驗,約在加熱7分鐘左右溫度上升達20℃,加熱速度約為3℃/分鐘);電源提供預定能量密度在500左右時,導電元件約在15分鐘就可以使元件溫度上升大於20℃上(加熱速度約為1.33℃/分鐘)。而如前所述,本實施例導電膜在通電之後的加熱效果可以達到車窗除霧/除霜的功能。值得說明的是,上述的加熱速度是以溫度對時間進行簡單計算,實際的加熱曲線可以是線性或非線性。在一實施例中,可將噴塗完成的樣品選取多個位置(例如四個點)進行通電加熱實驗,結果發現在同一個電壓供應下,上述多個位置的加熱曲線(加熱時間對膜溫度的曲線)幾乎完全重疊,說明本實施例導電膜具有良好的均勻加熱性。在本实施例中,在同一個電壓供應下,本實施例導電膜上任意兩個位置的溫度差異在10%以下、5%以下、2%以下、1%以下、0.5%以下。
在另一實施例中,本實施例導電膜在通電之後的加熱效果也可以應用於顯示器,例如車載用的顯示器,因顯示器在低溫情況下會出現畫面延遲、色彩顯示不正確等問題,故在寒帶國家/環境中,當車輛發動時,車上的顯示器會暫時無法使用,而本實施例導電膜可組裝於顯示器中,當車輛發動時,車上的電源供應器可施加電壓電流於本實施例導電膜,以提供快速升溫的效果進而解決前述顯示器的問題。
在一實施例中,由於本實施例的噴塗油墨層具有高同向性,因此在加熱的過程中,油墨層的升溫均勻性也相當優良,故對整個裝置而言(例如車窗除霧)具有一致性的效果。
在一實施例中,由以下組成的油墨:占0.05至1重量份的金屬奈米線、占0.1至1重量份的樹脂、占97.9至99.5重量份的溶劑及占0.02至0.1重量份的添加劑可用於以下噴塗製程: 噴塗流量(g/mm):1~5、噴塗速度(m/sec):400~500、霧化壓力(psi):1~3,以構成高透光率、低霧度和良好外觀的導電膜,如第4圖所示,其油墨層在強光下為光滑表面;且所形成的導電膜具有可均勻加熱和加熱速度快之優點。
雖然本揭示內容已以實施方式揭示如上,然其並非用以限定本揭示內容,任何熟習此技藝者,於不脫離本揭露內容的精神和範圍內,當可作各種的變動與潤飾,因此本揭示內容的保護範圍當視後附的申請專利範圍及其均等方案所界定者為準。
油墨 | 噴塗流量(g/mm) | 噴塗速度(m/sec) | 噴塗高度(mm) | 霧化壓力(psi) | 烘烤溫度(°C) | 烘烤時間(分) | |
實施例1 | 奈米銀油墨 | 3.8 | 400 | 4.5 | 2.5 | 120 | 60 |
實施例2 | 奈米銀油墨 | 3.8 | 400 | 4.5 | 1.5 | 120 | 60 |
實施例3 | 奈米銀油墨 | 1.06 | 450 | 4.5 | 1.5 | 120 | 10 |
實施例4 | 奈米銀油墨 | 1.06 | 400 | 4.5 | 1.5 | 120 | 10 |
表一 實施例之參數。
表二 加熱速度實驗
能量密度(Power density)= (電壓x電流)/(面積)
油墨層的阻值(歐姆/平方) | 外接電源電壓 (V) | 外接電源電流(A) | 能量密度 (W/m 2) | 通電時間:5 分鐘的溫度變化 | 通電時間:10 分鐘的溫度變化 |
18.6 | 48.4 | 3.2 | 969 | ∆ 20.4 | ∆ 30.3 |
41.2 | 2.7 | 696 | ∆ 14.5 | ∆ 22.4 | |
35.4 | 2.3 | 509 | ∆ 9.6 | ∆ 15.8 |
表三 油墨配方
奈米銀線 | 添加劑 | 樹脂 | 溶劑 | 阻值(歐姆/平方) | 穿透率 | 霧度 | |
配方一 | 0.2% | 0.05% | 0.3% | 99.45% | 18.6 | 90.3 | 1.7 |
配方二 | 0.18% | 0.05% | 0.25% | 99.52% | 20.2 | 91 | 1.68 |
10 : 噴塗機台設備
12 : 工作臺
14 : 噴槍
16 : 噴嘴
20 : 可導電玻璃
22 : 玻璃
24 : 油墨層
H : 噴塗高度
θ : 噴嘴角度
當結合隨附圖式進行閱讀時,本揭示之詳細描述將能被充分地理解。應注意,根據業界標準實務,各特徵並非按比例繪製且僅用於圖示目的。事實上,出於論述清晰之目的,可任意增加或減小各特徵之尺寸。
第1A圖至第1D圖為根據本揭示內容之一些比較例於強光燈下的金屬導電層之實驗圖。
第2圖為根據本揭示內容之一些實施方式所繪示的噴塗機台設備示意圖。
第3圖為根據本揭示內容之一實施方式所繪示的可導電玻璃的剖面示意圖。
第4圖為根據本揭示內容之一些實施方式於強光燈下的金屬導電層之實驗圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
Claims (15)
- 一種可噴塗導電油墨,以可噴塗導電油墨之總組成成分計,包含:一金屬奈米線,占0.05至1重量份;一樹脂,占0.1至1重量份;一溶劑,占97.9至99.5重量份;及一添加劑,占0.02至0.1重量份,其中該添加劑包含占0.01至0.1重量份的一潤濕分散劑,其中該可噴塗導電油墨係用於噴塗於一基板,且該可噴塗導電油墨具有一表面張力介於10mN/m至50mN/m之間。
- 如請求項1所述之可噴塗導電油墨,其中該可噴塗導電油墨具有一黏度介於0.5cp至50cP之間。
- 如請求項1所述之可噴塗導電油墨,其中該金屬奈米線的材料是銅、金、銀、鎳、鐵、錫或鈀。
- 如請求項1所述之可噴塗導電油墨,其中該樹脂是聚乙烯醇縮丁醛樹脂、乙基纖維素、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、酚醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚丙烯、聚碳酸酯、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素或有機矽。
- 如請求項1所述之可噴塗導電油墨,其中該 添加劑包含一界面活性劑、一表面調整劑、一消泡劑或其組合。
- 如請求項5所述之可噴塗導電油墨,其中該界面活性劑是選自於由辛基酚乙氧基酯、壬基酚乙氧基酯烷基酚、含氟表面活性劑、改質聚矽氧烷、聚二甲基矽氧烷和有機矽乙二醇共聚物所組成的群組。
- 如請求項5所述之可噴塗導電油墨,其中該界面活性劑占0.001至0.01重量份。
- 如請求項5所述之可噴塗導電油墨,其中該表面調整劑,占0.01至0.1重量份。
- 如請求項5所述之可噴塗導電油墨,其中該消泡劑,占0.02至0.1重量份。
- 一種導電元件,包含:一基板;及一油墨層,覆蓋於該基板上,其中該油墨層為利用如請求項1所述之可噴塗導電油墨噴塗而成,其中該油墨層的阻值在18~22歐姆/平方,該油墨層的穿透率大於90%,該油墨層的霧度小於1.8%。
- 如請求項10所述之導電元件,其中該油墨層可外接一電源而使該導電元件加熱。
- 如請求項11所述之導電元件,其中該電源提供一預定能量密度(power density)而使該導電元件在一預定時間內上升大於20℃。
- 如請求項10所述之導電元件,其中該油墨層在強光下為一光滑表面。
- 如請求項10所述之導電元件,其中該油墨層在兩個正交方向上的電阻比例為0.97±0.09。
- 如請求項10所述之導電元件,其中該基板為一曲面基板。
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