[發(fā)明專利]粗糙表面上導(dǎo)電性能良好的油墨及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710118059.4
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN108530994A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林劍;袁偉;顧唯兵;崔錚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號: C09D11/52
• 分類號: C09D11/52;C09D11/38;C09D11/16
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

本發(fā)明公開了一種粗糙表面上導(dǎo)電性能良好的油墨及其應(yīng)用。所述粗糙表面上導(dǎo)電性能良好的油墨包括長條狀導(dǎo)電顆粒以及溶劑等，所述長條狀導(dǎo)電顆粒的長徑比為10～500：1。本發(fā)明的油墨采用長條狀導(dǎo)電顆粒作為主要導(dǎo)電材料，可以避免燒結(jié)處理即獲得良好導(dǎo)電性能，同時其對于承印表面粗糙度的適應(yīng)能力強，在粗糙或具有細(xì)孔的表面上具有更好的導(dǎo)電性，而且長條狀導(dǎo)電顆粒之間還能形成導(dǎo)電空心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以在大幅降低導(dǎo)電材料用量的情況下達成相同或更佳導(dǎo)電性能，此外該導(dǎo)電空心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也有利于填充高強度樹脂，從而在油墨干燥后獲得更高的牢固度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電油墨，具體涉及一種粗糙表面上導(dǎo)電性能良好的油墨及其應(yīng)用，屬于印刷電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

業(yè)內(nèi)通常將黏度低于100cP的可導(dǎo)電液體材料稱為油墨或者墨水(ink)，以區(qū)別于絲網(wǎng)印刷、點膠等工藝所用的高黏度導(dǎo)電漿料。而噴墨打印(inkjet)和部分書寫工具所用的導(dǎo)電油墨黏度更加苛刻，通常低于30cP。在如此嚴(yán)格的黏度指標(biāo)下，開發(fā)導(dǎo)電油墨不能選用以往高黏度漿料所常用的微米級金屬粉料、碳顆粒等大尺寸材料，需要轉(zhuǎn)而選用納米尺度的導(dǎo)電材料包括金屬顆粒、氧化物顆粒、碳材料(如碳納米管、石墨烯等)、導(dǎo)電高分子等。其中納米級別(主要是30-100nm直徑)的球狀金屬顆粒具有分散性好、燒結(jié)溫度適中、導(dǎo)電性好、不易堵塞等優(yōu)點，成為目前噴墨打印等低黏度類型導(dǎo)電墨水的主流，獲得了廣泛的應(yīng)用。

然而，隨著球狀金屬納米顆粒導(dǎo)電油墨應(yīng)用的進一步拓展，該類材料的一系列缺點也在部分特種應(yīng)用領(lǐng)域逐漸凸顯。最常見的問題在于該類材料需要印刷成膜后加熱燒結(jié)，雖然其燒結(jié)溫度由早期的接近300℃逐步降低到100℃左右，但還是不能完全取消印刷后的加熱燒結(jié)這一步驟，光子燒結(jié)、微波燒結(jié)等新技術(shù)本質(zhì)上也仍然是對材料加熱，有可能對不耐高溫的承印表面造成負(fù)面影響。近期也有“常溫自燒結(jié)”等新技術(shù)開發(fā)出來，但這種常溫下自發(fā)燒結(jié)的特征本身就意味著油墨存在穩(wěn)定性的隱患。另一方面，市面上存在一些無需加熱、自發(fā)干燥后就可以導(dǎo)電的金屬油墨或者導(dǎo)電漆，但所采用的導(dǎo)電材料為微米以上尺寸的銀粉或其它金屬粉體，黏度偏高且很容易造成小尺寸噴口的堵塞，無法用于噴墨打印或者低黏度的書寫工具。

采用球狀結(jié)構(gòu)金屬顆粒的導(dǎo)電油墨所面臨的另外一個重要挑戰(zhàn)則在于印刷后圖案的牢固度偏低。目前的導(dǎo)電油墨通常采用高強度的樹脂材料來提高油墨干燥后的牢固度，但為保證整體導(dǎo)電性，樹脂材料只能保持在一個很低的比例，由此帶來了油墨干燥后牢度偏低的痼疾。如果為提高強度而增加樹脂含量，則會導(dǎo)致油墨整體導(dǎo)電性的急劇下降。

此外，以納米球狀金屬顆粒作為主要成分的導(dǎo)電油墨對承印面的狀況也有嚴(yán)格的要求。由于球狀結(jié)構(gòu)的金屬顆粒需要無縫隙堆積才能導(dǎo)電，一旦在比較粗糙的表面書寫或者印刷時，金屬納米顆粒很容易滲透進承印面的孔洞或空隙中，造成導(dǎo)電油墨的浪費。因此，現(xiàn)有的納米金屬顆粒導(dǎo)電油墨在粗糙度超過200nm的表面上打印得很薄的時候，通常在宏觀上表現(xiàn)為不導(dǎo)電或?qū)щ娦院懿睢Ｔ谟∷⒅苽涠鄬悠骷敳侩姌O時還有引起上、下層電極之間短路的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種粗糙表面上導(dǎo)電性能良好的油墨及其應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實施例提供了一種粗糙表面上導(dǎo)電性能良好的油墨，其包括長條狀導(dǎo)電顆粒以及溶劑，所述長條狀導(dǎo)電顆粒均勻分散于所述溶劑中，并且所述長條狀導(dǎo)電顆粒的長徑比為10～500：1，優(yōu)選為50～350：1，尤其優(yōu)選為150～250：1。

進一步的，所述油墨中長條狀導(dǎo)電顆粒的含量為0.01～10wt％，優(yōu)選為0.05～5wt％，尤其優(yōu)選為0.2～1wt％。

進一步的，所述長條狀導(dǎo)電顆粒的直徑為1～60nm。

進一步的，所述長條狀導(dǎo)電顆粒的長度小于50μm，優(yōu)選小于8μm，尤其優(yōu)選為1～8μm。