KR101808741B1

KR101808741B1 - Method for forming conductive layer patterns by inkjet-printing

Info

Publication number: KR101808741B1
Application number: KR1020160068795A
Authority: KR
Inventors: 이대호; 노윤수
Original assignee: 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2016-06-02
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2017-12-13
Also published as: KR20170136803A

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린팅에 의한 도전층 패턴 형성방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 산화니켈 나노파티클을 포함하는 용액을 이용하여 잉크젯 프린팅 방식으로 도전층을 형성함으로써 산화니켈 도전층, 니켈 도전층, 혹은 산화니켈/니켈 하이브리드 도전층을 형성하는 도전층 패턴 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming a conductive layer pattern by inkjet printing, and more particularly, to a method of forming a conductive layer pattern by inkjet printing using a solution containing nickel oxide nanoparticles to form a nickel oxide conductive layer, And a conductive layer pattern forming method for forming a nickel oxide / nickel hybrid conductive layer.

Description

METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE LAYER PATTERNS BY INKJET-PRINTING [0002]

현재 인쇄전자기술에서 사용되고 도전성 잉크는 주로 디스플레이 패널, 태양전지판, 디지타이저(digitizer), 인쇄회로기판 등과 같은 배선기판의 배선 패턴으로 사용되고 있다.Currently used in printed electronics, conductive inks are used primarily as wiring patterns for wiring boards such as display panels, solar panels, digitizers, and printed circuit boards.

이러한 도전성 잉크로는 은(Ag)을 포함하는 은 잉크, 은 페이스트가 주로 사용되고 있다. 은을 포함하는 도전성 잉크에는 은 이외에 금, 백금, 팔라듐 등의 금속 입자가 포함될 수 있다.As such conductive ink, silver ink and silver paste containing silver (Ag) are mainly used. The conductive ink containing silver may contain metal particles such as gold, platinum, and palladium in addition to silver.

하지만 은 잉크 또는 은 페이스트는 열 소결 공정을 통해 배선기판에 배선 패턴을 형성하고 있으나, 도전성 잉크에 포함되는 은의 가격이 매우 고가이기 때문에, 도전성 잉크를 이용하여 배선 패턴을 형성하는 경우 해당 배선기판의 제조 원가를 낮추는데 한계가 있다. 또한, 열 소결 공정이 요구되어 기판 선정 혹은 잉크 선정에 많은 한계가 있다.However, silver or silver paste forms a wiring pattern on a wiring board through a thermal sintering process. However, since silver contained in the conductive ink is very expensive, when a wiring pattern is formed using conductive ink, There is a limit to lower manufacturing costs. In addition, a thermal sintering process is required and there are many limitations in substrate selection or ink selection.

최근에는 도전성 잉크에 은 입자 대신 새로운 입자, 예를들어 구리 입자를 포함시켜 가격이 저렴한 도전성 잉크를 이용한 배선 패턴을 구현하기 위한 기술이 개발되고 있다. 그러나 순수 구리나노입자는 은 입자에 비해서 가격이 저렴한 편이긴 하지만, 쉽게 산화되기 때문에 합성 및 보관에 어려운 문제점이 있다.In recent years, techniques for implementing a wiring pattern using a conductive ink having a low price by including new particles, for example, copper particles, in place of silver particles in a conductive ink have been developed. However, pure copper nanoparticles are less expensive than silver particles, but they are difficult to synthesize and store because they are easily oxidized.

또한 구리 입자를 포함하는 도전성 잉크로 배선 패턴을 형성할 경우, 도전성 잉크에 포함된 각 구리 입자의 표면에 쉽게 구리 산화막이 형성되기 때문에 배선 패턴의 전기 저항이 매우 높아져 배선 패턴으로서의 기능을 수행하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.In addition, when a wiring pattern is formed using a conductive ink containing copper particles, since a copper oxide film is easily formed on the surface of each copper particle contained in the conductive ink, the electrical resistance of the wiring pattern becomes very high, Problems can arise.

이로 인해, 각 구리 입자에 구리 산화막을 제거하기 위해서는 환원성 분위기(H₂ 가스 혹은 CH₄ 가스 등) 하에서 500℃ 이상의 높은 온도로 1 시간 내지 3시간 소성을 해야 한다. 그런데 불활성 기체 분위기 하에서 고온으로 장시간 소성을 할 경우, 오히려 은 입자를 사용하는 도전성 잉크에 비하여 생산 단가가 더 증가하는 문제가 발생할 수 있다.For this reason, in order to remove the copper oxide film on each copper particle, it is necessary to perform firing at a temperature of 500 ° C or higher for 1 hour to 3 hours under a reducing atmosphere (H ₂ gas, CH ₄ gas, or the like). However, when the firing is performed at a high temperature for a long time under an inert gas atmosphere, the production cost may be higher than that of the conductive ink using silver particles.

또한, 구리나노입자를 이용하여 구리 배선을 형성한 후에도, 구리 배선은 산화에 약하기 때문에 고온 또는 다습한 환경에서 쉽게 산화되어 전도도가 급격히 떨어지는 문제점이 발생한다.Further, even after the copper wiring is formed using the copper nanoparticles, the copper wiring is easily oxidized in a high-temperature or high-humidity environment due to weak oxidation, resulting in a problem that the conductivity drops sharply.

또한 500℃ 이상의 고온에 배선기판이 노출될 경우, 배선기판 자체가 손상되는 문제가 발생될 수 있다. 특히 플렉서블 인쇄회로기판(flexible printed circuit board; FPCB)과 같이 얇은 연성 배선기판의 경우 고온에 취약하기 때문에, 플렉서블 인쇄회로기판의 제조용으로 구리 입자가 포함된 도전성 잉크를 사용할 수 없는 문제점을 안고 있다.In addition, when the wiring board is exposed to a high temperature of 500 캜 or more, the wiring board itself may be damaged. In particular, in the case of a thin flexible wiring board such as a flexible printed circuit board (FPCB), the conductive ink containing copper particles can not be used for the production of a flexible printed circuit board because it is vulnerable to high temperatures.

또한 스핀코팅을 이용하여 나노입자를 도포(deposit)할 경우, 재료의 낭비가 심하며 원하는 부분에만 재료를 도포할 수 없는 단점이 있다.In addition, when the nanoparticles are deposited using spin coating, there is a disadvantage that the material is wasted and the material can not be applied only to the desired portion.

본 발명의 목적은 산화니켈 나노파티클을 포함하는 용액을 이용하여 잉크젯 프린팅 방식으로 도전층을 형성함으로써 산화니켈 도전층, 니켈 도전층, 혹은 산화니켈/니켈 하이브리드 도전층을 형성하는 도전층 패턴 형성방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a conductive layer pattern forming method for forming a nickel oxide conductive layer, a nickel conductive layer, or a nickel oxide / nickel hybrid conductive layer by forming a conductive layer by an inkjet printing method using a solution containing nickel oxide nanoparticles .

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 도전층 패턴 형성방법으로서, 기판 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 프린팅층을 형성하는 프린팅층형성단계; 상기 프린팅층에 열에 의한 소결을 수행하여 열소결층을 형성하는 열소결층형성단계;를 포함하는 도전층 패턴 형성방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a conductive layer pattern, the method comprising: forming a printing layer by inkjet printing a solution containing nanoparticles on a substrate; And sintering the printing layer by heat to form a heat-sintered layer.

본 발명에서는, 상기 나노파티클은 산화니켈 나노파티클을 포함하고, 상기 열소결층은 산화니켈층을 포함할 수 있다.In the present invention, the nanoparticles may include nickel oxide nanoparticles, and the heat-sintered layer may include a nickel oxide layer.

본 발명에서는, 상기 열소결층형성단계는 100도 이상 500도 이하의 온도에서 수행될 수 있다.In the present invention, the thermal sintering layer forming step may be performed at a temperature of 100 degrees or more and 500 degrees or less.

본 발명에서는, 상기 나노파티클을 포함하는 용액의 용매는 무극성용매일 수 있다.In the present invention, the solvent of the nanoparticle-containing solution may be a non-polar solvent.

본 발명에서는, 상기 용매는 테트라데칸일 수 있다.In the present invention, the solvent may be tetradecane.

본 발명에서는, 상기 프린팅층형성단계 이전에, 상기 기판에 대하여 플루오르카본 코팅 혹은 자외선-오존 처리 혹은 플루오르카본 코팅과 자외선-오존 처리를 수행할 수 있다.In the present invention, before the printing layer formation step, the substrate may be subjected to fluorocarbon coating, ultraviolet-ozone treatment, fluorocarbon coating, and ultraviolet-ozone treatment.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 도전층 패턴 형성방법으로서, 기판 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 프린팅하여 프린팅층을 형성하는 프린팅층형성단계; 및 상기 프린팅층에 레이저에 의한 환원성 소결을 수행하여 레이저소결층을 형성하는, 레이저소결층형성단계;를 포함하는 도전층 패턴 형성방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of forming a conductive layer pattern, comprising: forming a printing layer by printing a solution containing nanoparticles on a substrate to form a printing layer; And a laser-sintered layer forming step of forming a laser-sintered layer by performing a reducing sintering process with a laser on the printing layer.

본 발명에서는, 상기 나노파티클은 산화니켈 나노파티클을 포함하고, 상기 레이저소결층은 니켈층을 포함할 수 있다.In the present invention, the nanoparticles may include nickel oxide nanoparticles, and the laser-sintered layer may include a nickel layer.

본 발명에서는, 상기 프린팅층형성단계와 상기 레이저소결층형성단계 사이에, 상기 기판을 건조하는 기판건조단계를 포함할 수 있다.The present invention may include a substrate drying step for drying the substrate between the printing layer forming step and the laser sintering layer forming step.

본 발명에서는, 상기 기판건조단계 후 상기 레이저소결층형성단계에서의 상기 프린팅층은 상기 용액의 용매를 일부 포함할 수 있다.In the present invention, the printing layer in the laser-sintered layer forming step after the substrate drying step may include a part of the solvent of the solution.

본 발명에서는, 상기 레이저소결층형성단계에서 조사되는 레이저의 레이저 파워밀도는 67 kW/cm² 내지 220 kW/cm² 일 수 있다.In the present invention, the laser power density of the laser irradiated in the laser-sintered layer forming step may be 67 kW / cm ² to 220 kW / cm ² .

본 발명에서는, 상기 프린팅층형성단계 이전에, 상기 기판에 대하여 플루오르카본 (fluorocarbon) 코팅 혹은 자외선-오존 처리 혹은 플루오르카본 코팅과 자외선-오존 처리를 수행할 수 있다.In the present invention, fluorocarbon coating, ultraviolet-ozone treatment, fluorocarbon coating and ultraviolet-ozone treatment may be performed on the substrate before the printing layer formation step.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 잉크젯프린팅 방법에 의하여 도전층 패턴 형성을 위한 잉크조성물로서, 상기 도전층은 니켈층 혹은 산화니켈층를 포함하고, 상기 잉크조성물은 산화니켈 나노파티클 및 용매를 포함하는, 도전층 패턴 형성을 위한 잉크조성물을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ink composition for forming a conductive layer pattern by an inkjet printing method, wherein the conductive layer comprises a nickel layer or a nickel oxide layer, And an ink composition for forming a conductive layer pattern.

본 발명에서는, 상기 용매는 무극성용매일 수 있다.In the present invention, the solvent may be a non-polar solvent.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법은, CAD(Computer Aided Design) 시스템과 결합되어, 니켈층 혹은 산화니켈층의 2차원 혹은 3차원적인 패턴들을 용이하게 구현할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The method of forming a conductive layer pattern according to an embodiment of the present invention can be combined with a CAD (Computer Aided Design) system to exhibit an effect of easily implementing two-dimensional or three-dimensional patterns of a nickel layer or a nickel oxide layer have.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법은, 프로그램에 의하여 구동될 수 있고, 비접촉 재료 적층을 수반할 수 있고, 또한 다양한 기판에 대하여 마스킹 공정 없이 직접적인 패턴 형성이 가능하다는 효과를 발휘할 수 있다.The method of forming a conductive layer pattern according to an embodiment of the present invention can be driven by a program, can carry out lamination of a non-contact material, can achieve direct pattern formation without masking process on various substrates have.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법은, 일반적인 코팅에 비해 재료의 낭비를 최소화할 수 있고, 기판의 다른 부분에 대한 오염 없이 선택적인 부분에 대하여 적층을 가능하게 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The method of forming a conductive layer pattern according to an embodiment of the present invention minimizes waste of material compared with a general coating and enables the lamination to a selective part without contamination of other parts of the substrate Can be exercised.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법은, 비교적 짧은 시간과 낮은 온도에서서의 소결과정을 통하여 고결정성의 NiO 도전층을 형성할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The method of forming a conductive layer pattern according to an embodiment of the present invention can exert the effect of forming a highly crystalline NiO conductive layer through a sintering process at a relatively short time and at a low temperature.

본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법은, 최적의 조건에서의 레이저 환원성 소결을 수행함으로써 정확한 위치에서 Ni 도전층 혹은 Ni/NiO 하이브리드 도전층을 형성할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.The method of forming a conductive layer pattern according to an embodiment of the present invention can achieve the effect of forming a Ni conductive layer or a Ni / NiO hybrid conductive layer at an accurate position by performing laser reducing sintering under optimum conditions.

본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯프린팅 방법에 의하여 도전층 패턴 형성을 위한 잉크조성물은, 산화니켈 나노파티클이 잉크 내부에 균질하게 퍼지게 할 수 있고, 기판으로의 잉크젯프린팅 공정이 용이하게 수행될 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. The ink composition for forming the conductive layer pattern by the inkjet printing method according to an embodiment of the present invention can uniformly spread the nickel oxide nanoparticles in the ink and can perform the inkjet printing process on the substrate easily The effect can be demonstrated.

본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯프린팅 방법에 의하여 도전층 패턴 형성을 위한 잉크조성물은, 잉크젯프린팅 방법으로 도전층 패턴을 형성하는 경우 도전층이 매우 스무스한 표면을 가지고, 높은 도전성을 갖는 효과를 발휘할 수 있다.In the ink composition for forming a conductive layer pattern by the ink-jet printing method according to an embodiment of the present invention, when the conductive layer pattern is formed by the ink-jet printing method, the conductive layer has a very smooth surface, Can be exercised.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법의 단계들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법의 단계들을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저소결층을 형성하는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클의 TEM 이미지를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클의 전자회절패턴을 도시한다.
도 6은 본 발명의 복수의 용매 및 산화니켈 나노파티클을 포함하는 잉크의 물성을 도시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 프린팅층을 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 도트 패턴의 AFM 이미지 및 표면의 SEM 이미지를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 매시 패턴의 산화니켈 프린팅층을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 인터디지트(Interdigit) 패턴 및 복수의 라인 패턴의 산화니켈 프린팅층을 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클을 포함하는 잉크의 어닐링(anneal)된 상태의 XRD 데이터를 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저소결층을 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 12의 (b)에 도시된 레이저소결층의 EDS 매핑 이미지를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 도전층, 니켈 도전층, 산화니켈/니켈 도전층을 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 도전층의 레이저 파워밀도에 따른 비저항을 도시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 도전층의 SEM 이미지를 도시한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 도전층의 XRD 데이터를 도시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법의 단계들을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing steps of a conductive layer pattern forming method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing steps of a conductive layer pattern forming method according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a step of forming a laser-sintered layer according to an embodiment of the present invention.
4 shows a TEM image of nickel oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
5 illustrates an electron diffraction pattern of nickel oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing physical properties of inks containing a plurality of solvents and nickel oxide nanoparticles of the present invention.
FIG. 7 illustrates a printing layer formed by an ink-jet printing method according to an embodiment of the present invention.
8 illustrates an AFM image of a dot pattern formed by an inkjet printing method according to an embodiment of the present invention and an SEM image of a surface thereof.
FIG. 9 illustrates a nickel oxide printing layer of an hourly pattern formed by the inkjet printing method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 illustrates an interdigit pattern formed by the inkjet printing method according to an embodiment of the present invention and a plurality of line pattern nickel oxide printing layers.
11 shows XRD data of an annealed state of an ink containing nickel oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention.
12 shows a laser-sintered layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows an EDS mapping image of the laser-sintered layer shown in FIG. 12 (b) according to an embodiment of the present invention.
Figure 14 illustrates a nickel oxide conductive layer, a nickel conductive layer, a nickel oxide / nickel conductive layer in accordance with one embodiment of the present invention.
15 shows the resistivity according to the laser power density of the nickel electroconductive layer according to an embodiment of the present invention.
16 shows an SEM image of a nickel conductive layer according to an embodiment of the present invention.
17 shows XRD data of a nickel conductive layer according to an embodiment of the present invention.
18 is a view schematically showing steps of a conductive layer pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.Various embodiments and / or aspects are now described with reference to the drawings. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of one or more aspects. However, it will also be appreciated by those of ordinary skill in the art that such aspect (s) may be practiced without these specific details. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative aspects of one or more aspects. It is to be understood, however, that such aspects are illustrative and that some of the various ways of practicing various aspects of the principles of various aspects may be utilized, and that the description set forth is intended to include all such aspects and their equivalents.

또한, 다양한 양상들 및 특징들이 다수의 디바이스들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있는 시스템에 의하여 제시될 것이다. 다양한 시스템들이, 추가적인 장치들, 컴포넌트들 및/또는 모듈들 등을 포함할 수 있다는 점 그리고/또는 도면들과 관련하여 논의된 장치들, 컴포넌트들, 모듈들 등 전부를 포함하지 않을 수도 있다는 점 또한 이해되고 인식되어야 한다.In addition, various aspects and features will be presented by a system that may include multiple devices, components and / or modules, and so forth. It should be understood that the various systems may include additional devices, components and / or modules, etc., and / or may not include all of the devices, components, modules, etc. discussed in connection with the drawings Must be understood and understood.

본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다. 아래에서 사용되는 용어들 '컴포넌트', '모듈', '시스템', '인터페이스' 등은 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티(computer-related entity)를 의미하며, 예를 들어, 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 혹은 소프트웨어를 의미할 수 있다.As used herein, the terms "an embodiment," "an embodiment," " an embodiment, "" an embodiment ", etc. are intended to indicate that any aspect or design described is better or worse than other aspects or designs. . As used herein, the terms 'component,' 'module,' 'system,' 'interface,' and the like generally refer to a computer-related entity and include, for example, hardware, Or software.

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the term "or" is intended to mean " exclusive or " That is, it is intended to mean one of the natural inclusive substitutions "X uses A or B ", unless otherwise specified or unclear in context. That is, X uses A; X uses B; Or when X uses both A and B, "X uses A or B" can be applied to either of these cases. It should also be understood that the term "and / or" as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is also to be understood that the term " comprises "and / or" comprising " means that the feature and / or component is present, but does not exclude the presence or addition of one or more other features, components and / It should be understood that it does not.

또한, 본 명세서에서 명백하게 다른 내용을 지시하지 않는 “한”과, “상기”와 같은 단수 표현들은 복수 표현들을 포함한다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 일 예로, “컴포넌트 표면(component surface)”은 하나 혹은 그 이상의 컴포넌트 표면들을 포함한다.It is also to be understood that the singular forms "a" and "an" above, which do not expressly state otherwise in this specification, include plural representations. Thus, in one example, a " component surface " includes one or more component surfaces.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Also, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 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. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, in the embodiments of the present invention, all terms used herein, including technical or scientific terms, unless otherwise defined, are intended to be inclusive in a manner that is generally understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Have the same meaning. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and, unless explicitly defined in the embodiments of the present invention, are intended to mean ideal or overly formal .

용액을 이용한 공정을 이용하여 기능성 재료를 특정 영역에 적층하는 공정은 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다. 이는 용액을 이용한 공정의 경우 단계들을 단순화시키고 진공공정(vacuum process)를 제거할 수 있어, 결과적으로 보다 공정 비용을 감소시킬 수 있기 때문이다.The process of laminating a functional material to a specific region by using a process using a solution can be usefully used in various fields. This is because in the case of a process using a solution, the steps can be simplified and the vacuum process can be eliminated, resulting in a reduction in the process cost.

한편, 이와 같은 용액을 이용한 공정들, 예를 들어, 스핀 코팅, 딥 코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅 방법 중에서 잉크젯 프린팅 방법은 CAD(Computer Aided Design) 시스템과 결합되어, 기능성 재료들의 2차원 혹은 3차원적인 형상들을 용이하게 구현할 수 있다는 점에서 이점이 있다.Meanwhile, the inkjet printing method among the processes using such a solution, for example, spin coating, dip coating, screen printing, and inkjet printing, can be combined with a CAD (Computer Aided Design) Which is advantageous in that it can be easily implemented.

또한, 잉크젯 프린팅 방법은 프로그램에 의하여 구동될 수 있고, 비접촉 재료 적층을 구현할 수 있고, 또한 다양한 기판에 대하여 마스킹 공정 없이 직접적인 패턴 형성이 가능하다는 점에 있어서 다양한 이점을 가지고 있다. In addition, the ink-jet printing method has various advantages in that it can be driven by a program, can realize non-contact material lamination, and also enables direct pattern formation without masking process for various substrates.

또한, 잉크젯 프린팅 방법은 일반적인 코팅에 비해 재료의 낭비를 최소화할 수 있고, 기판의 다른 부분에 대한 오염 없이 선택적인 부분에 대하여 적층을 가능하게 할 수 있다.In addition, the inkjet printing method can minimize the waste of materials compared to conventional coatings and enable lamination to selective portions without contamination of other parts of the substrate.

한편, 금속성 물질을 포함하는 잉크조성물에 의한 잉크젯 프린팅 기법에 있어서 금, 구리, 은 입자를 이용한 방법들이 있었으나, 이는 공정비용을 크게 증가시킨다는 문제점이 있고, 공정상에도 많은 어려움을 수반하는 문제점이 있었다.On the other hand, there are methods using gold, copper and silver particles in an inkjet printing technique using an ink composition containing a metallic material, but this has a problem in that the process cost is greatly increased, .

한편, 니켈은 내부식성 및 촉매특성을 가지고 있는 물질로 집전장치(current collector) 혹은 촉매로 널리 이용되고 있고, 산화니켈의 경우에는 반도체 장치에 있어서 도전층 혹은 전극층으로 이용되는 경우가 있다. 또한, 산화니켈의 경우 희귀 P 타입 금속산화물 반도체 재료로서 이용될 수 있음이 밝혀진 바 있다.On the other hand, nickel is widely used as a current collector or a catalyst as a material having corrosion resistance and catalytic properties, and in the case of nickel oxide, it may be used as a conductive layer or an electrode layer in a semiconductor device. It has also been found that nickel oxide can be used as a rare-P type metal oxide semiconductor material.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅에 의한 도전층 패턴 형성방법에서는 산화니켈 나노파티클을 포함하는 잉크를 이용함으로써, 니켈 혹은 산화니켈의 도전층을 형성할 수 있다. 바람직하게는, 상기 산화니켈 나노파티클은 결정화된 초미세 (precrystallized ultra-small) 나노파티클이다. Meanwhile, in the method of forming a conductive layer pattern by inkjet printing according to an embodiment of the present invention, a conductive layer of nickel or nickel oxide can be formed by using an ink containing nickel oxide nanoparticles. Preferably, the nickel oxide nanoparticles are precrystallized ultra-small nanoparticles.

본 명세서에서 “도전층”은 도체와 같은 강한 도전성을 갖는 층 혹은 반도체성의 도전성을 갖는 층을 모두 포함하는 개념이다. 혹은, 본 명세서에서 “도전층”은 통상적으로 부도체라고 여기어지는 물질, 예를들어 고무, 플라스틱을 제외한 항시적 혹은 일시적으로 도전성을 갖는 물질을 지칭한다. 즉, 본 명세서에서 “도전층”은 최광의에서 해석되어야 할 것이다.As used herein, the term " conductive layer " is a concept including both a layer having a strong conductivity such as a conductor or a layer having conductivity having a semiconductivity. Alternatively, the term " conductive layer " as used herein generally refers to a material that is always or temporarily conductive except for materials that are excluded as non-conductive, such as rubber and plastic. That is, in this specification, " conductive layer " should be interpreted in the broadest sense.

1. One. 열소결층Heat sintered layer 형성에 의한 By formation 도전층Conductive layer 패턴 형성방법 Pattern formation method

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법의 단계들을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing steps of a conductive layer pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 도전층 패턴 형성방법은 기판(200) 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 프린팅층(10)을 형성하는 프린팅층형성단계(S10); 및 상기 프린팅층에 열에 의한 소결을 수행하여 열소결층(20)을 형성하는 열소결층형성단계(S20);를 포함하는 도전층 패턴 형성방법이다.The method for forming a conductive layer pattern shown in FIG. 1 includes a printing layer forming step (S10) of forming a printing layer 10 by inkjet printing a solution containing nanoparticles on a substrate 200; And forming a heat-sintered layer (20) by performing thermal sintering on the printing layer (S20).

바람직하게는, 상기 프린팅층형성단계(S10) 이전에, 상기 기판에 대하여 플루오르카본 코팅 혹은 자외선-오존 처리 혹은 플루오르카본 코팅과 자외선-오존 처리를 수행한다.Preferably, the substrate is subjected to a fluorocarbon coating, ultraviolet-ozone treatment, a fluorocarbon coating, and ultraviolet-ozone treatment before the printing layer forming step (S10).

바람직하게는, 상기 나노파티클을 포함하는 용액이 잉크조성물에 해당하고, 한편, 상기 나노파티클은 산화니켈 나노파티클을 포함하고, 상기 열소결층은 산화니켈층을 포함한다. Preferably, the solution comprising nanoparticles corresponds to an ink composition, wherein the nanoparticles comprise nickel oxide nanoparticles and the thermoset layer comprises a nickel oxide layer.

산화니켈 Nickel oxide 나노파티클Nanoparticle

이하에서는, 상기 산화니켈 나노파티클의 제조방법의 일 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, one embodiment of the method for producing the nickel oxide nanoparticles will be described.

상기 산화니켈 나노파티클은 니켈(II)아세틸아세토네이트(Nickel(II)acetylacetonate)으로부터 추출될 수 있다. 여기서 추출된다는 것은 니켈(II)아세틸아세토네이트에 다른 물질의 혼합, 가열, 냉각, 원심분리 등의 공정을 처리하여, 목표하는 물질을 획득함을 의미한다.The nickel oxide nanoparticles may be extracted from nickel (II) acetylacetonate (Nickel (II) acetylacetonate). Extracting here means treating the nickel (II) acetylacetonate with other materials, such as mixing, heating, cooling, centrifugation, etc., to obtain the desired material.

구체적으로, 100mg 내지 1.5g의 니켈(II)아세틸아세토네이트(C₁₀H₁₄NiO₄)과 0.10ml 내지 0.50ml의 올레산(C₁₈H₃₄O₂)을 10 내지 40 ml의 올레아민(C₁₈H₃₇N)에 첨가한 후에, 90 내지 130도의 온도로 일정시간을 유지하여 내부적인 수분과 용존산소를 제거한다. 이후, 혼합물을 보다 낮은 온도 50도 내지 90도로 냉각한다. 이후, 환원제로서 0.100 내지 0.500ml의 보레인-트리에틸아민 착물((C₂H₅)₃N-BH₃)과 2ml 의 올레아민을 상기 혼합물에 투입하고, 70 내지 110도의 온도에서 약 1시간 동안 교반시킨다. 이후, 상기 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후에, 10 내지 50ml 의 에탄올을 추가하고, 2000~5000rpm에서 원심분리를 진행하여 산화니켈 나노파티클을 획득할 수 있다.Specifically, 100mg to about 1.5g of nickel (II) acetylacetonate (C ₁₀ H ₁₄ NiO ₄₎ and 0.10ml to oleic acid (C ₁₈ H ₃₄ O ₂₎ for 10 to oleic amine ₍₁₈ C in 40 ml of 0.50ml H ₃₇ N), and then maintained at a temperature of 90 to 130 ° C for a predetermined period of time to remove internal moisture and dissolved oxygen. Thereafter, the mixture is cooled to a lower temperature of 50 to 90 degrees. Then, 0.100 to 0.500 ml of a borane-triethylamine complex ((C ₂ H ₅ ) ₃ N-BH ₃ ) as a reducing agent and 2 ml of oleamine were added to the mixture, and the mixture was stirred at a temperature of 70 to 110 ° C for about 1 hour Lt; / RTI > Thereafter, the mixture is cooled to room temperature, 10 to 50 ml of ethanol is added, and centrifugation is performed at 2000 to 5000 rpm to obtain nickel oxide nanoparticles.

더욱 바람직하게는, 257mg의 니켈(II)아세틸아세토네이트(C₁₀H₁₄NiO₄)와 0.32ml의 올레산(C₁₈H₃₄O₂)를 15ml의 올레아민(C₁₈H₃₇N)에 첨가한 후에, 110도의 온도로 약 1시간을 유지하여 내부적인 수분과 용존산소를 제거한다. 이후, 혼합물을 90도로 냉각한다. 이후, 환원제로서 0.339ml 의 보레인-트리에틸아민 착물((C₂H₅)₃N-BH₃)과 2ml 의 올레아민을 상기 혼합물에 투입하고, 90도의 온도에서 약 1시간 동안 교반시킨다. 이후, 상기 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후에, 30ml 의 에탄올을 추가하고, 3000~4000rpm에서 원심분리를 진행하여 산화니켈 나노파티클을 획득할 수 있다.More preferably, 257 mg of nickel (II) acetylacetonate (C ₁₀ H ₁₄ NiO ₄ ) and 0.32 ml of oleic acid (C ₁₈ H ₃₄ O ₂ ) are added to ₁₅ ml of oleamine (C ₁₈ H ₃₇ N) Thereafter, it is maintained at a temperature of 110 degrees for about 1 hour to remove internal moisture and dissolved oxygen. Thereafter, the mixture is cooled to 90 degrees. Thereafter, 0.339 ml of a borane-triethylamine complex ((C ₂ H ₅ ) ₃ N-BH ₃ ) and 2 ml of oleamine are added as a reducing agent to the mixture and stirred at a temperature of 90 ° C for about 1 hour. Thereafter, the mixture is cooled to room temperature, 30 ml of ethanol is added, and centrifugation is performed at 3000 to 4000 rpm to obtain nickel oxide nanoparticles.

한편, 이와 같이 획득된 산화니켈 나노파티클은 후술하는 용매에 분산시킨다. 바람직하게는, 이와 같이 획득된 산화니켈 나노파티클 0.1g 은 후술하는 용매 0.2ml 내지 5ml 에 분산시키고, 더욱 바람직하게는, 산화니켈 나노파티클 0.1g 은 후술하는 용매 1ml 에 분산시킨다.On the other hand, the thus obtained nickel oxide nanoparticles are dispersed in a solvent described later. Preferably, 0.1 g of the obtained nickel oxide nanoparticle is dispersed in 0.2 ml to 5 ml of the solvent described later, and more preferably 0.1 g of the nickel oxide nanoparticle is dispersed in 1 ml of the solvent described later.

도 4는 상기의 방법에 따라 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클의 TEM 이미지를 도시한다.FIG. 4 shows a TEM image of nickel oxide nanoparticles prepared according to the method of the present invention.

도 4에 도시된 산화니켈 나노파티클은 3 내지 5 nm의 직경을 가지고 있고, 이는 후술하는, 잉크젯헤드의 노즐의 직경인 5 내지 50 ㎛ 에 비하여 충분히 작은 직경에 해당하기 때문에, 위와 같이 제조된 산화니켈 나노파티클은 잉크젯헤드 방식에 의한 잉크젯프린팅에 적합하게 이용될 수 있다.The nickel oxide nanoparticles shown in Fig. 4 have a diameter of 3 to 5 nm, which corresponds to a sufficiently small diameter as compared with the diameter of the nozzle of the ink jet head, which will be described later, which is 5 to 50 mu m. The nickel nanoparticles can be suitably used for inkjet printing by the inkjet head method.

한편, 도 5는 상기의 방법에 따라 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클의 전자회절패턴을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클은 그 제조공정에 있어서 고온에서의 어닐링 등의 과정이 없음에도 불구하고, 큐빅 결정 구조(cubic crystalline structure)를 가지고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클은 결정성을 확보화기 위한 500도 정도의 고온에서의 1시간 정도의 어닐링 처리를 요구하지 않는다는 효과를 발휘할 수 있다.Meanwhile, FIG. 5 shows an electron diffraction pattern of the nickel oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention manufactured by the above method. The nickel oxide nanoparticle according to an embodiment of the present invention has a cubic crystalline structure although it has no annealing process at a high temperature in its manufacturing process. Therefore, as described later, the nickel oxide nanoparticle according to one embodiment of the present invention can exhibit the effect of not requiring annealing treatment for about one hour at a high temperature of about 500 degrees for securing the crystallinity.

도전층Conductive layer 패턴 형성을 위한 잉크조성물 Ink composition for pattern formation

이하에서는, 도전층 패턴 형성을 위한 잉크조성물의 일 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, one embodiment of the ink composition for forming the conductive layer pattern will be described.

도 1에 도시된 도전층 패턴 형성방법은 기판 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 프린팅층을 형성하는 프린팅층형성단계(S10); 및 상기 프린팅층에 열에 의한 소결을 수행하여 열소결층을 형성하는 열소결층형성단계(S20);를 포함하는 도전층 패턴 형성방법이다.The method for forming a conductive layer pattern shown in FIG. 1 includes a printing layer forming step (S10) of forming a printing layer by inkjet printing a solution containing nanoparticles on a substrate; And forming a thermal sintered layer by performing thermal sintering on the printing layer (S20).

여기서, 상기 나노파티클을 포함하는 용액은 잉크젯프린팅 방법에 의하여 도전층 패턴 형성을 위한 잉크조성물이고, 상기 도전층은 니켈층 혹은 산화니켈층를 포함하고, 상기 잉크조성물은 산화니켈 나노파티클 및 용매를 포함한다.Here, the solution containing nanoparticles is an ink composition for forming a conductive layer pattern by an ink-jet printing method, and the conductive layer includes a nickel layer or a nickel oxide layer, and the ink composition includes nickel oxide nanoparticles and a solvent do.

구체적으로, 산화니켈 나노파티클 0.1g 당 후술하는 용매 0.5ml 내지 5ml 에 분산시키고, 더욱 바람직하게는, 산화니켈 나노파티클 0.1g 은 후술하는 용매 1ml 에 분산시킴이 바람직하다.More specifically, 0.1 g of nickel oxide nano-particles are dispersed in 0.5 ml to 5 ml of solvent described later. More preferably, 0.1 g of nickel oxide nano-particles are dispersed in 1 ml of a solvent described later.

한편, 산화니켈 나노파티클을 재료로 하여 잉크젯프린팅을 수행함에 있어서, 잉크조성물의 용매(solvent)의 선택이 매우 중요하다.On the other hand, in performing inkjet printing using nickel oxide nanoparticles, it is very important to select a solvent for the ink composition.

구체적으로, 잉크젯프린팅을 하기 위한 잉크조성물의 용매의 경우 끓는점, 휘발성, 점성도가 잉크의 유동특징(rheological property)를 결정하고, 이와 같은 유동특징이 잉크젯프린팅에 있어서의 제팅 파라미터와 안정성에 영향을 준다.Specifically, in the case of the solvent of the ink composition for inkjet printing, the boiling point, volatility, and viscosity determine the rheological properties of the ink, and such flow characteristics affect the jetting parameters and stability in inkjet printing .

한편, 나노파티클의 경우, 리간드 구조에 따라 적합한 용매에만 잘 분산될 수 있다. 또한, 나노파티클이 응집이 없이 안정적으로 분산이 되어 있어야, 잉크젯헤드의 노즐의 막힘을 방지할 수 있다. 또한, 용매의 위와 같은 성질은 온도에 따라서 달라질 수 있음을 고려시, 상기 잉크젯프린팅을 수행하는 온도, 즉 실온에서의 용매의 성질이 적합하여야 한다.On the other hand, in the case of nanoparticles, they can be dispersed only in suitable solvents depending on the ligand structure. In addition, if the nanoparticles are stably dispersed without aggregation, clogging of the nozzles of the inkjet head can be prevented. Considering that the above properties of the solvent may vary depending on the temperature, the temperature at which the inkjet printing is performed, that is, the property of the solvent at room temperature, should be suitable.

위와 같은 특성을 고려하여, 본 발명자는 다수의 용매에 대하여 산화니켈 나노파티클에 대한 실험을 수행하였고, 상기 용매는 무극성 용매임이 바람직함을 도출하였다.In consideration of the above characteristics, the present inventor conducted experiments on nickel oxide nanoparticles for a plurality of solvents, and found that the solvent is preferably a non-polar solvent.

상기 무극성 용매는 예를들어, 톨루엔, 벤젠, n-알케인, 테트라데칸, 혹은 a-테르피네올(terpineol)을 포함하고, 이와 같은 무극성 용매를 잉크조성물의 용매로 하는 경우, 추가적인 계면활성제 없이, 산화니켈 나노파티클을 분산시킬 수 있음을 확인하였다. 더욱 바람직하게는 상기 무극성 용매는 테트라데칸을 포함한다.The non-polar solvent includes, for example, toluene, benzene, n-alkane, tetradecane, or a-terpineol, and when such a non-polar solvent is used as a solvent for the ink composition, , It was confirmed that nickel nanoparticles could be dispersed. More preferably, the apolar solvent comprises tetradecane.

한편, 이들의 물성은 다음과 같다.On the other hand, their physical properties are as follows.

[표 1][Table 1]

상기 산화니켈 나노파티클 합성과정에서는 올레아민 및 올레산이 각각 용매 및 계면활성제로 이용되었고, 이들은 각각 아민 및 카르복시기와의 소수성 장쇄 알킬로 구성된다. 또한, 아민과 카르복시기 모두 금속 산화물의 표면에 쉽게 부착이 되기 때문에, 산화니켈 나노파티클의 표면은 친수성이 된다. 한편, 알코올, 혹은 글리콜과 같은 극성 용매의 경우에는 산화니켈 나노파티클이 잘 분산되지 않거나 혹은 강제로 분산되기 위해서는 예기치 못하는 효과를 일으킬 수 있는 추가적인 분산제가 필요하다.In the synthesis of the nickel oxide nanoparticles, oleamine and oleic acid were used as a solvent and a surfactant, respectively, and they consist of a hydrophobic long chain alkyl with an amine and a carboxyl group, respectively. Further, since both the amine and the carboxyl group easily attach to the surface of the metal oxide, the surface of the nickel oxide nanoparticle becomes hydrophilic. On the other hand, in the case of polar solvents such as alcohols or glycols, additional dispersants are needed which can cause unexpected effects in order that the nickel oxide nanoparticles are not well dispersed or forcedly dispersed.

한편, 상기와 같은 무극성 용매에 산화니켈 나노파티클을 분산시키는 경우, 오랜기간동안 안정적인 상태를 유지하면서 응집이 이루어지지 않음을 확인하였다.On the other hand, when the nickel oxide nanoparticles were dispersed in the nonpolar solvent as described above, it was confirmed that coagulation was not achieved while maintaining a stable state for a long period of time.

한편, 잉크젯프린팅 방법으로 도전층을 형성하는 방법에서 사용되는 잉크조성물의 경우, 완전히 분산되는 것과 함께, 잉크젯프린팅 과정에 있어서 안정적인 패턴을 형성하기 위하여, 각각의 액적(droplet)은 롱테일(long tail) 및 세틀라이트(satellites)를 형성하지 않음이 바람직하다.On the other hand, in the case of an ink composition used in a method of forming a conductive layer by an ink-jet printing method, each droplet has a long tail so as to form a stable pattern in the ink- And do not form satellites.

이와 같은 잉크조성물의 물성은 레이놀즈 넘버(Re), 웨버 넘버(We), 오네조르게(Ohnesorge) 넘버에 의하여 결정될 수 있다.The physical properties of such an ink composition can be determined by the Reynolds number Re, the Weber number, and the Ohnesorge number.

여기서 v는 속도, α는 특성 길이(드롭(drop) 직경), ρ는 밀도, η은 점성, Where v is the velocity, α is the characteristic length (drop diameter), ρ is the density, η is the viscosity,

γ은 표면장력을 지칭한다. γ refers to the surface tension.

도 6은 본 발명의 복수의 용매 및 산화니켈 나노파티클을 포함하는 잉크의 물성을 도시하는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing physical properties of inks containing a plurality of solvents and nickel oxide nanoparticles of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 무극성 용매의 경우, 스플래싱을 일으키지 않고, 점성이 과다하거나, 혹은 위성(satellite) 드롭렛을 형성하지 않으며, 드롭형성을 위한 최소에너지를 보유하고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 6, it can be seen that, in the case of a non-polar solvent, it does not cause splashing, is excessively viscous, does not form a satellite droplet, and has a minimum energy for drop formation .

한편, 테트라데칸을 무극성 용매로 하여 잉크조성물을 형성하는 경우, 최적의 잉크젯프린팅을 수행할 수 있다. 테트라데칸을 용매로 하여 잉크조성물을 형성하는 경우, 5kHz 의 진동수와 5m/s 의 도롭-방출 속도에서도 안정적인 액적을 형성함을 확인하였다. 또한, 테트라데칸의 경우 높은 끓는점(254도)를 가지고 있기 때문에, 증발율이 매우 낮고, 노즐이 막히는 것을 방지할 수 있으며, 프린팅 공정에 있어서 안정적인 분사 품질을 유지할 수 있다. On the other hand, when ink compositions are formed using tetradecane as a nonpolar solvent, optimum inkjet printing can be performed. It was confirmed that when the ink composition was formed using tetradecane as a solvent, stable droplets were formed even at a frequency of 5 kHz and a droop-discharge rate of 5 m / s. In addition, since tetradecane has a high boiling point (254 deg.), The evaporation rate is very low, the nozzle can be prevented from clogging, and stable injection quality can be maintained in the printing process.

프린팅층형성단계Printing layer forming step (S10)(S10)

이하에서는, 본 발명에 따른 프린팅층형성단계(S10)의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 프린팅층형성단계(S10)은 기판 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 프린팅층을 형성하는 단계이다. 이와 같은 잉크젯 프린팅 과정에 있어서, 잉크젯헤드(100)의 노즐로부터 잉크조성물이 이젝션되어 기판에 패턴을 형성할 수 있다.Hereinafter, one embodiment of the printing layer forming step (S10) according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a printing layer forming step (S10) is a step of forming a printing layer by inkjet printing a solution containing nanoparticles on a substrate. In such an inkjet printing process, the ink composition may be ejected from the nozzles of the inkjet head 100 to form a pattern on the substrate.

한편, 상기 잉크젯헤드(100)는 컴퓨터 프로그램에서 구동되는 제어장치에 의하여 구동될 수 있고, 이는 통상적인 잉크젯 프린팅 기법에서 사용되는 방식과 유사한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, the inkjet head 100 may be driven by a control device driven by a computer program, which is similar to a method used in a conventional inkjet printing technique, and a detailed description thereof will be omitted.

기판은 초음파세척에 의하여 세척한 후에, 대류 오븐에서 건조시킨다.The substrate is cleaned by ultrasonic cleaning and then dried in a convection oven.

바람직하게는 잉크젯 프린팅 기법에 의한 프린팅층형성단계 이전에, 기판의 표면 에너지(surface energy)를 낮춰주기 위한 단계를 수행하다. 구체적으로, 상기 기판에 대하여 플루오르카본(fluorocarbon) 코팅 혹은 자외선-오존(UV/O₃) 처리 혹은 플루오르카본 코팅과 자외선-오존 처리를 수행한다.Preferably, the step of lowering the surface energy of the substrate is performed prior to the step of forming the printing layer by the ink-jet printing technique. Specifically, a fluorocarbon coating or ultraviolet-ozone (UV / O ₃ ) treatment or a fluorocarbon coating and an ultraviolet-ozone treatment are performed on the substrate.

더욱 바람직하게는, 상기 기판에 대하여 플루오르카본 코팅을 수행한 후에, 자외선-오존 처리를 수행한다. 가장 바람직하게는, 상기 플루오르카본 코팅은 플루오르카본 코팅을 수행한 후에, 건조를 시키고, 이후 자외선-오존 처리를 수행한다.More preferably, after the fluorocarbon coating is performed on the substrate, ultraviolet-ozone treatment is performed. Most preferably, the fluorocarbon coating is subjected to a fluorocarbon coating, followed by drying, followed by ultraviolet-ozone treatment.

한편, 위와 같은 처리 없는 기판에 대하여 상기 잉크조성물을 이용하여 잉크젯 프린팅 기법에 의하여 패턴을 형성하는 경우, 기판의 표면 에너지가 높기 때문에, 도트 혹은 라인을 일정두께 이상으로 안정적으로 형성하기가 어렵다. 또한, 얇은 두께의 패턴의 경우, 후술하는 공정들을 진행하는 동안 끊어질 수 있다.On the other hand, in the case of forming a pattern by inkjet printing using the ink composition on a substrate without the above process, it is difficult to stably form dots or lines over a certain thickness because the surface energy of the substrate is high. Further, in the case of a thin-walled pattern, it can be broken during the processes described later.

반면, 상기 기판에 대하여 플루오르카본 코팅을 수행한 후에, 자외선-오존 처리를 수행하는 경우, 기판의 표면 에너지를 최적화를 할 수 있어, 보다 안정적인 패턴을 높은 두께로 형성할 수 있다.On the other hand, when ultraviolet-ozone treatment is performed after fluorocarbon coating is performed on the substrate, the surface energy of the substrate can be optimized, and a more stable pattern can be formed with a high thickness.

한편, 잉크젯프린팅에 사용되는 잉크젯헤드(100)는 카트리지형 제팅 헤드로서 노즐 사이즈는 5 내지 100 ㎛ 임이 바람직하다. 한편, 잉크젯헤드는 컴퓨터 프로그램에 의하여 동작할 수 있고, 따라서 잉크젯헤드에 의하여 형성되는 잉크 액적(droplet)은 사용자가 원하는 형상으로 용이하게 형성될 수 있다. On the other hand, the ink jet head 100 used for ink jet printing is preferably a cartridge type jetting head having a nozzle size of 5 to 100 mu m. On the other hand, the inkjet head can be operated by a computer program, so that the ink droplet formed by the inkjet head can be easily formed into a shape desired by the user.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 프린팅층을 도시한다. 구체적으로, 도 7은 각각의 드롭사이의 간격을 달리하여, 프린팅층을 형성한 실시예들 (i) 내지 (iv)를 도시한다.FIG. 7 illustrates a printing layer formed by an ink-jet printing method according to an embodiment of the present invention. Specifically, Fig. 7 shows embodiments (i) to (iv) in which the printing layer is formed by varying the distance between the respective drops.

도 7에 도시된 실험결과에 따르면 균일한 라인을 형성하기 위한 드롭사이의 간격은 20 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 35 ㎛임이 바람직하고, 균일한 라인을 형성하기 위한 드롭의 두께는 300nm 이하임이 바람직하고, 균일한 라인을 형성하기 위한 드롭의 폭은 50 ㎛ 이하임이 바람직하다.According to the experimental results shown in Fig. 7, it is preferable that the interval between the drop for forming a uniform line is 20 to 50 mu m, more preferably 35 mu m, and the thickness of the drop for forming a uniform line is 300 nm or less Preferably, the width of the drop for forming a uniform line is 50 mu m or less.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크조성물을 이용한 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 도트 패턴의 AFM 이미지 및 표면의 SEM 이미지를 도시한다.FIG. 8 shows an AFM image of a dot pattern formed by an inkjet printing method using an ink composition according to an embodiment of the present invention and an SEM image of the surface.

도 8의 (A)에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 도트 형상의 프린팅층은 커피-링 효과(coffee-ring effect)가 발견되지 않음을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 8 (A), it can be confirmed that a coffee-ring effect is not found in the dot-shaped printing layer formed by the ink-jet printing method according to an embodiment of the present invention .

한편, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 프린팅된 산화니켈 나노파티클 패턴은 응집된 부분이 없이 매우 미세하고 균질한 표면을 가지고 있음을 확인할 수 있다. On the other hand, as shown in FIG. 8 (B), it can be confirmed that the printed nickel oxide nanoparticle pattern has a very fine and homogeneous surface without any aggregated portion.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크조성물을 이용한 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 매시 패턴의 산화니켈 프린팅층을 도시한다.FIG. 9 illustrates a patterned nickel oxide printing layer formed by a method of inkjet printing using an ink composition according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크조성물을 잉크젯 프린팅 방법에 의하여 형성된 인터디지트(Interdigit) 패턴 및 복수의 라인 패턴의 산화니켈 프린팅층을 도시한다.10 shows an interdigit pattern formed by an inkjet printing method of an ink composition according to an embodiment of the present invention and a plurality of line pattern nickel oxide printing layers.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크조성물을 이용하여, 잉크젯 프린팅을 수행하는 경우, 응집된 부분이 없이 매우 미세하고 균질한 표면을 가지는 패턴을 이용하여 다양하고 정교한 패턴을 형성할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.As shown in FIGS. 9 and 10, when inkjet printing is performed using the ink composition according to the present invention, various fine patterns can be formed by using a pattern having a very fine and homogeneous surface without aggregated portions It is possible to exhibit an effect that can be formed.

열소결층형성단계The heat sintering layer forming step (S20)(S20)

이하에서는, 본 발명의 도전층 패턴 형성방법의 열소결층형성단계(S20)의 일 실시예에 대하여 설명한다. Hereinafter, one embodiment of the thermal sintered layer forming step (S20) of the conductive layer pattern forming method of the present invention will be described.

도 1에 도시된 바와 같이, 열소결층형성단계(S20)은 상기 프린팅층에 열에 의한 소결을 수행하여 열소결층을 형성하는 단계이다.As shown in FIG. 1, the thermal sintering layer forming step (S20) is a step of forming a thermal sintered layer by performing thermal sintering on the printing layer.

이와 같은 열에 의한 소결은 도 1에 도시된 바와 같이 핫플레이트(200) 혹은 오븐에 의하여 이루어질 수 있다. 도 1에 도시된 형태에서는 핫플레이트(200)로부터 전달되는 열이 기판을 통해 프린팅층에 전달되고, 프린팅층은 핫플레이트(200)로부터 전달되는 열에 의하여 소결과정이 수행된다.Such sintering by heat can be performed by the hot plate 200 or the oven as shown in FIG. 1, the heat transferred from the hot plate 200 is transferred to the printing layer through the substrate, and the printing layer is sintered by the heat transmitted from the hot plate 200.

한편, 산화니켈 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅 후 특별한 후처리를 하지 않는다면, 층의 성분은 산화니켈이지만 결정성을 갖는 산화니켈 도전층의 역할을 할 수는 없다. 한편, 상기 열에 의한 소결에 의하여 프린팅된 산화니켈을 포함하는 프린팅층이 도전층으로서 기능할 수 있다.On the other hand, if the solution containing the nickel oxide nanoparticles is subjected to special post-treatment after inkjet printing, the component of the layer is nickel oxide but can not serve as a nickel oxide conductive layer having crystallinity. On the other hand, a printing layer containing nickel oxide printed by the thermal sintering can function as a conductive layer.

바람직하게는, 본 발명에 따른 상기 열소결층형성단계(S20)는 100도 이상 500도 이하의 온도에서 수행되고, 더욱 바람직하게는, 상기 열소결층형성단계(S20)는 200도 이상 300도 이하의 온도에서 수행된다. 더욱 바람직하게는 상기 열소결층형성단계는 260도 내지 280도 이하의 온도에서 수행된다.Preferably, the thermally sintered layer forming step (S20) according to the present invention is performed at a temperature of 100 degrees or more and 500 degrees or less, and more preferably, the thermally sintered layer forming step (S20) Lt; / RTI > More preferably, the thermosetting layer forming step is performed at a temperature of from 260 to 280 degrees.

바람직하게는 상기 열소결층형성단계는 100도 이상 500도 이하의 온도에서 3 내지 30분 동안 수행되고, 더욱 바람직하게는, 상기 열소결층형성단계는 200도 이상 300도 이하의 온도에서 3 내지 30분 동안 수행된다. 더욱 바람직하게는 상기 열소결층형성단계는 260도 내지 280도 이하의 온도에서 3 내지 30분 동안 수행된다.Preferably, the heat sintering layer forming step is performed for 3 to 30 minutes at a temperature of 100 degrees or more and 500 degrees or less. More preferably, the heat sintering layer forming step is performed at a temperature of 200 to 300 degrees Celsius, It is carried out for 30 minutes. More preferably, the thermosetting layer forming step is performed at a temperature of 260 to 280 degrees for 3 to 30 minutes.

이와 같이 열소결층형성단계에 의하여 형성된 열소결층, 혹은 상기 프린팅층이 소결되어 형성된 열소결층은 산화니켈(NiO) 도전층을 포함한다.The heat-sintered layer formed by the heat-sintered layer forming step or the heat-sintered layer formed by sintering the printing layer includes a nickel oxide (NiO) conductive layer.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클을 포함하는 잉크의 어닐링(anneal) 혹은 열에 의한 소결이 수행된 상태의 XRD 데이터를 도시한다.FIG. 11 shows XRD data in a state where annealing or heat sintering of an ink containing nickel oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention is performed.

구체적으로, 도 11에서는 50nm 두께의 프린팅층에 대하여 200도 및 270도에서 20분 동안 핫플레이트를 통하여 기판에 열을 공급하여 프린팅층을 소결하여, 열소결층을 형성한 후에, 열소결층에 대한 XRD 데이터를 도시한다.Specifically, in FIG. 11, heat is applied to a substrate through a hot plate at 200 degrees and 270 degrees for a printing layer having a thickness of 50 nm to sinter the printing layer to form a heat-sintered layer, Gt; XRD < / RTI >

도 11에 도시된 바와 같이, 200도에서 소결한 열소결층의 경우 상대적으로 낮은 강도의 XRD 피크를 보이는 반면, 270도에서 소결한 열소결층의 경우 상대적으로 높은 강도의 XRD 피크를 보인다. 구체적으로 270도에서 소결한 열소결층의 경우에는 산화니켈의 피크와 같이 2θ가 37.2, 43.3, 62.9, 75.4 및 79.4 인 지점에서 피크를 보인다. 한편, 이와 같은 피크값은 fcc(face-centered cubic) 결정구조에서 (111), (200), (220), (311), 및 (222) 평면에 상응한다.As shown in FIG. 11, the heat sintered layer sintered at 200 degrees shows a relatively low intensity XRD peak, while the sintered at 270 degrees shows a relatively high intensity XRD peak. Specifically, in the case of the heat-sintered layer sintered at 270 °, peaks are shown at the points of 2θ of 37.2, 43.3, 62.9, 75.4, and 79.4 as the peak of nickel oxide. This peak value corresponds to the (111), (200), (220), (311), and (222) planes in the face-centered cubic crystal structure.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면 통상적으로 소결을 하는데 필요한 500도 정도의 온도가 아니라 300도 이하의 온도에서도 뚜렷한 XRD 피크값을 갖는 결정층을 갖는 열소결층을 형성할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, a heat-sintered layer having a crystalline layer having a distinct XRD peak value can be formed at a temperature of not more than about 500 ° C., which is usually required for sintering.

한편, 200도에서 소결한 열소결층의 경우에서도 어느 정도의 뚜렷한 피크를 보이나, 270도에서 소결한 열소결층에 비하여는 약한 피크를 보인다. 이는 200도에서 소결하는 경우에는 용매의 증발이 완전하게 이루어지지 않기 때문이다.On the other hand, even though the heat sintered layer sintered at 200 ° C shows a certain apparent peak, it shows a weaker peak than the sintered heat sintered layer at 270 ° C. This is because the evaporation of the solvent is not completely performed when the sintering is performed at 200 ° C.

따라서, 가장 바람직하게는 상기 열소결층형성단계는 260도 내지 280도 이하의 온도에서 3 내지 30분 동안 수행된다.Therefore, most preferably, the thermosetting layer forming step is performed at a temperature of 260 to 280 degrees for 3 to 30 minutes.

이와 같은 열소결층형성단계를 완료함으로써, 열소결층에 의한 도전층 패턴을 얻을 수 있고, 이와 같은 도전층 패턴은 산화니켈층을 포함하거나 혹은 산화니켈층이다.By completing the heat-sintered layer forming step, a conductive layer pattern of the heat-sintered layer can be obtained, and the conductive layer pattern includes a nickel oxide layer or a nickel oxide layer.

즉, 상술한 '1. 열소결층 형성에 의한 도전층 패턴 형성방법'에 의하면, 산화니켈 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 결과적으로 산화니켈층을 포함하는 도전층 패턴을 형성할 수 있다.That is, the above-mentioned '1. According to the method for forming a conductive layer pattern by the formation of a thermal sintered layer, a solution containing a nickel oxide nano-particle can be ink-jet printed to form a conductive layer pattern including a nickel oxide layer.

2. 2. 레이저소결층Laser sintered layer 형성에 의한 By formation 도전층Conductive layer 패턴 형성방법 Pattern formation method

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 도전층 패턴 형성방법의 단계들을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing steps of a conductive layer pattern forming method according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 도전층 패턴 형성방법은 기판 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 프린팅하여 프린팅층(10)을 형성하는 프린팅층형성단계(S10); 및The method of forming a conductive layer pattern shown in FIG. 2 includes a printing layer forming step (S10) of forming a printing layer 10 by printing a solution containing nanoparticles on a substrate; And

상기 프린팅층(10)에 레이저에 의한 환원성 소결을 수행하여 레이저소결층(30)을 형성하는, 레이저소결층형성단계(S30);를 포함하는 도전층 패턴 형성방법이다.And a laser-sintered layer forming step (S30) of forming a laser-sintered layer (30) by performing a laser-induced reduction sintering on the printing layer (10).

바람직하게는, 상기 레이저소결층형성단계(S30) 이후에, 상기 기판상에 있는 프린트층 중 레이저에 의한 환원성 소결이 이루어지지 않은 부분을 제거하는 미소결부분제거단계(S40)을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 미소결부분제거단계(S40)에서는 무극성 액체, 바람직하게는 테트라데칸을 포함하는 용액을 이용하여 수행될 수 있다.Preferably, the method may further include, after the laser-sintered layer forming step (S30), a fine-sided part removing step (S40) for removing a portion of the print layer on the substrate from which the laser- have. In the step S40, the solution containing a nonpolar liquid, preferably tetradecane, may be used.

바람직하게는, 상기 나노파티클을 포함하는 용액이 잉크조성물에 해당하고, 한편, 상기 나노파티클은 산화니켈 나노파티클을 포함하고, 상기 레이저소결층은 니켈층을 포함한다. Preferably, the solution comprising nanoparticles corresponds to an ink composition, wherein the nanoparticles comprise nickel oxide nanoparticles and the laser sintered layer comprises a nickel layer.

산화니켈 Nickel oxide 나노파티클Nanoparticle

한편, 도 5는 상기의 방법에 따라 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클의 전자회절패턴을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클은 그 제조공정에 있어서 고온에서의 어닐링 등의 과정이 없음에도 불구하고, 큐빅 결정 구조(cubic crystalline structure)를 가지고 있음을 확인할 수 있다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 나노파티클은 결정성을 확보화기 위한 500도 정도의 고온에서의 어닐링 처리를 요구하지 않는다는 효과를 발휘할 수 있다.Meanwhile, FIG. 5 shows an electron diffraction pattern of the nickel oxide nanoparticles according to an embodiment of the present invention manufactured by the above method. The nickel oxide nanoparticle according to an embodiment of the present invention has a cubic crystalline structure although it has no annealing process at a high temperature in its manufacturing process. Therefore, as described later, the nickel oxide nanoparticle according to one embodiment of the present invention can exhibit the effect of not requiring the annealing treatment at a high temperature of about 500 degrees to secure the crystallinity.

더욱 구체적으로, 상기 열에 의한 소결은 가열 방식에 의한 소결로서, 오븐 혹은 핫플레이트 등의 가열체를 이용하여 소결을 하는 형태를 포함한다.More specifically, the sintering by the heat includes sintering by a heating method and sintering by using a heating body such as an oven or a hot plate.

한편, 나노파티클의 경우, 리간드 구조에 따라 적합한 용매에만 잘 분산될 수 있다. 또한 나노파티클은 응집이 없이 안정적으로 분산이 되어 있어야, 잉크젯헤드의 노즐의 막힘을 방지할 수 있다. 또한, 용매의 위와 같은 성질은 온도에 따라서 달라질 수 있음을 고려시, 상기 잉크젯프린팅을 수행하는 온도, 즉 실온에서의 용매의 성질이 적합하여야 한다.On the other hand, in the case of nanoparticles, they can be dispersed only in suitable solvents depending on the ligand structure. In addition, the nanoparticles must be stably dispersed without aggregation to prevent clogging of the nozzles of the inkjet head. Considering that the above properties of the solvent may vary depending on the temperature, the temperature at which the inkjet printing is performed, that is, the property of the solvent at room temperature, should be suitable.

[표 1][Table 1]

γ은 표면장력을 지칭한다. γ refers to the surface tension.

도 6에 도시된 바와 같이, 무극성 용매의 경우, 잉크젯 프린팅에 적합한 특성을 가지는(스플래싱을 일으키지 않고, 점성이 과다하거나, 혹은 위성(satellite) 드롭렛을 형성하지 않으며, 드롭형성을 위한 최소에너지를 보유하고 있는) 용매 및 잉크조성물의 물성 범위가 있음을 알 수 있다As shown in FIG. 6, in the case of a non-polar solvent, it is preferable to use a non-polar solvent having properties suitable for inkjet printing (which does not cause sparking, is excessively viscous, or does not form a satellite droplet, ) And the physical properties of the ink composition

더욱 바람직하게는, 테트라데칸을 무극성 용매로 하여 잉크조성물을 형성하는 경우, 최적의 잉크젯프린팅을 수행할 수 있다. 테트라데칸을 용매로 하여 잉크조성물을 형성하는 경우, 5kHz 의 진동수와 5m/s 의 도롭-방출 속도에서도 안정적인 액적을 형성함을 확인하였다. 또한, 테트라데칸의 경우 높은 끓는점(254도)를 가지고 있기 때문에, 증발율이 매우 낮고, 노즐이 막히는 것을 방지할 수 있으며, 프린팅 공정에 있어서 안정적인 분사 품질을 유지할 수 있다. More preferably, when ink compositions are formed using tetradecane as a nonpolar solvent, optimal inkjet printing can be performed. It was confirmed that when the ink composition was formed using tetradecane as a solvent, stable droplets were formed even at a frequency of 5 kHz and a droop-discharge rate of 5 m / s. In addition, since tetradecane has a high boiling point (254 deg.), The evaporation rate is very low, the nozzle can be prevented from clogging, and stable injection quality can be maintained in the printing process.

프린팅층형성단계Printing layer forming step (S10)(S10)

이하에서는, 본 발명에 따른 프린팅층형성단계(S10)의 일 실시예에 대하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 프린팅층형성단계(S10)은 기판 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 프린팅층을 형성하고, 이와 같은 잉크젯 프린팅 과정에 있어서, 잉크젯헤드(100)의 노즐로부터 잉크조성물이 이젝션되어 기판에 패턴을 형성할 수 있다.Hereinafter, one embodiment of the printing layer forming step (S10) according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a printing layer forming step (S10) is a step of forming a printing layer by inkjet printing a solution containing nanoparticles on a substrate. In such an inkjet printing process, The ink composition may be ejected to form a pattern on the substrate.

기판은 여러가지 유기 용매(에탄올, 이소프로필알콜, 아세톤) 및 초순수물을 이용한 초음파세척에 의하여 세척한 후에, 대류 오븐에서 건조시킨다.The substrate is cleaned by ultrasonic cleaning using various organic solvents (ethanol, isopropyl alcohol, acetone) and ultrapure water, and then dried in a convection oven.

더욱 바람직하게는, 상기 기판에 대하여 플루오르카본 코팅을 수행한 후에, 자외선-오존 처리를 수행한다. 바람직하게는, 상기 플루오르카본 코팅은 플루오르카본 코팅을 수행한 후에, 건조를 시키고, 이후 자외선-오존 처리를 수행한다.More preferably, after the fluorocarbon coating is performed on the substrate, ultraviolet-ozone treatment is performed. Preferably, the fluorocarbon coating is subjected to a fluorocarbon coating, followed by drying, followed by ultraviolet-ozone treatment.

한편, 위와 같은 처리 없는 기판에 대하여 상기 잉크조성물을 이용하여 잉크젯 프린팅 기법에 의하여 패턴을 형성하는 경우, 기판의 표면 에너지가 높기 때문에, 도트 혹은 라인을 일정두께 이상으로 안정적으로 형성할 수 없다. 또한, 얇은 두께의 패턴의 경우, 후술하는 공정들을 진행하는 동안 끊어질 수 있다.On the other hand, when a pattern is formed on a substrate without the above process by the inkjet printing technique using the ink composition, since the surface energy of the substrate is high, the dot or line can not be stably formed beyond a certain thickness. Further, in the case of a thin-walled pattern, it can be broken during the processes described later.

레이저소결층형성단계Laser sintering layer forming step (S30)(S30)

이하에서는, 본 발명의 도전층 패턴 형성방법의 레이저소결층형성단계(S30)의 일 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, one embodiment of the laser-sintered layer forming step (S30) of the conductive layer pattern forming method of the present invention will be described.

도 2에 도시된 바와 같이, 레이저소결층형성단계(S20)은 상기 프린팅층(10)에 레이저에 의한 환원성 소결을 수행하여 레이저소결층(30)을 형성하는 단계이다.As shown in FIG. 2, the laser-sintered layer forming step S20 is a step of forming a laser-sintered layer 30 on the printing layer 10 by performing a laser-induced reduction sintering.

이와 같은 레이저에 의한 소결은 도 2에 도시된 바와 같이 레이저에 의하여 이루어질 수 있다. 도 2에 도시된 형태에서는 레이저가 직접 프린팅층에 조사되어, 상기 프린팅층에서 레이저와 접촉하는 부분들에 대해서 소결과정이 수행된다.Such laser sintering can be performed by a laser as shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 2, a laser is directly irradiated onto the printing layer, and a sintering process is performed on portions of the printing layer that are in contact with the laser.

바람직하게는, 본 발명에 따른 레이저소결층형성단계에서 조사되는 레이저의 레이저 파워밀도는 67 kW/cm² 내지 220 kW/cm² 이다. Preferably, the laser power density of the laser irradiated in the laser-sintered layer forming step according to the present invention is 67 kW / cm ² to 220 kW / cm ² .

이와 같이 레이저소결층형성단계(S30)에 의하여 형성된 레이저소결층, 혹은 상기 프린팅층(10)이 소결되어 형성된 레이저소결층(30)은 니켈(Ni) 도전층을 포함한다.The laser-sintered layer formed by the laser-sintered layer forming step S30 or the laser-sintered layer 30 formed by sintering the printing layer 10 includes a nickel (Ni) conductive layer.

바람직하게는, 상기 프린팅층형성단계와 상기 레이저소결층형성단계 사이에, 상기 기판을 건조하는 기판건조단계를 포함하고, 상기 기판건조단계 후 상기 레이저소결층형성단계에서의 상기 프린팅층은 수분 혹은 용매를 포함함이 바람직하다.Preferably, the method further comprises a substrate drying step for drying the substrate between the printing layer forming step and the laser sintering layer forming step, wherein the printing layer in the laser-sintering layer forming step after the substrate drying step comprises moisture It is preferred to include a solvent.

구체적으로, 레이저소결층형성단계에서 조사되는 레이저의 레이저 파워밀도를 67 kW/cm² 내지 220 kW/cm² 로 조절하는 경우, 생성되는 니켈 도전층을 포함하는 레이저소결층은 낮은 저항값을 가질 수 있다. 또한, 상기와 같은 기판건조단계를 통하여 니켈 도전층의 표면을 미세하게 할 수 있다. Specifically, when the laser power density of the laser irradiated in the laser-sintered layer forming step is adjusted to 67 kW / cm ² to 220 kW / cm ² , the laser-sintered layer including the generated nickel conductive layer has a low resistance value . In addition, the surface of the nickel electroconductive layer can be made finer through the above-described substrate drying step.

반면, 기판건조단계를 수행하지 않은 경우에는, 레이저 흡수에 의한 온도 구배가 증발 인터페이스 방향으로 열적 확산을 초래하게 되고, 이는 결과적으로 열모세관(thermocapillary) 흐름을 야기하기 때문에, 결과적으로 니켈 도전층의 표면이 미세하지 못하게 된다.On the other hand, if the substrate drying step is not performed, the temperature gradient due to laser absorption will cause thermal diffusion in the direction of the evaporation interface, resulting in a thermocapillary flow, The surface is not fine.

한편, 완전하게 프린팅층이 완전하게 건조되는 경우에는 오히려 레이저 조사에 의하여 니켈 도전층이 전혀 생성되지 않는다. 따라서, 바람직하게는 상기 기판건조단계는 80도 내지 120도의 온도로 2분 내지 10분동안 수행하고, 가장바람직하게는 상기 기판건조단계는 100도의 온도로 5분동안 수행한다. 이 경우, 열모세관 흐름을 최소화할 수 있으면서 동시에 프린팅층에서 환원적 소결이 일어날 수 있다.On the other hand, when the printing layer is completely dried, a nickel conductive layer is not formed at all by laser irradiation. Therefore, preferably, the substrate drying step is performed at a temperature of 80 to 120 degrees for 2 to 10 minutes, and most preferably, the substrate drying step is performed at a temperature of 100 degrees for 5 minutes. In this case, the heat capillary flow can be minimized while reducing sintering can occur in the printing layer.

도 3은 본 발명의 레이저소결층형성단계(S30)에서 사용되는 레이저 조사 시스템에 대하여 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 조사 시스템은 스테이지부(400); 레이저빔조사부(500); 및 모니터링부(600)을 포함한다.FIG. 3 shows a laser irradiation system used in the laser-sintered layer forming step (S30) of the present invention. As shown in FIG. 3, the laser irradiation system includes a stage unit 400; A laser beam irradiating unit 500; And a monitoring unit 600.

상기 스테이지부(400)는 X-Y-Z 방향으로 이동 혹은 틸팅이 가능한 X-Y-Z-틸팅 스테이지(420) 및 상기 X-Y-Z-틸팅스테이지(420)의 동작을 제어하는 스테이지제어부(410)을 포함한다. The stage unit 400 includes an X-Y-Z-tilting stage 420 capable of moving in the X-Y-Z direction and a tilting stage 420 and a stage controller 410 for controlling the operation of the X-Y-Z-tilting stage 420.

한편, 레이저빔조사부(500)는 레이저빔생성부(520); 상기 레이저빔생성부의 레이저빔생성관련 제어를 수행하는 레이저빔제어부(510); 상기 레이저빔생성부에서 생성되어 외부로 에미팅되는 레이저의 차폐를 제어하는 셔터(530); 상기 셔터를 통해 에미팅되는 레이저가 통과하는 하프웨이브플레이트(540); 편광빔스플리터(550); 빔스플리터(560); 상기 편광빔스플리터(550)의 주변에 설치되는 빔덤프부(570); 상기 빔스플리터(560)의 주변에 설치되는 파워미터링부(580); 및 상기 빔스플리터를 통과한 광을 미러링하는 디이크로익미러(590); 및 상기 디이크로익미러(590)를 통과한 광을 집광하여 상기 프린팅층에 조사하는 렌즈부(591)을 포함한다.The laser beam irradiating unit 500 includes a laser beam generator 520; A laser beam controller (510) for performing laser beam generation control of the laser beam generator; A shutter 530 for controlling the shielding of the laser generated in the laser beam generator and emit to the outside; A half wave plate 540 through which the laser emit- ted through the shutter passes; A polarization beam splitter 550; Beam splitter 560; A beam dump unit 570 installed around the polarization beam splitter 550; A power metering unit 580 installed around the beam splitter 560; And a dichroic mirror 590 for mirroring the light having passed through the beam splitter 590; And a lens unit 591 for condensing the light passing through the micro mirror 590 and irradiating the light onto the printing layer.

한편, 모니터링부(600)는 카메라부(610); 및 카메라미러(620)를 포함한다.The monitoring unit 600 includes a camera unit 610; And a camera mirror 620.

한편, 미도시되었지만, 상기 카메라부(610), 상기 레이저빔제어부(510), 및 상기 스테이지제어부(410)은 1 이상의 컴퓨팅 장치에 연결될 수 있고, 사용자는 상기 컴퓨팅 장치를 통하여 프로그램화된 레이저소결층형성단계(S30)을 수행할 수 있다. Meanwhile, although not shown, the camera unit 610, the laser beam control unit 510, and the stage control unit 410 may be connected to one or more computing devices, Layer forming step S30 may be performed.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저소결층을 도시한다.12 shows a laser-sintered layer according to an embodiment of the present invention.

도 12에 도시된 레이저소결층은 10 mm/s 의 이동속도로 CW(continuous wave) 레이저빔을 조사하여 형성된 레이저소결층이다. The laser-sintered layer shown in FIG. 12 is a laser-sintered layer formed by irradiating a CW (continuous wave) laser beam at a moving speed of 10 mm / s.

도 12의 왼쪽사진는 산화니켈 나노파티클을 포함하는 용액의 프린팅층으로부터 환원적 소결을 수행한 니켈 도전층을 도시한다. 도 12의 왼쪽사진에서는 소결이 이루어지지 않은 부분은 불투명한 색상을 가지고, 소결이 이루어진 니켈 도전층은 밝은 색상 혹은 빛나는 (shiny) 색상을 갖는다. 상기 니켈 도전층이 빛나는 색상을 갖는 것은 스무스하고 균질한 토포그래피(topography)를 가짐에 따른 것이다. 한편, 도 12의 오른쪽사진은 상기 도 12의 왼쪽사진에서 무극성 용매, 바람직하게는 테트라데칸을 이용하여 프린팅층 중 환원성 레이저 소결이 일어나지 않은 부위를 제거한 상태를 도시한다.The left photograph of FIG. 12 shows a nickel electroconductive layer subjected to reductive sintering from a printing layer of a solution containing nickel oxide nanoparticles. In the left photograph of FIG. 12, the portion where the sintering is not performed has an opaque color, and the sintered nickel conductive layer has a bright color or a shiny color. The nickel conductive layer having a brilliant hue has a smooth and homogeneous topography. On the other hand, the right photograph of FIG. 12 shows a state in which a non-polar solvent, preferably, tetradecane is used in the left photograph of FIG. 12 to remove a portion of the printing layer where no reducing laser sintering is removed.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 12의 오른쪽사진에 도시된 레이저소결층의 EDS (Energy-dispersive X-ray spectroscopy) 매핑 이미지를 도시한다.13 shows an energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) mapping image of the laser-sintered layer shown in the right photograph of FIG. 12 according to an embodiment of the present invention.

도 13에 도시된 바와 같이, 프린팅층에 대하여 환원성 레이저 소결 후, 환원성 레이저 소결이 일어나지 않은 부위를 제거하는 경우, 니켈 영역과 산소 영역 사이의 명확한 대비를 확인할 수 있다. 도 13에 도시된 산소는 투명성 기판, 구체적으로는 유리 기판(SiO₂)에 기인한 것이다.As shown in FIG. 13, when the printing layer is sintered after the reducing laser sintering, a clear contrast between the nickel region and the oxygen region can be confirmed in the case where the portion in which the reducing laser sintering does not occur is removed. The oxygen shown in Fig. 13 is a transparent substrate, particularly, due to the glass substrates (SiO _2).

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 산화니켈 도전층(첫번째 사진), 니켈 도전층(두번째 사진), 산화니켈/니켈 도전층(세번째 사진)을 도시한다.Figure 14 shows a nickel oxide conductive layer (first photo), a nickel conductive layer (second photo), a nickel oxide / nickel conductive layer (third photo) according to one embodiment of the present invention.

산화니켈도전층(e)은 상기 열소결층에 해당하고, 니켈도전층은 프린팅층 전체에 대하여 환원성 레이저 소결을 수행한 층에 해당하고, 산화니켈/니켈 도전층은 프린팅층의 일부에 대하여 환원성 레이저 소결을 수행한 층에 해당한다.The nickel oxide conductive layer (e) corresponds to the heat-sintered layer, the nickel conductive layer corresponds to the layer subjected to reduction laser sintering with respect to the entire printing layer, and the nickel oxide / It corresponds to the layer on which laser sintering is performed.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 도전층의 레이저 파워밀도에 따른 비저항을 도시한다.15 shows the resistivity according to the laser power density of the nickel electroconductive layer according to an embodiment of the present invention.

도 15에 도시된 바와 같이, 상기 레이저소결층형성단계에서 조사되는 레이저의 레이저 파워밀도(power density)가 67 kW/cm² 내지 220 kW/cm² 인 경우, 비저항이 4000nΩ*m 이하인, 저항이 낮은 니켈 도전층, 즉 레이저소결층을 형성할 수 있다.As shown in FIG. 15, when the laser power density of the laser irradiated in the laser-sintered layer forming step is 67 kW / cm ² to 220 kW / cm ² , a resistance of 4000 n? A low nickel conductive layer, that is, a laser-sintered layer can be formed.

또한, 도 15에 도시된 바와 같이, 67, 90, 121, 165, 220 kW/cm² 의 레이저 파워밀도 중에서는 121 kW/cm²의 레이저 파워밀도에서 니켈 도전층의 저항이 가장 낮음을 확인하였다. 따라서, 더욱 바람직하게는 레이저파워밀도는 90 kW/cm² 내지 165 kW/cm² 이고, 더욱 바람직하게는 111 kW/cm² 내지 131 kW/cm² 이다.15, it was confirmed that the resistance of the nickel conductive layer was the lowest at a laser power density of 121 kW / cm ² among laser power densities of 67, 90, 121, 165 and 220 kW / cm ² . Therefore, more preferably, the laser power density is 90 kW / cm ² to 165 kW / cm ² , More preferably from 111 kW / cm ² to 131 kW / cm ² to be.

이와 같은 최적 레이저 파워밀도의 범위는 레이저 파워밀도에 따라서 도전층에서의 다공성 성질 혹은 환원적 소결이 얼마나 진행이 되는지가 다르다는 점에 기인한다. 구체적으로 레이저 파워밀도가 적정 범위보다 낮은 경우에는 산화니켈 나노파티클에 있어서 완전히 환원적 소결이 이루어지지 않을 수 있고, 반면 레이저 파워밀도가 적정 범위보다 높은 경우에는 그레인의 과다한 성장이 일어나게 되어 지나친 다공성을 가지게 되거나 전극의 표면이 망가지거나, 재산화가 일어나게 된다. 따라서, 적정한 레이저 파워밀도로 상기 레이저소결층형성단계가 이루어지지 않은 경우 레이저소결층은 높은 저항값을 가질 수 있다. 바람직하게는 상기 레이저의 파장은 300nm 내지 700nm 임이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 450nm 내지 500nm 이고, 일 실시예에서는 523nm이다.The range of the optimum laser power density is due to the fact that the porous property in the conductive layer or how the reducing sintering proceeds depends on the laser power density. Specifically, when the laser power density is lower than the proper range, the nickel nano-particles may not be completely reductive sintered. On the other hand, when the laser power density is higher than the proper range, excessive growth of the grain occurs and excessive porosity Or the surface of the electrode is broken or re-oxidation occurs. Therefore, when the laser-sintered layer forming step is not performed at an appropriate laser power density, the laser-sintered layer can have a high resistance value. Preferably, the wavelength of the laser is preferably 300 nm to 700 nm, more preferably 450 nm to 500 nm, and in one embodiment, 523 nm.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 도전층의 SEM 이미지를 도시한다.16 shows an SEM image of a nickel conductive layer according to an embodiment of the present invention.

도 16의 (i), (ii), 및 (iii)는 각각 레이저 파워밀도를 67, 121, 220 kW/cm²로 하는 경우의 니켈 도전층의 SEM 이미지를 도시한다.16 (i), (ii) and (iii) show SEM images of the nickel electroconductive layer when the laser power density is 67, 121 and 220 kW / cm ² , respectively.

도 16에 도시된 바와 같이 레이저 파워밀도가 121 kW/cm²인 경우, 소결이 잘 이루어졌고, 또한 다공성 특징이 적절하게 억제되었음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 16, when the laser power density was 121 kW / cm ² , it was confirmed that the sintering was satisfactory and the porosity characteristic was appropriately suppressed.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 니켈 도전층의 XRD 데이터를 도시한다.17 shows XRD data of a nickel conductive layer according to an embodiment of the present invention.

구체적으로 도 17은 레이저 파워밀도가 121 kW/cm² 로 하여 수행한 레이저소결층형성단계에서 형성된 레이저소결층의 XRD 데이터를 도시한다.Specifically, FIG. 17 shows a laser power density of 121 kW / cm ² The XRD data of the laser-sintered layer formed in the laser-sintered layer forming step is shown.

도 17에 도시된 바와 같이 2θ가 44.1, 51.9, 76.4°인 지점에서 피크를 보인다. 한편, 이와 같은 피크값은 fcc(face-centered cubic) 결정구조의 니켈의 (111), (200), 및 (220) 평면에 상응한다.As shown in FIG. 17, peaks are shown at the points where 2? Is 44.1, 51.9, and 76.4 °. On the other hand, such peak values correspond to the (111), (200), and (220) planes of nickel of the face-centered cubic crystal structure.

즉, 상술한 '2. 레이저소결층 형성에 의한 도전층 패턴 형성방법'에 의하면, 산화니켈 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 결과적으로 니켈층을 포함하는 도전층 패턴을 형성할 수 있다.That is, the above-mentioned '2. According to the method of forming a conductive layer pattern by the laser-sintered layer formation, a solution containing a nickel oxide nano-particle can be ink-jet printed to form a conductive layer pattern including a nickel layer.

3. 3. 레이저소결층Laser sintered layer 형성 및 Formation and 열소결층형성에In forming the heat sintered layer 의한 by 도전층Conductive layer 패턴 형성방법 Pattern formation method

이하에서는, 레이저소결층형성 및 열소결층형성에 의한 도전층 패턴 형성방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of forming a conductive layer pattern by laser-sintered layer formation and thermal sintered layer formation will be described.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저소결층 형성 및 열소결층형성에 의한 하이브리드 도전층 패턴 형성방법의 단계들을 개략적으로 도시한 도면이다.18 is a view schematically showing steps of a method of forming a hybrid sintered layer by forming a laser sintered layer and forming a thermally sintered layer according to an embodiment of the present invention.

이와 같은 도전층 패턴 형성방법은 도 2에 도시된 도전층 패턴 형성방법과 유사하게 레이저소결층형성단계(S30)까지 수행하고, 이후 열에 의한 소결을 수행한다.The conductive layer pattern forming method is performed until the laser-sintered layer forming step (S30), similar to the conductive layer pattern forming method shown in FIG. 2, and then sintering by heat is performed.

즉, 산화니켈/니켈 하이브리드 전극의 경우, 우선 레이저에 의한 환원성 소결에 의해 먼저 니켈 도전층을 만들고 그 이후 오븐 또는 핫플레이트에 의하여 열에 의한 소결을 하면, 니켈 도전층은 전도도를 거의 그대로 유지되고, 나머지 부분은 산화니켈 도전층으로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 열에 의한 소결은 200도 내지 300도에서 수행함으로서, 니켈 도전층의 전도도를 더욱 안정적으로 유지할 수 있다.That is, in the case of a nickel oxide / nickel hybrid electrode, first, a nickel conductive layer is first formed by a reducing sintering with a laser, and then sintering is performed by heat using an oven or a hot plate. And the remaining portion may be formed of a nickel oxide conductive layer. More preferably, the sintering by the heat is performed at 200 to 300 degrees, so that the conductivity of the nickel electroconductive layer can be more stably maintained.

구체적으로, 이와 같은 도전층 패턴 형성방법의 일 실시예는 기판 상에 나노파티클을 포함하는 용액을 프린팅하여 프린팅층(10)을 형성하는 프린팅층형성단계(S10); Specifically, one embodiment of the method for forming a conductive layer pattern includes a printing layer forming step (S10) of forming a printing layer 10 by printing a solution containing nanoparticles on a substrate;

상기 프린팅층 중 일부에 레이저에 의한 환원성 소결을 수행하여 레이저소결층(30)을 형성하는, 레이저소결층형성단계(S30); 및A laser-sintered layer forming step (S30) of forming a laser-sintered layer (30) by performing a reducing sintering with a laser on a part of the printing layer; And

상기 프린팅층 중 상기 레이저에 의한 환원성 소결이 수행되지 않은 나머지를 포함하는 영역에 열에 의한 소결을 수행하여 추가열소결층(31)을 형성하는 추가열소결층형성단계(S31)를 포함하는 도전층 패턴 형성방법이다.(S31) forming a further heat-sintered layer (31) by performing heat sintering in a region of the printing layer including the remainder not subjected to the reductive sintering with the laser to form a further heat sintered layer (31) Method.

한편, 프린팅층형성단계(S10); 및 레이저소결층형성단계(S30)에 대한 설명은 “ 2. 레이저소결층 형성에 의한 도전층 패턴 형성방법 ”과 동일하다. 다만, 본 발명의 실시예에서의 약간의 상이점은 프린팅층(10) 중 일부에 대하여만 의도적으로 레이저에 의한 환원성 소결을 수행하고, 나머지부분에 대해서는 열에 의한 소결을 수행함으로써, 레이저소결층(30)과 추가열소결층(31)을 동시에 존재하게 하는 점에서 차이가 있다.On the other hand, a printing layer forming step (S10); And the laser-sintered layer forming step (S30) are the same as &quot; 2. Method for forming conductive layer pattern by laser-sintered layer formation ". However, a slight difference in the embodiment of the present invention is that the laser sintering is intentionally performed only with respect to a part of the printing layer 10 and the sintering by heat is performed with respect to the remaining portion, And the additional heat sintering layer 31 are simultaneously present.

한편, 추가열소결층형성단계(S31)에서의 추가열소결층의 형성과 관련된 세부적인 과정은 상기 “1. 열소결층 형성에 의한 도전층 패턴 형성방법”과 동일하다.On the other hand, add column detailed procedures involved in the formation of the add column sintered layer in the sintered layer forming step (S31) is the "1. Method of forming conductive layer pattern by heat sintered layer formation ".

바람직하게는, 상기 나노파티클을 포함하는 용액이 잉크조성물에 해당하고, 한편, 상기 나노파티클은 산화니켈 나노파티클을 포함하고, 상기 레이저소결층(30)은 니켈층을 포함하고, 상기 추가열소결층(31)은 산화니켈층을 포함한다.Preferably, the solution comprising nanoparticles corresponds to an ink composition, the nanoparticles comprise nickel oxide nanoparticles, the laser sintered layer 30 comprises a nickel layer, (31) includes a nickel oxide layer.

한편, 추가열소결층형성단계(S31)은, 상기 “1. 열소결층 형성에 의한 도전층 패턴 형성방법”에서의 열소결층형성단계(S20)에서와 같이, 상기 레이저소결층형성단계(S30)이 완료된 기판 전체에 대하여 핫플레이트 혹은 오븐을 통하여 열을 가하여 열에 의한 소결을 수행한다. On the other hand, add column sintered layer forming step (S31) is, the "1. As in the thermal sintering layer forming step (S20) in the " method of forming conductive layer pattern by thermal sintered layer formation ", heat is applied to the entire substrate after completion of the laser-sintered layer forming step (S30) through a hot plate or an oven Thereby performing sintering by heat.

이 경우, 상기 프린팅층이 소결되어 추가열소결층(31)이 형성되고, 상기 추가열소결층(31)은 산화니켈 도전층을 포함하게 된다. 한편, 상기 레이저소결층(30)의 경우 추가적인 열을 받게 되지만 물성 혹은 화학적 조성에 대해서는 변화하지 않고, 추가열소결층형성단계(S31) 이전의 레이저소결층과 실질적으로 동일한 도전성 관련 물성을 유지함을 확인하였다.In this case, the printing layer is sintered to form the additional heat sintering layer 31, and the additional heat sintering layer 31 includes a nickel oxide conductive layer. On the other hand, in the case of the laser-sintered layer 30, it is confirmed that it receives additional heat, but does not change its physical or chemical composition, and maintains substantially the same conductivity-related properties as the laser sintered layer before the step S31 for forming a further heat- Respectively.

따라서, 추가열소결층형성단계(S31)은 레이저소결층형성단계(S30)이 완료된 기판 전체에 대한 가열로서 구현될 수 있다. 이와 같은 기판 전체에 대한 가열은 100도 이상 500도 이하의 온도로 수행됨이 바람직하다.Therefore, the additional heat sintering layer forming step (S31) can be realized as heating for the entire substrate in which the laser-sintered layer forming step (S30) is completed. It is preferable that the heating of the entire substrate is performed at a temperature of 100 degrees or more and 500 degrees or less.

즉, 상술한 '3. 레이저소결층 형성 및 열소결층형성에 의한 도전층 패턴 형성방법'에 의하면, 산화니켈 나노파티클을 포함하는 용액을 잉크젯 프린팅하여 결과적으로 산화니켈층 및 니켈층을 포함하는 하이브리드 도전층 패턴을 형성할 수 있다.That is, the above-mentioned '3. According to a method of forming a conductive layer pattern by a laser-sintered layer formation and a heat-sintered layer formation, a solution containing nickel oxide nanoparticles is ink-jet printed to form a hybrid conductive layer pattern including a nickel oxide layer and a nickel layer .

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims

As a conductive layer pattern forming method,
A printing layer forming step of forming a printing layer by inkjet printing a solution containing nanoparticles on a substrate;
A laser-sintered layer forming step of forming a laser-sintered layer by performing a reducing sintering with a laser on a part of the printing layer; And
And forming a further heat sintering layer by performing heat sintering in a region of the printing layer including the remainder not subjected to the reducing sintering by the laser.

The method according to claim 1,
Wherein the nanoparticle comprises nickel oxide nanoparticles,
Wherein the laser-sintered layer comprises a nickel layer,
And the additional heat sintering layer comprises a nickel oxide layer.

The method of claim 2,
Wherein the step of forming the additional heat sintering layer is performed at a temperature of 100 degrees or more and 500 degrees or less.

The method of claim 2,
Wherein the solvent of the nanoparticle-containing solution comprises a non-polar solvent.

The method of claim 4,
Wherein the solvent comprises tetradecane.

The method of claim 2,
Wherein the substrate is subjected to a fluorocarbon coating, an ultraviolet-ozone treatment, a fluorocarbon coating, and an ultraviolet-ozone treatment before the printing layer forming step.

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The method of claim 2,
Between the printing layer forming step and the laser sintering layer forming step,
And a substrate drying step of drying the substrate.

The method of claim 9,
Wherein the printing layer in the laser-sintered layer forming step after the substrate drying step partially contains a solvent of the solution.

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The method of claim 2,
Wherein the laser power density of the laser irradiated in the laser-sintered layer forming step is 67 kW / cm ² to 220 kW / cm ² .

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