相变油墨组合物以及由该组合物形成的导电图案制造技术

本发明专利技术公开了一种相变油墨组合物，包含：金属纳米粒子；分散剂，该分散剂使所述金属纳米粒子稳定地分散和排布在相变油墨组合物中；以及溶剂，在该溶剂中混合有所述金属纳米粒子和所述分散剂，并且该溶剂含有至少两种含硫化合物，其中，所述相变油墨组合物的熔化温度在60℃至90℃的范围内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相变油墨组合物以及由该组合物形成的导电图案
本专利技术涉及一种相变油墨组合物以及使用该组合物形成的导电图案，更具体而言，本专利技术涉及一种相变油墨组合物以及使用该组合物形成的导电图案，所述相变油墨组合物具有60°c至90°C的较低熔化温度，因而能够使用典型的喷墨头。
技术介绍
利用光刻工艺的光刻成像已被广泛用作形成导电图案的常规方法。然而，光刻成像具有复杂的工艺步骤而导致成本相对较高，可排放在曝光和蚀刻过程中形成的有害气体和废水，导致环境污染。因此，对于低成本、环境友好的图案形成方法一直在进行研究，在这些方法中，一个代表性的实例是喷墨打印法。由于喷墨打印法是将需要的图案直接转移到基板上的方法，因此该方法具有简单的工艺步骤，便于进行大规模打印，缩短加工时间并节约制造成本。而且，由于喷墨打印法不需要曝光工序和蚀刻工序，与现有的光刻成像法不同，因此是不排放环境污染物的环境友好的图案形成方法。为了利用喷墨打印法形成导电图案，需要能够形成导电线的低粘度导电油墨，为此，使用导电金属纳米粒子作为用于油墨组合物的材料。然而，在将金属纳米粒子用作油墨组合物材料的情况下，金属的比重高于有机溶剂，使得金属纳米粒子可以发生沉降而造成储存稳定性变差。 降低金属纳米粒子的尺寸通过布朗运动可有效降低金属纳米粒子的沉降速度，但这不是根本的解决方法。还有连续使用搅拌器以防止金属纳米粒子沉降的方法，但是，由于该方法需要搅拌器连续运转，因此可能导致成本增加。提高油墨的粘度可以降低金属纳米粒子的沉降速度，进一步通过使油墨固化，还可以完全阻止金属纳米粒子的沉降。因此，已经开始对室温下为固态而在喷墨装置所允许的温度升高范围内为液态，并且在喷射温度下保持粘度不超过20cP的油墨组合物进行研究。因此，已经开发出一种以蜡组分作为主要组分的含有相变油墨的油墨组合物，该油墨组合物的熔化温度超过90°C。为了满足该油墨组合物的熔化温度，考虑到喷墨头的温度容限，喷墨头的温度应当保持不低于100°C ;然而，这种高于90°C的温度已经是大多数喷墨头的温度容限。因此，该相变油墨仅用于专门设计的喷墨头。而且，作为该油墨组合物主要组分的蜡组分大多是非极性的，不溶于水，只能溶解在非极性溶剂中。因此，在将普通油墨中使用的极性添加剂加入该油墨组合物中的情况下，可能无法对极性添加剂很好地进行混合，从而可能造成相分离。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一方面提供一种相变油墨组合物以及使用该组合物形成的导电图案，所述相变油墨组合物能够使用现有相变油墨所不能使用的典型喷墨头，并且能够使用具有极性分子结构的添加剂。技术方案根据本专利技术的一方面，提供一种相变油墨组合物，包含:金属纳米粒子，分散剂，和含有至少两种含硫化合物的溶剂，其中，所述相变油墨组合物的熔化温度在60°C至90°C的范围内。所述相变油墨组合物可以包含20重量份至70重量份的所述金属纳米粒子，I重量份至10重量份的所述分散剂，和20重量份至79重量份的所述溶剂。所述金属纳米粒子的表面可以被所述分散剂覆盖。所述含硫化合物可以是含有砜基的化合物。所述溶剂可以是熔点在80°C至200°C范围内的第一溶剂和熔点在O至40°C范围内的第二溶剂的混合物。所述第一溶剂可以是二甲基砜，所述第二溶剂可以是环丁砜，且所述第一溶剂与所述第二溶剂的混合比例优选为1: 0.75至1: 1.5。所述金属纳米粒子可以包括选自金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、锌(Zn)、钼(Pt)、锡(Sn)、铬(Cr)、钯(Pd)、钴(Co)、钛(Ti)、钥(Mo)、铁(Fe)、锰(Mn)、钨(W)和铝(Al)中的至少一种。所述相变油墨组合物在60°C至90°C的熔化温度范围内的粘度可以在Icp至20cp的范围内。`根据本专利技术的另一方面，提供一种导电图案，其使用上述相变油墨组合物形成。另外，解决上述问题的方法没有列出本专利技术的全部特征。本专利技术的进一步的特征、优点和效果将由下面参照附图对示例性实施方案进行的描述而变得显而易见。有益效果根据本专利技术的相变油墨组合物，由于所述油墨组合物的熔化温度可以调节到典型喷墨头的温度容限范围内，并且可以使用极性添加剂，因此该油墨组合物在产品开发或质量控制方面表现优良；并且，由于该油墨组合物在室温下保持固态，因此可以防止金属纳米粒子沉降，从而提高储存稳定性。【具体实施方式】下文中，将详细描述本专利技术的实施方案。然而，本专利技术可以以许多不同的形式来实施，而不应解释为局限于本文中所阐述的实施方案。更确切地说，提供这些实施方案将使得本公开的内容全面和完整，并将本专利技术的范围充分地传达给本领域的技术人员。本专利技术的相变油墨组合物的特征在于包含:1)金属纳米粒子；2)分散剂，所述分散剂使所述金属纳米粒子稳定地分散和排布在相变油墨组合物中；和3)溶剂，所述溶剂中混合有所述金属纳米粒子和所述分散剂，并包含至少两种含硫化合物，其中，所述相变油墨组合物的熔化温度在60°C至90°C的范围内。并且，所述相变油墨组合物的熔化温度可以在65°C至75°C或65°C至70°C的范围内。同时，本专利技术说明书中的相变油墨组合物在20°C至27°C的例如室温的温度范围内为没有物质流动的固态。然而，如果该油墨组合物受热，则在60°C至90°C的温度范围内该油墨组合物由固态变为液态。具体而言，该油墨组合物在喷射温度下以液态存在。更具体而言，本专利技术的油墨组合物优选包含:1)20重量份至70重量份的金属纳米粒子，2) I重量份至10重量份的分散剂，和3)20重量份至79重量份的溶剂。同时，所述溶剂可以是极性溶剂。由于在相关领域中使用的相变油墨使用非极性的蜡作为主要组分，因此使用非极性溶剂作为溶剂。使用非极性溶剂可能不允许使用极性添加剂。同时，通过使用极性溶剂作为溶剂，本专利技术可以使用在常规油墨组合物中使用的极性添加剂。例如，所述含硫化合物可以是含有砜基的化合物。换句话说，本专利技术的油墨组合物可以是包含如下组分的组合物:1)金属纳米粒子；2)分散剂，所述分散剂使所述金属纳米粒子稳定地分散和排布在相变油墨组合物中；和3)溶剂，所述溶剂中混合有所述金属纳米粒子和所述分散剂，并包含至少两种含砜基的化合物，其中，所述相变油墨组合物的熔化温度在60°C至90°C的范围内。所述溶剂还可以包含熔点在80°C至200°C范围内的第一溶剂和熔点在O至40°C范围内的第二溶剂。具体而言，所述溶剂可以是熔点为80°C至200°C的第一溶剂和熔点为O至40°C的第二溶剂的混合物。所述第一溶剂可以是甲基苯基砜(熔点为85°C )、二苯基砜(熔点为123°C )、二甲基砜(熔点为109°C )、4，4’_ 二氯二苯基砜(熔点为143°C )、二对甲苯基砜(熔点为160°C )、或4-氨基苯基砜(熔点为175°C )，但并不局限于此。另外，所述第二溶剂可以是环丁砜(熔点为27.5°C)。具体而言，所述第一溶剂可以是二甲基砜，所述第二溶剂可以是环丁砜。更具体而言，所述溶剂可以是二甲基砜和环丁砜的混合物。二甲基砜为极性溶剂，在室温下为固体，且在二甲基砜中所含的硫原子和氧原子表现出较强的极性。因此，在使用二甲基砜作为溶剂的情况下，可以制备含有极性添`加剂的油墨。并且，由于二甲基砜的熔点为109°C，因此在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相变油墨组合物，包含：金属纳米粒子；分散剂；和含有至少两种含硫化合物的溶剂，其中，所述相变油墨组合物的熔化温度在60℃至90℃的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.23 KR 10-2012-0054714;2013.05.22 KR 10-201.一种相变油墨组合物，包含: 金属纳米粒子； 分散剂；和 含有至少两种含硫化合物的溶剂， 其中，所述相变油墨组合物的熔化温度在60°C至90°C的范围内。2.根据权利要求1所述的相变油墨组合物,其中，该相变油墨组合物包含: 20重量份至70重量份的所述金属纳米粒子； 1重量份至10重量份的所述分散剂；和 20重量份至79重量份的所述溶剂。3.根据权利要求1所述的相变油墨组合物，其中，所述金属纳米粒子的表面被所述分散剂覆盖。4.根据权利要求1所述的相变油墨组合物，其中，所述含硫化合物为含有砜基的化合物。5.根据权利要求1所述的相变油墨组合物，其中，所述溶剂是熔点...

【专利技术属性】
技术研发人员：金俊衡，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：
国别省市：