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KR101559847B1 - Manufacturing an electrode with low-temperature sintering - Google Patents

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KR101559847B1
KR101559847B1 KR20140003155A KR20140003155A KR101559847B1 KR 101559847 B1 KR101559847 B1 KR 101559847B1 KR 20140003155 A KR20140003155 A KR 20140003155A KR 20140003155 A KR20140003155 A KR 20140003155A KR 101559847 B1 KR101559847 B1 KR 101559847B1
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KR
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manufacturing
electrode
low
temperature
sintering
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KR20140003155A
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Inventor
김인영
이택민
최영만
Original Assignee
한국기계연구원
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Abstract

저온 소결법을 이용한 전극 제조방법에서, 표면이 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자를 잉크화한다. In the electrode manufacturing method using a low-temperature sintering, the surface of the screen to print the metal nano-particles capped with a polymeric material. 상기 금속 나노입자 잉크로 베이스 기판 상에 금속 패턴을 형성한다. To form a metal pattern on a base substrate with the metal nano-particle ink. 상기 금속 패턴 중 상기 고분자 물질을 세척한다. Wash the polymer material of the metal pattern. 상기 금속 패턴을 저온 소결하여 전극을 형성한다. An electrode is formed by low-temperature sintering of the metal pattern. 그리하여, 금속 나노입자의 표면에 캐핑된 고분자 물질을 용이하게 제거하면서도 금속 패턴을 저온 소결을 통해 전극을 형성할 수 있어 전극 제조공정의 효율성이 향상될 수 있다. Thus, while facilitating the removal of the polymer material in the surface-capping of the metal nano-particles got a metal pattern to form the electrode through the low-temperature sintering can be improved the efficiency of the electrode manufacturing process.

Description

저온 소결법을 이용한 전극 제조방법{MANUFACTURING AN ELECTRODE WITH LOW-TEMPERATURE SINTERING} Electrode manufacturing method using a low-temperature sintering {MANUFACTURING AN ELECTRODE WITH LOW-TEMPERATURE SINTERING}

본 발명은 저온 소결법을 이용한 전극 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노입자를 포함한 잉크로 인쇄 공정을 수행하여 전극을 제조하는 경우, 저온 소결법을 이용한 전극 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode when the manufacturing method using a low-temperature sintering method, and more in detail by performing a printing process with an ink containing nanoparticles for preparing the electrode, the present invention relates to an electrode manufacturing method using a low-temperature sintering.

표시장치용 패널, 태양전지, RIFD 등에 사용되는 베젤, 메쉬형 전극, 안테나용 전극 등을 인쇄 공정으로 제작하기 위해서는, 나노 입자 크기의 예를 들어, 은(Silver)과 같은 금속 재료를 잉크화한 금속 잉크를 사용한다. In order to manufacture a display panel, a solar battery, the bezel, the mesh-type electrode, the antenna electrode, etc. used in RIFD for the printing process, an example of a nanoparticle size example, the ink, a metal material such as silver (Silver) the use of the metal ink.

다만, 상기 나노 입자 크기의 금속을 잉크화하는 경우, 미세한 금속입자들이 서로 엉겨붙는 것을 최소화하기 위해, 상기 나노 입자의 표면에 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)과 같은 고분자 물질을 캐핑(capping)한다. However, if the ink, the metal of the nano-particle size, in order to minimize the fine metal particles are attached eonggyeo each other, capping the polymeric material such as polyvinylpyrrolidone (polyvinylpyrrolidone, PVP) on the surface of the nanoparticles (capping )do.

이상과 같은 인쇄 공정시 캐핑된 나노 입자의 금속으로 형성된 잉크를 사용하는 기술과 관련하여 다수의 특허 문헌들이 개시되고 있다. A number of patent documents have been disclosed in connection with the above technique of using an ink formed of a metal nanoparticle capping during printing processes. 예를 들어, 대한민국 특허출원 제10-2011-0109937호는 100nm 미만의 입자 크기를 가지며 표면이 캐핑 물질로 코팅된 제1 금속입자와 100nm 이상의 제2 금속입자를 포함한 도전성 금속입자, 바인더 및 용매를 포함한 도전성 금속 페이스트조성물 및 이의 제조방법에 관한 발명에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 특허출원 제10-2005-0085708호는 PVP로 캐핑되어 분산 안전성이 높은 금속 나노 입자와 이를 포함한 도전성 잉크에 관한 기술을 개시하고 있다. For example, the Republic of Korea Patent Application No. 10-2011-0109937 discloses a conductive metal particles, a binder, and a solvent having a particle size of less than 100nm including the surface of the first metal particles and second metal particles coated with a 100nm or more capping material discloses a conductive metal paste compositions and discloses with respect to the invention relates to a production method thereof, the Republic of Korea Patent Application No. 10-2005-0085708 discloses a technology of a conductive ink including the capping metal with PVP nanoparticles with high dispersion stability and it contains and.

그러나, 금속 나노 입자의 경우, 캐핑을 통해 분산 안전성을 향상시킬 수는 있느나 전도성이 감소하는 문제가 발생하므로, 전극으로 형성된 이후에 상기 캐핑된 고분자 물질을 제거하는 별도의 공정이 필요하다. However, in the case of the metal nano-particles, it can improve the dispersion stability through the capping, so the problem of reducing the itneu or conductivity occurs, there is a need for a separate step of removing the capping after the polymer material formed on the electrode. 특히, 캐핑 물질은 PVP와 같은 고분자 물질로서 이의 제거를 위해서는 상대적으로 고온을 인가하여야 하며 이에 따라 고온의 인가를 위한 별도의 챔버가 필요하며 공정이 복잡해지는 등 공정의 효율성이 저하되는 문제가 있다. In particular, the capping material is a separate problem that the chamber is required and decrease process efficiency, such as becoming the process is complex, for be applied to a high temperature relatively and this application of a high temperature according to the removal thereof as a polymer material, such as PVP.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 저온 소결법을 이용한 전극 제조방법에 관한 것이다. Therefore, object of the present invention are object of the invention to the target in this respect relates to a method for manufacturing electrodes with low-temperature sintering process to improve the efficiency of the process.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 저온 소결법을 이용한 전극 제조방법에서, 표면이 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자를 잉크화한다. In the electrode manufacturing method using a low-temperature sintering method in accordance with one embodiment for realizing the above objects of the present invention, the surface of the screen to print the metal nano-particles capped with a polymeric material. 상기 금속 나노입자 잉크로 베이스 기판 상에 금속 패턴을 형성한다. To form a metal pattern on a base substrate with the metal nano-particle ink. 상기 금속 패턴 중 상기 고분자 물질을 세척한다. Wash the polymer material of the metal pattern. 상기 금속 패턴을 저온 소결하여 전극을 형성한다. An electrode is formed by low-temperature sintering of the metal pattern.

일 실시예에서, 상기 고분자 물질을 세척하는 단계에서, 상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 고분자 물질만 세척되고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 고분자 물질은 세척되지 않고 잔류할 수 있다. In one embodiment, in the step of washing the polymer material, and cleaning only the polymer material of the ink formed in the upper portion of the metallic pattern, the polymer material of the ink formed in the lower portion of the metal pattern may remain without being washed.

일 실시예에서, 상기 고분자 물질을 세척하는 단계는, 상기 금속 패턴을 세척액에 담그는 단계, 및 상기 금속 패턴에 잔류한 세척액을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. In one embodiment, the step of washing the polymer material may include the step of dipping step the metal pattern to the cleaning solution, and removing the cleaning liquid remaining on the metal pattern.

일 실시예에서, 상기 고분자 물질을 세척하는 단계는, 상기 금속 패턴 상에 세척액을 도포하며 스핀 코팅할 수 있다. In one embodiment, the step of washing the polymer material is applied to the cleaning solution on the metal pattern and can be spin-coated.

일 실시예에서, 상기 금속 나노입자는 은(Ag) 나노입자이며, 상기 고분자 물질은 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)일 수 있다. In one embodiment, the metal nanoparticles may be a silver (Ag) and the nanoparticles, wherein the polymer substance is polyvinylpyrrolidone (polyvinylpyrrolidone, PVP).

일 실시예에서, 상기 고분자 물질의 세척액은 아세톤(acetone)과 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran) 혼합액일 수 있다. In one embodiment, the cleaning solution of the polymer material may be acetone (acetone) and tetrahydrofuran (tetrahydrofuran) mixed solution.

일 실시예에서, 상기 금속 패턴을 저온 소결하는 단계는, 상기 금속 패턴이 형성된 베이스 기판을 80~180도 범위의 온도에서 가열할 수 있다. In one embodiment, the step of low-temperature sintering of the metal pattern, the base substrate on which the metal pattern is formed 80-180 can also be heated at a temperature in the range.

본 발명의 실시예들에 의하면, 금속 나노입자의 표면에 캐핑된 고분자 물질을 용이하게 제거하면서도 금속 패턴을 저온 소결을 통해 전극을 형성할 수 있어 전극 제조공정의 효율성이 향상될 수 있다. According to embodiments of the present invention, while facilitating the removal of the polymer material in the surface-capping of the metal nano-particles got a metal pattern to form the electrode through the low-temperature sintering can be improved the efficiency of the electrode manufacturing process.

특히, 세척 공정을 통해 상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 고분자 물질만 세척되고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 고분자 물질을 잔류하므로, 고분자 물질을 제거하기 위해 고온의 소결 공정이 불필요하고, 저온 소결 공정만으로도 상기 고분자 물질이 제거된 금속 패턴의 상부가 충분이 소결되므로, 전극의 전도성을 충분히 유지할 수 있다. In particular, the washing only the polymer material of the ink formed in the upper portion of the metal pattern through the cleaning process, since the residual polymer material of the ink formed in the lower portion of the metal pattern, and no need for the sintering process of a high temperature in order to remove the polymer material, since the upper portion of the polymer material is removed sufficiently sintered metal pattern only low-temperature sintering process, it is possible to sufficiently maintain the conductivity of the electrode.

또한, 상기 금속 패턴을 세척액에 담거나 상기 금속 패턴 상에 세척액을 도포하며 스핀 코팅을 수행하는 상대적으로 단순한 공정으로 상기 고분자 물질의 세척 공정을 수행할 수 있으므로, 공정의 효율성이 향상된다. In addition, the wall of the metal pattern to the cleaning solution, or coating the cleaning solution on the metal pattern and can be a relatively simple step of performing spin-coating performs the cleaning process of the polymer material, thereby improving the efficiency of the process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전극 제조방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a flow chart illustrating a method for manufacturing electrodes according to one embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 고분자 물질을 세척하는 단계의 일 예를 나타낸 순서도이다. 2 is a flow chart showing an example of a step of washing the polymer material of Figure 1;
도 3a 내지 도 3d는 도 1의 전극 제조방법을 나타낸 공정도들이다. Figures 3a to 3d are process diagrams are also shown an electrode production method of FIG.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. The invention will be described in detail in the body of the embodiments bars, which may have a variety of forms can be applied to various modifications. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. But is by no means to restrict the present invention to the particular form disclosed, it is to be understood as embracing all included in the spirit and scope of the present invention changes, equivalents and substitutes. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. In describing the drawings was used for a similar reference numerals to like elements. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. First, the term of the second, etc., can be used in describing various elements, but the above elements shall not be restricted to the above terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. These terms are only used to distinguish one element from the other. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. The terms used in the present specification are merely used to describe particular embodiments, and are not intended to limit the present invention. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Expression in the singular number include a plural forms unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, the terms "inclusive" or "done" terms, such as is that which you want to specify that the features, numbers, steps, operations, elements, parts or to present combinations thereof described in the specification, the one or more other features , numbers, steps, actions, components, parts, or the presence or possibility of combinations thereof and are not intended to preclude.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless otherwise defined, including technical and scientific terms, all terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Any term that is defined in a general dictionary used shall be construed to have the same meaning in the context of the relevant art, unless expressly defined in this application, it not is interpreted to have an idealistic or excessively formalistic meaning no.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. With reference to the accompanying drawings, it will be described in detail preferred embodiments of the invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전극 제조방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a flow chart illustrating a method for manufacturing electrodes according to one embodiment of the present invention. 도 2는 도 1의 고분자 물질을 세척하는 단계의 일 예를 나타낸 순서도이다. 2 is a flow chart showing an example of a step of washing the polymer material of Figure 1; 도 3a 내지 도 3d는 도 1의 전극 제조방법을 나타낸 공정도들이다. Figures 3a to 3d are process diagrams are also shown an electrode production method of FIG.

도 1 및 도 3a를 참조하면, 본 실시예에 의한 전극 제조방법에서는 우선, 표면이 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자를 잉크화하여, 금속 나노입자 잉크(10)를 형성한다(단계 S10). 1 and reference to Figure 3a, in the electrode production process according to the present embodiment First, a surface is formed in the metal nanoparticle ink, the metallic nanoparticle ink 10 for capping a polymer material (step S10).

일반적으로 금속 나노입자(11)가 분산된 금속 나노입자 잉크를 형성하는 경우, 금속 나노입자들 사이의 접착을 방지하기 위해 고분자 물질을 금속 나노입자의 표면에 캐핑(capping)한다. If the general form of the dispersed metal nanoparticles, metal nanoparticles, the ink 11, and capping (capping) to the surface of the metal nanoparticles, the polymer material in order to prevent adhesion between metal nanoparticles. 이 경우, 금속 나노입자의 대표적인 예로, 은(Ag) 나노 입자가 사용될 수 있으며, 상기 캐핑을 위한 고분자 물질로 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)이 사용될 수 있다. In this case, a typical example, the metal nano-particles of silver (Ag), and the nanoparticles may be used, it may be a polyvinylpyrrolidone (polyvinylpyrrolidone, PVP) used as the polymer material for the capping.

이와 같은 고분자 물질의 캐핑을 통해 상기 금속 나노입자 잉크(10)의 형성시 금속 나노입자들의 분산성이 향상되는 장점은 있으나, 상기 고분자 물질은 상기 금속 나노입자 잉크의 전도성을 저해하므로, 상기 금속 나노입자 잉크를 이용하여 전극을 형성하는 경우 별도의 공정으로 상기 고분자 물질을 제거해야하며, 이에 대하여는 후술한다. The through capping of the same polymer material advantages which improve the dispersibility of metal nanoparticles during formation of the metallic nanoparticle ink (10). However, the polymer material, so inhibiting the conductivity of the metallic nanoparticle ink, the metal nano in the case of forming an electrode using the ink particles and the polymer material must be removed in a separate step, this will be described later.

한편, 도 3a에서는 고분자 물질(12)로 캐핑된 금속 나노입자들(11)이 서로 균일하게 인접하며 배치된 것을 도시하였으나, 상기 금속 나노입자 잉크(10)의 내부에 상기 캐핑된 금속 나노입자들(11)은 용매와 함께 균일하게 분산된다. On the other hand, in Figure 3a the polymer material of the metal nanoparticles, the capping (12) (11) is uniformly next to each other and but illustrating the arrangement, the inside of the metallic nanoparticle ink (10) capping metal nanoparticles 11 are dispersed uniformly together with the solvent.

도 1 및 도 3b를 참조하면, 이 후, 상기 금속 나노입자 잉크(10)를 이용하여 베이스 기판(20) 상에 소정의 금속 패턴(30)을 형성한다. 1 and reference to Figure 3b, is then, using the metal nano-particle ink (10) to form a desired metal pattern 30 on the base substrate 20. 이 경우, 상기 금속 패턴(30)은 잉크를 이용하여 형성되는 공정으로, 슬롯다이코팅, 바코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 코마 코팅, 딥핑, 스프레이 등의 코팅 유닛, 또는 잉크젯, 그라비아, 플렉소 등의 인쇄 유닛을 통한 코팅 또는 인쇄 공정으로 형성될 수 있다. In this case, and the metal pattern 30 is a step that is formed by using the ink, slot die coating, bar coating, micro gravure coating, comma coating, dipping, a coating unit of a spray, or ink jet, gravure, flexo It can be formed by coating or printing process by the print unit.

한편, 상기 코팅 또는 인쇄 공정으로 상기 베이스 기판(20) 상에 형성된 금속 패턴(30)의 내부에는, 고분자 물질(32)로 캐핑된 금속 나노잉크(31)가 균일하게 분산된다. On the other hand, in the interior of the metal pattern 30 formed on the base substrate 20 with the coating or printing process, the metal nano-ink (31) capped with a polymeric material 32 it is uniformly dispersed.

도 1 및 도 3c를 참조하면, 이 후, 상기 금속 패턴(30)에 포함된 상기 고분자 물질(32)을 세척한다(단계 S30). 1 and reference to Figure 3c, and is then washed with the polymer material (32) contained in the metal pattern 30 (step S30).

이 경우, 상기 고분자 물질(32)은 세척액을 통해 세척되어 제거되며, 상기 고분자 물질(32)의 세척액으로는 유기물의 용해가 가능한 아세톤(acetone) 혼합액을 사용한다. In this case, the polymer material 32 is removed by cleaning with a cleaning solution, the cleaning solution of the polymer material 32 is used for the dissolution of the organic substance capable of acetone (acetone) mixture. 예를 들어, 상기 세척액은 아세톤과 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran)의 혼합액일 수 있다. For example, the cleaning fluid may be a liquid mixture of acetone and tetrahydrofuran (tetrahydrofuran).

한편, 도 2를 동시에 참조하면, 상기 고분자 물질(32)을 세척하는 단계(단계 S30)는, 상기 금속 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(20)을 세척액에 담가 상기 고분자 물질(32)을 세척하고(단계 S31), 상기 금속 패턴(30) 상에 잔류한 세척액을 제거하는 단계(단계 S32)를 포함할 수 있다. Meanwhile, Referring to Figure 2 at the same time, the method comprising: washing the polymer material 32 (step S30), the cleaning of the polymeric material 32 to soak the metal pattern 30 is formed, the base substrate 20 in the cleaning solution (step S31), may include a step (step S32) of removing the washing liquid remaining on the metal pattern (30).

이와 달리, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 고분자 물질(32)을 세척하는 단계(단계 S30)는, 상기 금속 패턴(30) 상에 세척액을 도포하면서 스핀(spin) 코팅을 진행하여 상기 고분자 물질(32)의 세척과 함께 상기 세척액의 제거를 동시에 수행할 수 있다. Alternatively, although not shown in the figure, the step of washing the polymer material 32 (step S30), the polymer material proceeds to spin (spin) coating while applying the wash liquid on the metal pattern 30 (32 ) may be carried out at the same time the removal of the cleaning solution with the cleaning.

다만, 본 실시예에 의한 상기 고분자 물질(32)의 세척 공정에서는, 상기 금속 패턴(30)으로 형성된 상기 금속 나노입자들(31) 모두에 캐핑된 고분자 물질(32)이 제거되지는 않으며, 상기 금속 패턴(30)의 상부에 캐핑된 고분자 물질(32)만 부분적으로 제거되고, 상기 금속 패턴(30)의 하부에 캐핑된 고분자 물질(32)은 잔류하게 된다. However, in the cleaning process of the polymeric material 32 according to this embodiment, but are not the metal pattern 30 of the metal nano-particles formed in (31) capping the polymer in both the material 32 is removed, the only the high molecular material 32 capping the upper portion of the metal pattern 30 is partly removed, the polymer material 32, capping the lower portion of the metal pattern 30 is to remain.

즉, 상기 세척 공정에서 상기 세척액은 상기 금속 나노입자들(31) 사이의 결합으로 상기 금속 나노입자들(31)의 상기 금속 패턴(30)의 내부까지 깊숙하게 침투하지 못하며, 이에 따라 상기 금속 패턴(30)의 상부 표면의 고분자 물질을 주로 세척하게 된다. That is, in the cleaning process the washing liquid is mothamyeo not penetrate as deeply to the inside of the metal pattern 30 of the coupling with the metal nanoparticles (31) between the metal nano-particles 31, whereby the metal pattern in accordance the polymer material of the top surface of 30 are cleaned primarily.

또한, 본 실시예에서는 상기 금속 패턴(30)의 상부 표면의 고분자 물질을 제거하는 것이 주 목적이므로 상기 세척액을 상기 금속 패턴(30)의 내부까지 깊숙이 침투시킬 필요가 없으며, 상대적으로 간단한 세척 공정으로 상기 금속 패턴(30)의 세척을 수행할 수 있다. In this embodiment, because it is the main purpose of removing the polymer material of the upper surface of the metallic pattern 30 it does not need to penetrate deep into the washing liquid to the inside of the metal pattern 30, in a relatively simple cleaning process It may perform the cleaning of the metal pattern 30.

도 1 및 도 3d를 참조하면, 이 후, 상기 금속 패턴(30)을 저온 소결하여 상기 베이스 기판(20) 상에 전극(40)을 형성한다(단계 S40). Referring to FIGS. 1 and 3d, and after this, the low-temperature sintering of the metal pattern 30 forming the electrodes 40 on the base substrate 20 (step S40).

이 경우, 상기 저온 소결 공정은, 상기 금속 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(20)을 80~180도 범위의 온도에서 가열하여 상기 금속 패턴(30)의 금속 나노입자들(41)을 소결하는 공정이다. In this case, the low-temperature sintering process, and the base substrate 20 is formed, the metal pattern 30, 80 and 180 degrees is heated at a temperature in the range of sintering the metal nanoparticles 41 of the metal pattern 30 a step. 이 때, 소결 온도의 범위가 80~180도 범위로, 200도 이상의 고온에서 수행되는 소결과 비교하여 상대적으로 저온의 범위에서 소결되므로 저온 소결이라고 명명한다. In this case, the range in the range 80 to 180 degrees of the sintering temperature, as compared with the sintering is carried out at a high temperature of 200 degrees or more since the relatively low temperature sintering in the range named as low temperature co-fired.

상기 저온 소결을 위해, 상기 금속 패턴(30)이 형성된 베이스 기판(20)을 예를 들어, 핫 플레이트(hot plate)의 상부에 배치시켜 소결을 수행할 수 있다. For the low-temperature sintering, the base substrate 20, the metal pattern 30 is formed, for example, was placed on top of a hot plate (hot plate) can perform sintering.

즉, 본 실시예에서는 상기 금속 패턴(30)의 내부에 고분자 물질(32)로 캐핑된 금속 나노입자(31)와 고분자 물질(32)이 제거된 금속 나노입자(31)가 섞여 존재하고, 소결 공정을 통해 고분자 물질(42)이 제거되지 않고 상기 금속 나노입자(41)를 캐핑한 상태로 잔류하더라도 고분자 물질이 제거된 금속 나노입자들(41)의 소결로 전도성이 충분히 유지될 수 있다. That is, in this embodiment, there is inside the metallic nano-particles 31 and the polymer material 32. The metal nano-particles (31) to remove the capping of polymeric material 32 to the metal pattern 30 is mixed, and sintered even if the residual through the process by a polymeric material 42 without removing the capping of the metal nano-particles 41, the conductive state can be maintained by the sintering of the metal nanoparticles, the polymer material is removed (41) sufficiently. 따라서, 상기 고분자 물질(42)을 제거하기 위한 고온 소결 공정이 생략될 수 있고, 이에 따른 공정의 효율성이 향상될 수 있다. Accordingly, the high temperature sintering process to remove the polymer material 42 can be omitted, it can be more efficient in the process according to this.

<실시예> <Example>

이하에서는, 본 실시예와 동일하게 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자로 금속 패턴을 형성한 후, 세척액을 사용하여 고분자 물질의 일부를 제거하고 저온 소결 공정으로 전극을 제조한 경우, 전극의 전기 전도성이 향상되는 정도를 실험예를 통하여 설명한다. Hereinafter, in the case where after the formation of the same metal pattern to the metal nanoparticles capped with a polymeric material in the present embodiment, by using the cleaning solution to remove a portion of the polymer material and manufacturing an electrode by a low temperature sintering process, the electrical conductivity of the electrode the extent to which improvements will be described through experimental examples.

우선, PVP로 캐핑된 은(Ag) 나노입자로 reverse-offset 잉크를 제작하고, 이를 스핀 코팅(5,000rpm, 10초)을 통해 베이스 기판(sodalime glass)에 코팅하였다. First, making the reverse-offset ink with a silver (Ag) nanoparticles capped with PVP, and it was coated by the spin coating (5,000rpm, 10 seconds) the base board (sodalime glass) through. 이 경우, 세척액을 사용할 샘플 3개, 세척액을 사용하지 않을 샘플 3개로 총 6개의 샘플을 준비하였다. In this case, three samples using cleaning fluid, three samples do not use the cleaning liquid to prepare a total of six samples.

이 후, 상기 6개의 샘플을 모두 100도의 핫 플레이트 상에 10분 동안 배치시켜 용매를 증발시켰다. Thereafter, to all of the above six samples placed for 10 minutes on a 100 ° hot plate and the solvent was evaporated.

이 후, 상기 PVP로 캐핑된 은 나노입자 잉크가 코팅된 베이스 기판을 아세톤과 테트라히드로푸란이 1:1로 혼합된 용액으로 세척액을 제조하여 세척을 수행하였다. Thereafter, the capping is in the PVP nanoparticles, the ink is coated base substrate 1 of acetone and tetrahydrofuran was carried out three to prepare a cleaning solution with a solution mixed in a 1. 구체적으로, 상기 세척액을 1ml, 2ml, 3ml 씩 상기 샘플 3개의 베이스 기판 상에 각각 도포하면서 5,000rpm으로 10초간 스핀코팅을 수행하였다. Specifically, while each application of the cleaning solution on the 1ml, 2ml, 3 of the base sample by 3ml substrate was carried out for 10 seconds by a spin coating 5,000rpm.

이 후, 상기 샘플 3개의 베이스 기판을 각각 180도의 핫 플레이트 상에 20분간 배치하여 저온 소결을 수행하였다. Thereafter, the low temperature sintering was performed for 20 minutes by placing the sample 3 the base substrate 180 to a degree hot plate, respectively.

이와 같이, 형성된 샘플 3개의 전극과, 세척 공정을 수행하지 않은 샘플 3개의 전극 각각에 대하여, 9 포인트의 저항을 4-point-prove를 사용하여 측정하였다. As described above, on samples of three electrodes and three samples did not perform the cleaning process, each electrode is formed, the resistivity of nine points was measured using a 4-point-prove.

[표 1] 세척액 사용에 따른 저항값 비교 Table 1 compares the resistance value of the washing liquid used

Figure 112014002598889-pat00001

상기 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 세척 공정을 수행하여 표면의 고분자 물질을 제거하고 저온 소결하여 형성한 전극의 저항값이, 세척 공정을 수행하지 않고 소결한 전극의 저항값보다, 세척액의 양에 따라 변화는 있으나, 최소 6배 최대 17배 감소하는 것을 확인할 수 있었다. Wherein as shown in Table 1, to perform a cleaning process to remove the polymer material of the surface resistance of the electrode formed by sintering a low temperature, the resistance value of the electrode sintered without performing the cleaning process, the amount of wash liquid according to the change. However, it was found that at least six times reduced up to 17 times.

이와 같이, 본 실시예와 같이 세척 공정 및 저온 소결 공정으로 형성한 전극의 전기 전도도는 세척 공정을 수행하지 않은 전극에 비하여 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다. In this way, the electrical conductivity of the electrode formed in the washing process and the low-temperature sintering process as in the present embodiment was confirmed to be very excellent as compared to the electrode did not perform the cleaning process.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 금속 나노입자의 표면에 캐핑된 고분자 물질을 용이하게 제거하면서도 금속 패턴을 저온 소결을 통해 전극을 형성할 수 있어 전극 제조공정의 효율성이 향상될 수 있다. According to embodiments of the present invention as described above, while facilitating the removal of the polymer material capping the surface of the metal nanoparticles it the metal pattern to form the electrode through the low-temperature sintering can be improved the efficiency of the electrode manufacturing process .

특히, 세척 공정을 통해 상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 고분자 물질만 세척되고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 고분자 물질을 잔류하므로, 고분자 물질을 제거하기 위해 고온의 소결 공정이 불필요하고, 저온 소결 공정만으로도 상기 고분자 물질이 제거된 금속 패턴의 상부가 충분이 소결되므로, 전극의 전도성을 충분히 유지할 수 있다. In particular, the washing only the polymer material of the ink formed in the upper portion of the metal pattern through the cleaning process, since the residual polymer material of the ink formed in the lower portion of the metal pattern, and no need for the sintering process of a high temperature in order to remove the polymer material, since the upper portion of the polymer material is removed sufficiently sintered metal pattern only low-temperature sintering process, it is possible to sufficiently maintain the conductivity of the electrode.

또한, 상기 금속 패턴을 세척액에 담거나 상기 금속 패턴 상에 세척액을 도포하며 스핀 코팅을 수행하는 상대적으로 단순한 공정으로 상기 고분자 물질의 세척 공정을 수행할 수 있으므로, 공정의 효율성이 향상된다. In addition, the wall of the metal pattern to the cleaning solution, or coating the cleaning solution on the metal pattern and can be a relatively simple step of performing spin-coating performs the cleaning process of the polymer material, thereby improving the efficiency of the process.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. The In has been described with reference to a preferred embodiment of the invention, to vary the invention within the scope not departing from the spirit and scope of the invention defined in the claims of the skilled in the art is to in the art modify and alter that will be able to understand.

본 발명에 따른 전극 제조방법은 표시패널, 태양전지, RFID 등에 사용되는 베젤, 메쉬형 전극, 안테나 전극 등 전도성 전극의 제조에 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다. Electrode manufacturing method according to the present invention has the industrial applicability which may be used in the manufacture of conducting electrodes, such as bezels, mesh-like electrode, an antenna electrode is used in a display panel, a solar cell, RFID.

10 : 금속 나노입자 잉크 20 : 베이스 기판 10: Metal nanoparticles ink 20: base substrate
11, 31 : 금속 나노입자 12, 32 : 고분자 물질 11, 31: metal nanoparticles 12, 32: high molecular material
30 : 금속 패턴 40 : 전극 30: metal pattern 40: electrode
41 : 소결 나노입자 42 : 소결 고분자 물질 41: sintered nanoparticles 42: sintered polymer material

Claims (7)

  1. 표면이 고분자 물질로 캐핑된 금속 나노입자를 잉크화하는 단계; The method comprising the surface is ink, the metal nanoparticles capped with a polymeric material;
    베이스 기판 상에 상기 금속 나노입자 잉크로 금속 패턴을 형성하는 단계; Forming a metal pattern to the metal nanoparticle ink on a base substrate;
    상기 금속 패턴 중 상기 고분자 물질을 세척하는 단계; The step of washing the polymer material of the metal pattern; And
    상기 금속 패턴을 저온 소결하여 전극을 형성하는 단계를 포함하고, And a step of forming an electrode by a low temperature sintering of the metal pattern,
    상기 고분자 물질을 세척하는 단계에서, 상기 금속 패턴의 상부에 형성된 잉크의 캐핑된 고분자 물질만 제거되고, 상기 금속 패턴의 하부에 형성된 잉크의 캐핑된 고분자 물질은 제거되지 않고 잔류하며, In the step of washing the polymer material, removing only the polymer material capping of the ink formed in the upper portion of the metal pattern, and the residual polymeric material capping of the ink formed in the lower portion of the metal pattern it is not removed,
    상기 금속 패턴을 저온 소결하여 전극을 형성하는 단계에서, 상기 금속 패턴이 형성된 베이스 기판을 80~180도 범위의 온도에서 가열하여 상기 금속 패턴의 상부에 형성되어 캐핑된 고분자 물질이 제거된 잉크의 금속 나노입자를 소결하는 것을 특징으로 하는 전극 제조방법. In the step of forming an electrode by a low temperature sintering of the metal pattern, is to the base substrate on which the metal pattern is formed 80 to 180 degrees is heated at a temperature in the range formed on the metal pattern, the metal of the capped high-molecular substance is removed, the ink electrode manufacturing method is characterized in that the sintering of nanoparticles.
  2. 삭제 delete
  3. 제1항에 있어서, 상기 고분자 물질을 세척하는 단계는, The method of claim 1, further comprising: washing the polymer material,
    상기 금속 패턴을 세척액에 담그는 단계; Step immersion of the metal pattern in the cleaning solution; And
    상기 금속 패턴에 잔류한 세척액을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 제조방법. Electrode method comprising the step of removing the washing liquid remaining on the metal pattern.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고분자 물질을 세척하는 단계는, The method of claim 1, further comprising: washing the polymer material,
    상기 금속 패턴 상에 세척액을 도포하며 스핀 코팅하는 것을 특징으로 하는 전극 제조방법. Applying a cleaning solution onto the metal pattern, and the electrode manufacturing method is characterized in that the spin coating.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속 나노입자는 은(Ag) 나노입자이며, 상기 고분자 물질은 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP)인 것을 특징으로 하는 전극 제조방법. The method of claim 1, wherein the metal nanoparticles are (Ag) nanoparticles, wherein the polymer material is the electrode production method, characterized in that polyvinylpyrrolidone (polyvinylpyrrolidone, PVP).
  6. 제5항에 있어서, 상기 고분자 물질의 세척액은 아세톤(acetone)과 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran) 혼합액인 것을 특징으로 하는 전극 제조방법. The method of claim 5, wherein the wash liquid of the polymer material is a method for producing the electrode, characterized in that acetone (acetone) and tetrahydrofuran (tetrahydrofuran) mixed solution.
  7. 삭제 delete
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