[发明专利]具有聚乙烯醇缩丁醛粘合剂的导电金属油墨

说明书

技术领域

本申请涉及包括导电材料、热塑性聚乙烯醇缩丁醛三元共聚物粘合剂及二醇醚溶剂的导电油墨。

背景技术

银油墨目前的总市值估计为每年约80亿美元。银油墨目前的主要用途是用于在设备的电气部件之间印刷导电线路和互连。利用银油墨的设备包括家电产品，诸如在家电产品的控制面板中，例如用于平膜传感器和开关、消费性电子产品、计算机、手机及太阳能电池板。

使用液体沉积技术制造电子元件受到广泛关注，因为这种技术提供了用于诸如薄膜晶体管(TFT)、发光二极管(LED)、RFID标签、光电池的应用的潜在低成本替代方案。但是，满足实际应用的电导率、加工及成本要求的功能电极、像素板和导电迹线、线路与轨道的沉积和/或图案化已经成为巨大的挑战。

尽管在上述应用中公认银膏市场，但是如果解决了银油墨的问题诸如当与纯金属相比低的导电率或高的片电阻率，以及考虑到上升的银成本的成本问题，则存在极大的机会。

与大多数市售导电油墨例如包括导电片诸如银、粘合剂和溶剂的导电油墨相关的性能，是当与纯金属相比时导电率太低。来自供应商的商业银油墨膏的油墨片电阻率一般为12至25mΩ/平方/密耳。

对于油墨在电子组件诸如传感器、光电面板、平板OLED照明间需要特殊电互连的广泛产品中的用途，具有减小的片电阻率的导电油墨将是极大的促进。具有增加的导电率的导电油墨可以使得能够用于细线的印刷，因此降低材料成本。

因此仍然存在对于表现出改善的特性，包括改善的粘度和/或导电特性使得油墨的使用能够减少且使得能够在基底上形成更精细的印刷特征的导电油墨的需要。

发明内容

以上及其他问题通过本申请得以解决，其中在实施例中，本申请涉及包括导电材料、热塑性聚乙烯醇缩丁醛三元共聚物粘合剂及二醇醚溶剂的导电油墨。

还描述了包括导电材料、热塑性聚乙烯醇缩丁醛三元共聚物粘合剂及二醇醚溶剂的导电油墨，其中油墨的片电阻率为12.5mΩ/平方/密耳或更少。

还描述的是包括具有约2至约5微米的平均尺寸的银片、具有下式的聚乙烯醇缩丁醛三元共聚物粘合剂及二醇醚溶剂的导电油墨：

其中R₁是化学键或具有约1至约20个碳原子的二价烃链；R₂和R₃独立地为烷基、芳基或具有约1至约20个碳原子的取代芳基；x、y和z独立地分别表示相应重复单元的比例，其表示为重量百分比，其中每个重复单元沿聚合物链随机分布，x、y和z的总和为约100重量％，且x为约3重量％至约50重量％、y为约50重量％至约95重量％及z为约0.1重量％至约15重量％。

附图说明

该图是总结与两种市售导电油墨相比的本申请的导电油墨的油墨剪切的曲线图。

具体实施方式

描述的是包括导电材料、聚乙烯醇缩丁醛三元共聚物粘合剂和二醇醚溶剂的导电油墨组合物。

作为导电材料，可以使用颗粒形式的任何材料，其中颗粒的平均尺寸为例如0.5至15微米，诸如1至10微米或2至10微米。虽然颗粒可以是任何形状，理想地，导电材料是二维形状，诸如片状，包括棒、锥和板，或针状，且长宽比为例如至少约3比1，诸如至少约5比1。

导电材料可以包括任何导电金属或金属合金材料。合适的导电材料可以包括金属，诸如选自以下的至少一种金属：金、银、镍、铟、锌、钛、铜、铬、钽、钨、铂、钯、铁、钴及其合金。可以使用包括至少前述之一的组合。导电材料还可以是用一种或更多种前述金属或合金涂覆或镀层的基底材料，例如镀银铜片。因为成本、可用性和性能方面的原因，理想的导电材料包括银或镀银材料。

可以使用具有1至10微米诸如2至10微米的平均片径的银片。

在导电膏中导电材料可以以油墨的约50至约95重量％、约60至约90重量％或约70至约90重量％的量存在。