导电油墨制造技术

包含金属纳米颗粒、液体载体和任选的粘结剂的导电油墨，其特征在于液体载体包括在0.5‑7.5重量%之间的选自水和包含至少两个羟基的化合物的溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导电油墨专利
本专利技术涉及导电油墨，例如纳米银导电油墨。本专利技术还涉及制备所述导电油墨的方法以及由所述导电油墨形成的导电层或图案，优选在适度的固化条件下。专利技术背景在过去的几十年期间，对包含金属纳米颗粒的金属印刷或涂布流体的兴趣已经增加，这是由于当与给定金属的本体性质相比时它们独特的性质。例如，金属纳米颗粒的熔点随着粒度的减小而减小，使得它们对于印刷的电子产品、电化学、光学、磁性和生物学应用是令人感兴趣的。能够高速印刷或涂布的稳定且浓缩的金属印刷或涂布流体的生产受到极大关注，因为其能够以低成本制备电子装置。金属印刷或涂布流体通常为包含金属纳米颗粒和分散介质的导电油墨。这样的导电油墨可直接用作印刷或涂布流体。然而，通常将另外的成分加入到导电油墨中以优化所得金属印刷或涂布流体的性质。金属纳米颗粒的制备可在水或有机溶剂中通过所谓的多元醇合成来进行，如在例如´ApproachestothesynthesisandCharacterizationofSphericalandAnisotropicSilverNanomaterials´,MetallicNanomaterials第1卷,ChallaS.S.R.Kumar编辑,Wiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA,Weinheim中所公开的，通过多元醇合成方法的衍生或通过在各种还原剂存在下金属盐的原位还原。这样的方法例如公开于US2010143591、US2009142482、US20060264518、EP-A2147733、EP-A2139007、EP-A803551、EP-A2012952、EP-A2030706、EP-A1683592、EP-A166617、EP-A2119747、EP-A2087490、EP-A2010314、WO2008/151066、WO2006/076603、WO2009/152388、WO2009/157393。导电油墨通常通过印刷技术(如喷墨印刷、丝网印刷或柔性版印刷)施加在基材上。丝网印刷被认为是一种成本有效的方法，其中高粘度导电油墨可以印刷在各种基材上。可用于丝网印刷方法的导电油墨例如公开于EP-A2781562、EP-A3099145、EP-A3287499、EP-A3099146和WO2017/102574中。银油墨的丝网印刷包括不同的步骤：●淹没丝网或网眼，其中银油墨跨所述丝网或网眼铺展；●印刷，其中将银油墨推动通过在基材上的丝网开口；以及●在丝网已离开基材之后，使基材上的印刷的银油墨流平，使油墨留在基材上。丝网印刷的银图案的分辨率通常不够。通常，所谓的线加宽和拖尾可能是丝网印刷方法的结果，导致可实现的印刷图案的分辨率的总体降低。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种导电油墨，用该油墨可以获得具有改进的分辨率的导电图案。该目的通过如权利要求1中所限定的导电油墨来实现。本专利技术的其它优点和实施方案将从以下描述和从属权利要求中变得显而易见。附图简述图1示意性地显示如何确定用于评价实施例中的印刷的银线的分辨率的印刷的银线的加宽(W)和拖尾(S)。专利技术详述定义本文所用的术语聚合物支撑物和箔是指自支撑的聚合物基片材，其可以与一个或多个粘合层(例如底层)结合。支撑物和箔通常通过挤出而制造。本文所用的术语“层”被认为不是自支撑的，并且通过将其涂布或喷涂到(聚合物)支撑物或箔上而制造。PET为聚对苯二甲酸乙二醇酯的缩写。术语烷基是指对于烷基中每个碳原子数可能的所有变体，即甲基；乙基；对于三个碳原子：正丙基和异丙基；对于四个碳原子：正丁基、异丁基和叔丁基；对于五个碳原子：正戊基、1,1-二甲基-丙基、2,2-二甲基丙基和2-甲基-丁基等。除非另有说明，否则取代或未取代的烷基优选为C1-C6-烷基。除非另有说明，否则取代或未取代的烯基优选为C2-C6-烯基。除非另有说明，否则取代或未取代的炔基优选为C2-C6-炔基。除非另有说明，否则取代或未取代的芳烷基优选为包括一个、两个、三个或更多个C1-C6烷基的苯基或萘基。除非另有说明，否则取代或未取代的烷芳基优选为包括芳基(优选苯基或萘基)的C1-C6-烷基。除非另有说明，否则取代或未取代的芳基优选为取代或未取代的苯基或萘基。环状基团包括至少一个环结构，并且可以是单环或多环基团，意指稠合在一起的一个或多个环。杂环基为具有至少两种不同元素的原子作为其一个或多个环的成员的环状基团。杂环基的对应物为同素环基团，其环结构仅由碳构成。除非另有说明，否则取代或未取代的杂环基优选为被一个、两个、三个或四个杂原子取代的五元或六元环，所述杂原子优选选自氧原子、氮原子、硫原子、硒原子或其组合。脂环族基团为非芳族同素环基团，其中环原子由碳原子组成。术语杂芳基是指在环结构中包含碳原子和一个或多个杂原子(优选1-4个独立地选自氮、氧、硒和硫的杂原子)的单环或多环芳族环。杂芳基的优选的实例包括但不限于吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、pyrazyl、三嗪基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、1,2,3-三唑基和1,2,4-三唑基、吡嗪基、嘧啶基、四唑基、呋喃基、噻吩基、异噁唑基、噻唑基、异噁唑基和噁唑基。杂芳基可以是未取代的或被一个、两个或更多个合适的取代基取代。优选地，杂芳基为单环，其中所述环包含1-5个碳原子和1-4个杂原子。术语取代的，在例如取代的烷基中，是指烷基可以被除了通常存在于这样的基团中的原子(即碳和氢)以外的其它原子取代。例如，取代的烷基可以包括卤素原子或硫醇基。未取代的烷基仅含有碳和氢原子。除非另有说明，否则取代的烷基、取代的烯基、取代的炔基、取代的芳烷基、取代的烷芳基、取代的芳基、取代的杂芳基和取代的杂环基优选被一个或多个选自以下的取代基取代：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、1-异丁基、2-异丁基和叔丁基、酯、酰胺、醚、硫醚、酮、醛、亚砜、砜、磺酸酯、磺酰胺、-Cl、-Br、-I、-OH、-SH、-CN和-NO2。导电油墨根据本专利技术的导电油墨包含金属纳米颗粒、液体载体和任选的粘结剂，其特征在于所述液体载体包括在0.5-7.5重量%之间，优选在0.75-5重量%之间，更优选在1-4重量%之间的选自水和多元醇的溶剂。导电油墨可进一步包含表面活性剂和其它添加剂以进一步优化其性质。金属纳米颗粒本专利技术的导电油墨包含金属纳米颗粒。金属纳米颗粒包含一种或多种元素或合金形式的金属。所述金属优选选自银、金、铜、镍、钴、钼、钯、铂、锡、锌、钛、铬、钽、钨、铁、铑、铱、钌、锇、铝和铅。特别优选基于银、铜、钼、铝、金、铜或其组合的金属纳米颗粒。最优选银纳米颗粒。术语“纳米颗粒”是指平均粒度或平均颗粒直径小于150nm，优选小于100nm，更优选小于50nm，最优选小于30nm的分散的颗粒。所提及的平均颗粒直径使用透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.导电油墨，所述导电油墨包含金属纳米颗粒、液体载体和任选的粘结剂，其特征在于所述液体载体包括在0.5-7.5重量%之间的选自水和多元醇的溶剂。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180508 EP 18171221.71.导电油墨，所述导电油墨包含金属纳米颗粒、液体载体和任选的粘结剂，其特征在于所述液体载体包括在0.5-7.5重量%之间的选自水和多元醇的溶剂。


2.根据权利要求1所述的导电油墨，其中所述多元醇选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、甘油和山梨糖醇。


3.根据权利要求1或2所述的导电油墨，其中所述溶剂为水或甘油。


4.根据前述权利要求中任一项所述的导电油墨，其中所述油墨包括水或多元醇相容性粘结剂以及金属纳米颗粒相容性粘结剂。


5.根据前述权利要求中任一项所述的导电油墨，其中所述水或多元醇相容性粘结剂为水或多元醇可溶性粘结剂。


6.根据前述权利要求中任一项所述的导电油墨，其中所述金属纳米颗粒相容性粘结剂为聚氯乙烯共聚物或聚偏二氯乙烯共聚物。


7.根据权利要求6所述的导电油墨，其中所述聚氯乙烯共聚物为氯乙烯和羟基官能的单体的共聚物。


8.根据权利要求4-7中任一项所述的导电油墨，其中相对于所述分散体的总重量，粘结剂的总量为0.2-7.5重量%。


9.根据权利要求4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·博伦，
申请(专利权)人：爱克发格法特公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE