KR20100009309A - Method of fabricating electrode pattern and coductive ink compopsition used therein - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극 패턴 형성 방법 및 이에 사용되는 전도성 잉크 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 입자의 충진 밀도 및 전도도가 향상된 전극 패턴 형성 방법 및 이에 사용되는 전도성 잉크 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming an electrode pattern and a conductive ink composition used therein, and more particularly, to an electrode pattern forming method and a conductive ink composition used to improve the filling density and conductivity of metal particles.
능동 및 수동 소자, 디스플레이, 태양전지, 센서 등 각종 전자 장치는 경박화 및 휴대성, 고내충격성의 요구에 직면하고 있다. 이에 따라, 가요성(flexible) 기판 상에 전극 등의 각종 전자 소자를 형성하는 방법이 연구되고 있다.Various electronic devices such as active and passive devices, displays, solar cells, sensors, etc. are faced with demands for lightness, portability, and high impact resistance. Accordingly, a method of forming various electronic elements such as electrodes on a flexible substrate has been studied.
한편, 가요성 기판은 유리 등의 강성 기판에 비해 내열성이 떨어지므로 각 전자 소자의 형성시 저온 공정이 요구된다. On the other hand, since flexible substrates are inferior in heat resistance compared with rigid substrates, such as glass, a low temperature process is required at the time of formation of each electronic element.
경질 기판 상에 금속층을 형성하고, 포토리소그래피 공정에 의해 전극 패턴을 형성하는 방법이 일반적으로 이용되어 왔으나, 이는 고온 공정을 수반하여 가요성 기판에 손상을 줄 수 있으며, 공정이 복잡하고 고비용이다. 뿐만 아니라 노광과 식각 공정 중에 가스, 폐수 등이 배출되어 환경오염의 우려가 있다.Although a method of forming a metal layer on a rigid substrate and forming an electrode pattern by a photolithography process has been generally used, this may damage a flexible substrate with a high temperature process, which is complicated and expensive. In addition, there is a risk of environmental pollution due to the discharge of gas, waste water, etc. during the exposure and etching process.
또한, 가요성 기판에 손상을 주지 않는 저온 열처리 방식으로 전극을 형성하기 위해, PEDOT/PSS(Poly(EthyleneDiOxyThiophene)/Poly(Styrene Sulfonic acid)와 같은 전도성 고분자를 액상으로 제조하여 패턴을 직접 묘화하는 방법이 연구되었다. 그러나, 이는 전도성 고분자가 금속에 비해 전도성이 떨어지는 문제점이 있다. In addition, in order to form an electrode in a low temperature heat treatment method that does not damage the flexible substrate, a method of directly drawing a pattern by manufacturing a conductive polymer such as PEDOT / PSS (Poly (EthyleneDiOxyThiophene) / Poly (Styrene Sulfonic acid) in a liquid phase However, this has been a problem that the conductive polymer is less conductive than the metal.
따라서, 가요성 기판에 손상을 주지 않는 저온 공정을 이용하되, 전도성이 우수한 전극 패턴을 형성할 필요가 있다.Therefore, while using a low temperature process that does not damage the flexible substrate, it is necessary to form an electrode pattern excellent in conductivity.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 금속 입자의 충진 밀도 및 전도도가 향상된 전극 패턴 형성 방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method for forming an electrode pattern with improved packing density and conductivity of metal particles.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 전극 패턴 형성 방법에 이용되는 전도성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a conductive ink composition used in the electrode pattern forming method.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물은, 제1 평균 입경을 가지는 제1 금속 나노 입자, 제1 평균 입경의 2배이상인 제2 평균 입경을 가지는 제2 금속 나노 입자 및 용매를 포함하되, 상기 용매 중에 혼합된 상기 제2 금속 나노 입자와 상기 제1 금속 나노 입자의 부피비는 2.31 ~ 3.09이다.Conductive ink composition according to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the first metal nanoparticles having a first average particle diameter, the second metal nanoparticles having a second average particle diameter of more than twice the first average particle diameter Including particles and a solvent, the volume ratio of the second metal nanoparticles and the first metal nanoparticles mixed in the solvent is 2.31 to 3.09.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법은, 기판을 제공하는 단계와, 제1 평균 입경을 가지는 제1 금속 나노 입자, 제1 평균 입경의 2배이상인 제2 평균 입경을 가지는 제2 금속 나노 입자 및 용매를 포함하되, 상기 용매 중에 혼합된 상기 제2 금속 나노 입자와 상기 제1 금속 나노 입자의 부피비가 2.31 ~ 3.09인 전도성 잉크 조성물을 이용하여 상기 기판 상에 전극 패턴의 형상을 형성하는 단계와, 상기 전극 패턴의 형상을 300℃ 이하의 저온으로 열처리하는 단계를 포함한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of forming an electrode pattern, the method comprising: providing a substrate; A second metal nanoparticle having a mean particle diameter and a solvent, wherein the volume ratio of the second metal nanoparticle and the first metal nanoparticle mixed in the solvent is 2.31 to 3.09 on the substrate using the conductive ink composition. Forming a shape of the electrode pattern at the bottom, and heat-treating the shape of the electrode pattern at a low temperature of 300 ° C. or less.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따 라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures and well known techniques are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다. The spatially relative terms " below ", " beneath ", " lower ", " above ", " upper " It may be used to easily describe the correlation of a device or components with other devices or components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of the device in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figure, a device described as "below" or "beneath" of another device may be placed "above" of another device. Thus, the exemplary term "below" can encompass both an orientation of above and below. The device can also be oriented in other directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으 로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.
이하, 도 1a 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물에 대하여 상세히 설명한다. 도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물 중의 제1 및 제2 금속 입자 크기 및 비교예의 전도성 잉크의 금속 입자 크기를 나타낸 개략도이다. 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물의 패킹 부피 밀도를 비교예와 비교하여 나타낸 그래프이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물의 점도를 나타낸 그래프이다.Hereinafter, the conductive ink composition according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 3. 1A to 1C are schematic diagrams showing the first and second metal particle sizes in the conductive ink composition according to the first embodiment of the present invention and the metal particle sizes of the conductive inks of the comparative example. 2 is a graph showing the packing bulk density of the conductive ink composition according to the first embodiment of the present invention in comparison with a comparative example. 3 is a graph showing the viscosity of the conductive ink composition according to the first embodiment of the present invention.
본 실시예의 전도성 잉크 조성물은 용매 중에 혼합된 제1 금속 나노 입자 및 제2 금속 나노 입자를 포함한다. The conductive ink composition of this embodiment includes the first metal nanoparticles and the second metal nanoparticles mixed in a solvent.
도 1a를 참조하면, 본 실시예의 전도성 잉크 조성물(130)은 서로 다른 크기의 제1 금속 나노 입자(110)와 제2 금속 나노 입자(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1A, the
제1 금속 나노 입자(110)와 제2 금속 나노 입자(120)는 나노 미터(nm) 사이즈로 제공된다. 금속 입자가 나노 미터 사이즈로 제공되는 경우 전자 및 결정 구조의 변화 또는 입자의 표면적 증가에 따른 표면 물성이 향상될 수 있다. 특히, 나노 입자는 그 결정의 크기가 나노 미터 사이즈로 작아지기 이전에 비해 녹는점이 감소한다. 이에 따라, 낮은 온도에서 금속 입자끼리 융착시킬 수 있어, 저온 공정이 요구되는 전극 패턴 형성에 유용하다.The
한편, 금속 나노 입자는 나노 미터 사이즈로 제공하되, 나노 입자들 간의 공극(vacancy)이 감소되도록 서로 다른 평균 입경을 가지는 제1 금속 나노 입자(110) 및 제2 금속 나노 입자(120)를 혼합하여 사용한다. 예를 들어, 제2 금속 나노 입자(120)는 제1 금속 나노 입자(110)보다 평균 입경이 클 수 있다. 그러나, 제2 금속 나노 입자(120)보자 제1 금속 나노 입자(110)의 평균 입경이 큰 것을 배제하는 것은 아니다.Meanwhile, the metal nanoparticles may be provided in a nanometer size, but the
도 1b 및 도 1c를 참조하면, 제2 금속 나노 입자(120)를 제외하고 제1 금속 나노 입자(110)만을 포함하는 전도성 잉크 조성물(131)이나, 제1 금속 나노 입자(110)를 제외하고 제2 금속 나노 입자(120)만을 포함하는 전도성 잉크 조성물(132)은 공극 면적이 큰 것을 확인할 수 있다.1B and 1C, the
제2 금속 나노 입자(120)와 제1 금속 나노 입자(110)의 부피비는 2.31 ~ 3.09이다. 이러한 부피비에서 제2 금속 나노 입자(120)와 제1 금속 나노 입자(110)의 패킹 부피 밀도가 가장 높으며, 제1 금속 나노 입자(110)와 제2 금속 나노 입자(120)를 포함하는 전도성 잉크 조성물(130)을 이용하여 형성되는 전극 패턴의 전도도가 극대화될 수 있다.The volume ratio of the
도 2를 참조하면, 제2 금속 나노 입자(120)를 제외하고 제1 금속 나노 입자(110)만을 포함하는 전도성 잉크 조성물(131)의 패킹 부피 밀도(도 2의 (1) 참조)나, 제1 금속 나노 입자(110)를 제외하고 제2 금속 나노 입자(120)만을 포함하는 전도성 잉크 조성물(132)의 패킹 부피 밀도(도 2의 (3) 참조)보다 제1 금속 나노 입자(110) 및 제2 금속 나노 입자(120) 모두를 포함하는 전도성 잉크 조성 물(130)의 패킹 부피 밀도(도 2의 (2-1), (2-2), 및 (2-3) 참조)가 훨씬 높음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, the packing bulk density of the
제1 금속 나노 입자(110) 및 제2 금속 나노 입자(120)의 혼합에 의한 공극률을 살펴보면, 상대적으로 대형인 제2 금속 나노 입자(120)와 상대적으로 소형인 제1 금속 나노 입자(110)의 부피비가 각각 2:1, 3:1, 및 4:1인 경우(각각 도 2의 (2-1), (2-2), 및 (2-3) 참조) 중 제2 금속 나노 입자(120)와 제1 금속 나노 입자(110)의 부피비가 3:1인 경우에 패킹 부피 밀도가 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 도 2는 제1 금속 나노 입자(110)의 중량 %에 대한 패킹 부피 밀도를 나타내었으나, 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)이 평균 입경을 각각 일정한 것으로 가정하면, 중량비는 부피비에 비례하므로 도 2로부터 제2 및 제1 금속 나노 입자(120, 110)의 부피비를 확인할 수 있다.Looking at the porosity due to the mixing of the
한편, 제1 금속 나노 입자(110)와 제2 금속 나노 입자(120)와 같이 혼합된 입자들의 배열은, 단일 구조로 규칙적인 충진 배열인 체심 입방 구조(Body Centered Cubic Structure), 면심 입방 구조(Face Centered Cubic Structure)등을 따르지 않고 비규칙적인 충진 배열인 Furnas 모델을 따른다.Meanwhile, the arrangement of the particles mixed together with the
상대적으로 대형인 입자와 상대적으로 소형인 입자가 혼합된 Furnas 모델에서 이론적 최대 충진 분율(Theoretical maximum packing fraction), PFMAX 는 다음과 같다.Theoretical maximum packing fraction, PF MAX , in the Furnas model with relatively large and relatively small particles is given by
PFMAX = PFL + (1-PFL)PFS.......(수학식 1)PF MAX = PF L + (1-PF L ) PF S ....... (Equation 1)
여기서, PFL은 대형 입자로만 충진된 시스템의 충진율이고, PFS는 소형 입자로만 충진된 시스템의 충진율이다.Here, PF L is the filling rate of the system filled with only large particles, and PF S is the filling rate of the system filled with only small particles.
Mcgeary에 의하면 단일 크기 구형입자들의 비 규칙적 충진 배열에서 충진율은 입자크기에 상관없이 입자가 들어간 용기 직경과 입자 직경비가 10을 초과하면 약 60~65%라고 알려져 있다(James S. Reed, Principles of Ceramic Processing 2nd Edition, pp219-222). 따라서 대형 입자로만 충진된 시스템의 경우 위 식에서 PFL은 0.6~0.65로 가정할 수 있고, PFS는 0 이 되어 PFL = PFMAX가 성립된다. 이로 인해 단일 입자의 불규칙 충진 모델에서 얻는 충진율은 60~65%라는 것을 알 수 있다. 같은 방법으로 소형 입자로만 이루어진 시스템의 충진율 PFS도 0.60~0.65로 가정할 수 있다. 이렇게 되면 평균 입경이 다른 두 개의 입자들이 혼합되어 충진된 시스템의 이론적 최대 충진율 PFMAX는 85~88%로 될 수 있다.According to Mcgeary, the filling rate in the irregular filling arrangement of single-sized spherical particles is about 60-65%, regardless of the particle size, when the particle diameter-to-particle diameter ratio exceeds 10 (James S. Reed, Principles of Ceramic). Processing 2nd Edition, pp219-222). Therefore, in the case of a system filled with large particles only, it can be assumed that PF L is 0.6 ~ 0.65 in the above equation, and PF S becomes 0 so that PF L = PF MAX is established. Because of this, it can be seen that the filling rate obtained in the irregular filling model of a single particle is 60 to 65%. In the same way, the fill factor PF S of a system consisting of small particles can also be assumed to be 0.60-0.65. This results in a theoretical maximum fill factor PF MAX of 85-88% for a system filled with two particles of different average particle diameters.
또한 이 때, 이론적인 최대 충진율(PFMAX)을 얻을 수 있는 경우에 대형 입자와 소형 입자의 부피 VL과VS는 다음과 같다. In this case, when the theoretical maximum filling rate (PF MAX ) can be obtained, the volumes V L and V S of the large particles and the small particles are as follows.
VL = 1-Vs.......(수학식 2)V L = 1-V s ....... (Equation 2)
VL=PFL/PFMAX .......(수학식 3)V L = PF L / PF MAX ....... (Equation 3)
상대적으로 대형인 제2 평균 입경을 가지는 제2 금속 나노 입자(120)와 상대적으로 소형인 제1 평균 입경을 가지는 제1 금속 나노 입자(110)의 최대 충진 율(PFMAX)이 0.86이 되도록 하기 위한 VL의 범위는 상기 수학식 1 및 상기 수학식 3으로부터 얻어진다.The maximum filling rate (PF MAX ) of the
이렇게 얻어진 VL값 및 수학식 2를 하기 부피비(VL/Vs)식에 대입하면,Substituting the V L value and
VL/Vs= 2.307 ~ 3.095가 얻어진다.V L / V s = 2.307 to 3.095 is obtained.
즉, 전도성 잉크 조성물(130)에 함유된 상대적으로 대형인 제2 금속 나노 입자(120)와 상대적으로 소형인 제1 금속 나노 입자(110)의 부피비(VL/Vs)가 2.307 ~ 3.095범위에 있을 때 최대 충진율(PFMAX)이 얻어진다.That is, the volume ratio (V L / V s ) of the relatively large
충진율에 영향을 미치는 다른 요소로 제2 금속 나노 입자의 제2 평균 입경(RL)과 제1 금속 나노 입자의 제1 평균 입경(RS)의 비(ratio)를 들 수 있다. 금속 입자 혼합에 의한 충진율을 향상시키기 위해서는 제2 금속 나노 입자 사이의 간극의 크기보다 제1 금속 나노 입자의 제1 평균 입경(RS)이 작아야 한다. 본 실시예의 제2 금속 나노 입자의 제2 평균 입경(RL)과 제1 금속 나노 입자의 제1 평균 입경(RS)의 비는 2보다 크다. 즉, 제2 금속 나노 입자의 제2 평균 입경(RL)은 제1 금속 나노 입자의 제1 평균 입경(RS)의 2배 이상이다. 이와 같이, 제2 금속 나노 입자의 제2 평균 입경(RL)과 제1 금속 나노 입자의 제1 평균 입경(RS)의 비가 2 이상인 경우 두 입자의 혼합으로 인한 충전 효과가 있으며, 제2 금속 나노 입자의 제2 평 균 입경(RL)과 제1 금속 나노 입자의 제1 평균 입경(RS)의 비가 7보다 크게 되면 미세한 입자들이 매우 균질하게 되어 높은 충진율을 얻게 된다. Another factor influencing the filling rate is the ratio of the second average particle size R L of the second metal nanoparticle to the first average particle size R S of the first metal nanoparticle. In order to improve the filling rate by mixing the metal particles, the first average particle size R S of the first metal nanoparticles should be smaller than the size of the gap between the second metal nanoparticles. The ratio of the second average particle size R L of the second metal nanoparticle of the present embodiment to the first average particle size R S of the first metal nanoparticle is greater than two. That is, the second average particle diameter R L of the second metal nanoparticles is at least twice the first average particle diameter R S of the first metal nanoparticles. As such, when the ratio of the second average particle size R L of the second metal nanoparticles to the first average particle size R S of the first metal nanoparticles is 2 or more, there is a filling effect due to the mixing of the two particles. When the ratio of the second average particle size (R L ) of the metal nanoparticles to the first average particle size (R S ) of the first metal nanoparticles is greater than 7, the fine particles become very homogeneous to obtain a high filling rate.
따라서, 충진율을 향상시키기 위해, 제2 금속 나노 입자의 제2 평균 입경(RL)과 제1 금속 나노 입자의 제1 평균 입경(RS)의 비가 2 이상의 어느 값, 예를 들어 3인 제2 금속 나노 입자와 제1 금속 나노 입자를 2.31 ~ 3.09의 부피비(VL/Vs)로 혼합하는 것이 바람직하다.Therefore, in order to improve the filling rate, the ratio of the second average particle size R L of the second metal nanoparticles to the first average particle size R S of the first metal nanoparticles is not less than 2, for example, 3 It is preferable to mix the 2 metal nanoparticles and the first metal nanoparticles at a volume ratio (V L / V s ) of 2.31 to 3.09.
제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)는, 구리, 금, 은, 니켈, 팔라듐, 백금, 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 각각 선택될 수 있다.The first and
제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)는, 이들이 함께 용융되는 공정점(Eutectic Point)을 갖는 조성으로 혼합될 수 있다. 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)가 공정점을 가지는 경우 전도성 잉크 조성물로 형성한 전극 패턴의 융점이 낮아질 수 있으므로, 저온에서 전극 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 금속 나노 입자(120)는 구리(Cu)이고, 제1 금속 나노 입자(110)는 니켈(Ni) 또는 은(Ag)일 수 있다.The first and
본 실시예의 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)들은 용매 내에 혼합될 수 있다. 본 명세서 중의 "용매"라는 용어는 단일 용매 또는 2이상의 물질이 혼합된 혼합 용매일 수 있으며, 환원제, 분산제 등의 첨가제를 포함하는 의미로도 사용된다.The first and
본 실시예에서는 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120) 15 내지 20중량% 및 용매 80 내지 85중량%를 혼합하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)가 15 중량% 미만인 경우 전도성 잉크 조성물에 의해 형성된 전극 패턴의 전도성이 열화될 수 있고, 20중량%를 초과하는 경우 잉크 분사시 노즐 막힘 등 잉크의 유변 특성이 열화될 수 있다.In the present embodiment, it is preferable to mix 15 to 20% by weight of the first and
본 실시예의 용매는 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)들이 용이하게 분산될 수 있도록 제1 용매 및 제2 용매를 포함할 수 있다.The solvent of the present embodiment may include a first solvent and a second solvent so that the first and
제1 용매는 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol), 디에틸렌 글리콜(Dietylene Glycol), 트리에틸렌 글리콜(Triethlene Glycol), 프로필렌 글리콜(Propylene Glycol), 디프로필렌 글리콜(Dipropylene Glycol), 헥실렌 글리콜(Hexylene Glycol), 글리세린(Glycerine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.The first solvent is ethylene glycol, diethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, hexylene glycol, hexylene glycol, Glycerine may be any one or more selected from the group consisting of.
제2 용매는 에틸 알코올(Ethyl Alcohol), 메틸 알코올(Methyl Alcohol), 아세톤(Acetone), 이소프로필 알코올(Isopropanol), 톨루엔(Toluene), 헥산(Hexane), 헵탄(Heptane), 메틸 에틸 케톤(Methyl Ethyl Ketone), 에틸 락테이트(Ethyl Lactate)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.Second solvent is ethyl alcohol, methyl alcohol, acetone, isopropyl alcohol, isopropanol, toluene, hexane, heptane, methyl ethyl ketone Ethyl Ketone), ethyl lactate (Ethyl Lactate) may be any one or more selected from the group consisting of.
제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)들이 용매 내에 보다 효과적으로 분산될 수 있도록 본 실시예의 전도성 잉크 조성물은 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)에 흡착된 캡핑용 유기 분자를 더 포함할 수 있다. 분산제로서 폴리비닐피롤리돈(PVP: PolyVinylPrrolidone)이 적합하게 예시될 수 있으나, 분산제가 이에 한정되는 것은 아니다.In order to more effectively disperse the first and
본 실시예의 전도성 잉크 조성물의 점도는 0.5 내지 40 mPa·s이고, 뉴토니안 흐름거동(Newtonian flow) 조건을 만족하며, 표면장력이 20 내지 70 mN/m인 것이 바람직하다.It is preferable that the viscosity of the conductive ink composition of this embodiment is 0.5 to 40 mPa · s, satisfies Newtonian flow conditions, and has a surface tension of 20 to 70 mN / m.
이하, 상술한 분산제, 제1 용매, 제2 용매, 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)를 포함하는 전도성 잉크 조성물의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a conductive ink composition including the above-described dispersant, a first solvent, a second solvent, and the first and
먼저, 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)를 제공한다. 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)는 당업계에 공지된 방식으로 제조할 수 있다. 이 경우 제2 금속 나노 입자(120)와 제1 금속 나노 입자(110)의 평균 입경비는 2이상, 예를 들어 3이 되도록 제조한다.First, the first and
이어서, 전체 전도성 잉크 조성물 중 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)의 함량이 15 ~ 20중량%가 되도록 제1 및 제2 용매 및 분산제와 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)를 혼합한다. 제1 및 제2 용매 및 분산제는 상술한 바와 같은 물질을 사용할 수 있다.Subsequently, the first and second solvents and dispersants and the first and
이어서, 이들 제1 및 제2 용매 및 분산제와 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)의 혼합물을 균일하게 혼합하여 전도성 잉크 조성물을 완성한다. 균일한 혼합을 위해, 예를 들어 볼밀링(Ball-milling), 플레너트리 밀링(Planeraty-milling), 소니케이션(Sonication)이 이용될 수 있다.Subsequently, a mixture of these first and second solvents and dispersants and the first and
구체적으로 다음 제조예에 따라 전도성 잉크 조성물을 제조하여 그 특성을 실험하였다.Specifically, the conductive ink composition was prepared according to the following preparation example, and the characteristics thereof were tested.
[제조예 1] 제1 금속 나노 입자의 제조Preparation Example 1 Preparation of First Metal Nanoparticles
제1 금속 나노 입자로서 전도성이 우수한 은(Ag)을 선택하고 20nm의 크기로 제조하였다. Silver having excellent conductivity (Ag) was selected as the first metal nanoparticles and manufactured to a size of 20 nm.
분산제인 폴리비닐피롤리돈(PVP) 80g을 에틸렌글리콜 300㎖에 상온에서 기계적 교반에 의하여 완전히 용해시켰다. 이후, 상기 혼합물을 120℃까지 가열하였다. 한편, 질산은(AgNO3) 12.8g을 초순수(20ml)에 첨가하고 기계적 교반하여 완전히 용해된 질산은 용액을 제조하였다. 상기 120℃까지 가열된 용액에 질산은 용액을 주사기로 주입하여 1시간 동안 유지시켜 반응 시킨 후, 반응 완료 후 아세톤과 에탄올을 이용하여 3회 세척하고 진공 오븐에서 건조 하였다. 이를 통해 평균 직경 길이 20nm의 구형 단분산 은 입자를 제조 하였다.80 g of polyvinylpyrrolidone (PVP) as a dispersant was completely dissolved in 300 ml of ethylene glycol by mechanical stirring at room temperature. The mixture was then heated to 120 ° C. Meanwhile, 12.8 g of silver nitrate (AgNO 3) was added to ultrapure water (20 ml) and mechanically stirred to prepare a completely dissolved silver nitrate solution. The silver nitrate solution was injected into the solution heated to 120 ° C. and maintained in the syringe for 1 hour, followed by reaction. Through this, spherical monodisperse silver particles having an average diameter of 20 nm were prepared.
[제조예 2] 제2 금속 나노 입자의 제조Preparation Example 2 Preparation of Second Metal Nanoparticles
제2 금속 나노 입자로서 전도성이 우수하고 가격이 저렴한 구리(Cu)를 선택하고 60nm의 크기로 제조하였다.As the second metal nanoparticles, copper (Cu) having excellent conductivity and low cost was selected and manufactured to a size of 60 nm.
분산제인 폴리비닐피롤리돈(PVP) 16g을 용매인 디에틸렌글리콜 220ml에 혼합하고 상온에서 기계적으로 교반하여 완전히 용해시켰다. 또한, 환원제인 소듐 포스피네이트 모노하이드레이트를 1.7578g를 상기 용매 및 분산제 혼합물에 첨가하고 상온에서 기계적 교반에 의해 완전히 용해시켰다. 상기 혼합물 용액을 교반하며 140℃까지 가열하였다. 한편, 구리염인 카파 설페이트 펜타하이드레이트 10.1672g을 초순수 30g에 혼합하여 상온에서 기계적 교반에 의해 완전히 용해시켜 구리염 용액을 제조하였다. 상기 가열된 혼합물 용액에 주사기 펌프를 사용하여 분당 2ml의 주입 속도로 상기 구리염 용액을 주입하였다. 이 상태에서 상기 용액을 1시간 동안 유지하여 반응시키고 반응 완료 후, 원심 분리를 이용하여 입자를 분리하였다. 분리된 입자를 메탄올을 사용하여 3회 세척하고 진공오븐에서 건조하였다. 이를 통해 평균 직경 길이 60㎚의 구형 단분산 구리 나노 입자를 제조하였다.16 g of polyvinylpyrrolidone (PVP) as a dispersant was mixed with 220 ml of diethylene glycol as a solvent, and completely dissolved by mechanical stirring at room temperature. In addition, 1.7578 g of sodium phosphinate monohydrate, a reducing agent, was added to the solvent and dispersant mixture and completely dissolved by mechanical stirring at room temperature. The mixture solution was heated to 140 ° C. with stirring. Meanwhile, 10.1672 g of kappa sulfate pentahydrate, which is a copper salt, was mixed with 30 g of ultrapure water and completely dissolved at room temperature by mechanical stirring to prepare a copper salt solution. The copper mixture solution was injected into the heated mixture solution at an injection rate of 2 ml per minute using a syringe pump. In this state, the solution was maintained for 1 hour to react, and after completion of the reaction, particles were separated by centrifugation. The separated particles were washed three times with methanol and dried in a vacuum oven. This produced spherical monodisperse copper nanoparticles having an average diameter of 60 nm in length.
[제조예 3] 전도성 잉크 조성물의 제조Preparation Example 3 Preparation of Conductive Ink Composition
제1 용매로 에틸렌 글리콜, 제2 용매로 메틸 알코올을 포함하는 용매에 단분산도가 우수한 구리 나노 입자와 은 입자를 부피비 2:1, 3:1, 4:1으로 혼합 하였다. 구리와 은 나노 입자는 전체 용액에 대해 20중량%의 고형 분율을 갖도록 첨가하였다. 분산제로는 상기 구리 나노 입자와 은 입자에 흡착된 캡핑용 유기 분자를 사용하였다. 상기 용액을 초음파(sonication)와 플레너트리 밀링을 이용하여 균일하게 혼합하여 전도성 잉크 조성물을 제조하였다. 전도성 잉크 조성물의 제1 및 제2 나노 금속 입자의 분산성을 확인하기 위하여 전단률에 따른 점도 특성을 측정하여 도 3에 나타내었다. Copper nanoparticles having excellent monodispersity and silver particles in a solvent containing ethylene glycol as a first solvent and methyl alcohol as a second solvent were mixed in a volume ratio of 2: 1, 3: 1, and 4: 1. Copper and silver nanoparticles were added to have a solid fraction of 20% by weight based on the total solution. As the dispersant, capping organic molecules adsorbed on the copper nanoparticles and silver particles were used. The solution was uniformly mixed using sonication and planar tree milling to prepare a conductive ink composition. In order to confirm the dispersibility of the first and second nano metal particles of the conductive ink composition, the viscosity characteristic according to the shear rate was measured and shown in FIG. 3.
도 3을 참조하면, 전단율이 증가함에 따라 전도성 잉크 조성물의 점도 특성이 변하지 않고 거의 일정한 것을 확인할 수 있다. 이는 전도성 잉크 조성물 용액의 분산 안정성이 우수한 것을 의미한다.Referring to FIG. 3, it can be seen that as the shear rate is increased, the viscosity characteristic of the conductive ink composition does not change and is almost constant. This means that the dispersion stability of the conductive ink composition solution is excellent.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서는 이전 실시예의 전도성 잉크 조성물을 이용하여 전극 패턴을 형성하며, 이에 이전 실시예와 중복되는 설명 은 생략하거나 간략화한다.Hereinafter, a method of forming an electrode pattern according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6. 4 is a flowchart illustrating a method of forming an electrode pattern according to a second exemplary embodiment of the present invention. 5 and 6 are cross-sectional views showing an electrode pattern forming method according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the electrode pattern is formed using the conductive ink composition of the previous embodiment, and thus descriptions overlapping with the previous embodiment will be omitted or simplified.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 금속 나노 입자를 제공한다(S100). 제1 및 제2 금속 나노 입자는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 방식으로 제공한다.4 to 6, the first and second metal nanoparticles are provided (S 100 ). The first and second metal nanoparticles are provided in the same manner as in the first embodiment of the present invention.
이어서, 전도성 잉크 조성물을 제공한다(S200). 제2 및 제1 금속 나노 입자를 2.31 ~ 3.09의 부피비로 제1 및 제2 용매에 혼합하고 밀링한다. 전도성 잉크 조성물도 본 발명의 제1 실시예와 동일한 방식으로 제공한다.Subsequently, a conductive ink composition is provided (S 200 ). The second and first metal nanoparticles are mixed and milled in the first and second solvents at a volume ratio of 2.31 to 3.09. A conductive ink composition is also provided in the same manner as in the first embodiment of the present invention.
이어서, 도 4 및 도 5를 참조하면, 기판(10) 상에 전극 패턴의 형상(130)을 형성한다(S300). 전극 패턴의 형상(130)은 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)를 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한다. 액적 캐스팅, 잉크젯 프린팅, 스크린 프린팅법으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 방식으로, 기판(10) 상에 전도성 잉크 조성물을 도포하여 전극 패턴의 형상(130)을 형성한다.4 and 5, the
여기서, 기판(10)은 연성이 있고 가벼운 플라스틱과 같은 가요성 기판일 수 있다. Herein, the
이어서, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 기판(10)을 저온 열처리 하여 전극 패턴(140)을 형성한다(S400). 전극 패턴(140)은 각종 전자 소자의 전극 패턴일 수 있으며, 예를 들어 액정 표시 장치 중 게이트 전극 패턴, 데이터 전극 패턴 등일 수 있다.Subsequently, referring to FIGS. 4 to 6, the
저온 열처리 온도는 100 ~ 300℃일 수 있다. 이 온도는 열처리에 의해 가요성 기판(10)이 손상되지 않을 정도의 온도일 것이 요구된다. 따라서, 가요성 기피 ㅏㄴ(10)의 열적 안정성이 담보되는 온도에서 우수한 전도도를 나타내는 전도성 잉크 조성물을 사용할 필요가 있다.Low temperature heat treatment temperature may be 100 ~ 300 ℃. This temperature is required to be a temperature such that the
열처리 시 전극 패턴(140)에 산화막이 형성되는 것을 억제하기 위하여, 진공 분위기, 수소 가스를 이용한 환원 분위기, 그리고 질소, 아르곤, 헬륨 가스를 이용한 비활성 분위기에서 열처리를 수행하는 것이 바람직하다. 진공 처리는 10-3torr 이하의 진공 분위기에서 수행할 수 있다.In order to suppress the formation of the oxide film on the
제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)가 나노 미터 사이즈로 제공되어 융점이 감소하므로, 상술한 바와 같은 저온 열처리에 의해서도 서로 융착하여 전극 패턴(140)이 형성된다. 제1 및 제2 금속 나노 입자(110, 120)의 융착에 의해 전극 패턴(140)의 전도도가 증가된다.Since the first and
또한, 제2 및 제1 금속 나노 입자(120, 110)가 2.31 ~ 3.09의 부피비로 함유된 전도성 잉크 조성물을 이용하여 전극 패턴 형상(130)을 형성하였으므로, 전극 패턴(140)은 조밀한 금속 입자들로 이루어지며, 전도도가 우수하다.In addition, since the
이하, 도 7a 내지 도 12를 참조하여, 본 실시예에 따른 방법에 의해 형성한 전극 패턴의 특성을 확인한다. 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 단면도이다. 도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 사진이다. 도 9a 내지 도 10d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 열처 리 온도를 달리하여 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 사진이다. 도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 열처리 온도를 달리하여 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 사진이다.7A to 12, the characteristics of the electrode pattern formed by the method according to the present embodiment will be confirmed. 7A to 7C are cross-sectional views comparing an electrode pattern formed by an electrode pattern forming method according to a second exemplary embodiment of the present invention with an electrode pattern according to a comparative example. 8A to 8C are photographs comparing an electrode pattern formed by an electrode pattern forming method according to a second exemplary embodiment of the present invention with an electrode pattern according to a comparative example. 9A to 10D are photographs comparing an electrode pattern formed by changing a heat treatment temperature according to an electrode pattern forming method according to a second exemplary embodiment of the present invention with an electrode pattern according to a comparative example. 11 and 12 are photographs comparing the electrode pattern formed by varying the heat treatment temperature according to the electrode pattern forming method according to the second embodiment of the present invention with the electrode pattern according to the comparative example.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 제1 금속 나노 입자로 은(Ag)을, 제2 금속 나노 입자로 구리(Cu)를 각각 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하고, 300℃에서 열처리하여 형성한 전극 패턴(140)의 단면을 확인할 수 있다. 이 도면은 집속 이온 빔(FIB: Focused Ion Beam)에 의해 전극 패턴(140)에 단면을 형성하여 촬영한 사진이다. 도 7a와 같이 구리와 은 입자의 부피비가 3:1인 경우 전극 패턴(140)이 가장 조밀하였으며, 도 7b 및 도 7c와 같이 구리와 은 입자의 부피비가 2:1 및 4:1인 경우의 전극 패턴(140)은 입자들간의 간극이 시인되며 입자들이 조밀하게 배치되어 있지 않다. 여기서, 구리와 은 입자의 부피비가 3:1인 경우 전극 패턴(140)의 전도도가 가장 높아짐을 추론할 수 있다.7A to 7C, an electrode formed by heat treatment at 300 ° C. using a conductive ink composition including silver (Ag) as first metal nanoparticles and copper (Cu) as second metal nanoparticles, respectively. The cross section of the
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 도 8a와 같이 구리와 은 입자의 부피비가 3:1인 경우 검은색으로 나타낸 공극의 면적이 가장 작았으며, 도 8b 및 도 8c와 같이 구리와 은 입자의 부피비가 2:1 및 4:1인 경우의 전체 사각형의 면적에 대한 공극의 면적이 도 8a의 경우에 비해 넓었다. 구리 입자 은 입자의 부피비가 2:1, 3:1, 및 4:1인 경우 각각의 공극률은 16%, 14%, 및 24%로 전도성 잉크 조성물 중의 구리 입자와 은 입자의 부피비가 3:1인 경우 금속 입자의 충진 밀도가 가장 높았다. 구리와 은 입자가 부피 비 3:1로 혼합된 경우에 가장 높은 충진율 86%를 얻었으며, 이는 Furnas rule에 의한 이론값과 유사하다.8A to 8C, when the volume ratio of copper and silver particles is 3: 1 as shown in FIG. 8A, the area of the voids shown in black is the smallest, and the volume ratio of copper and silver particles as shown in FIGS. 8B and 8C. Is 2: 1 and 4: 1, the area of the voids with respect to the area of the entire quadrangle was wider than in the case of FIG. 8A. When the copper particles have a volume ratio of 2: 1, 3: 1, and 4: 1, the porosity is 16%, 14%, and 24%, respectively, and the volume ratio of copper particles and silver particles in the conductive ink composition is 3: 1. In the case of, the packing density of the metal particles was the highest. The highest filling rate of 86% was obtained when copper and silver particles were mixed in a volume ratio of 3: 1, which is similar to the theoretical value according to the Furnas rule.
도 9a 내지 도 10d를 참조하면, 구리와 은을 모두 포함하는 전극 패턴은 저온에서도 융착이 양호하게 일어남을 확인할 수 있다. 도 9a 내지 도 9d는, 구리만 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한 전극 패턴 형상을 각각 175℃, 225℃, 275℃, 325℃로 열처리하여 형성한 전극 패턴의 주사 전자 현미경(SEM) 사진을 나타낸 것이다. 이 경우 저온인 175℃, 225℃에서는 구리 입자간의 융착 현상이 거의 발생하기 않았음을 확인할 수 있다. 9A to 10D, the electrode pattern including both copper and silver may be confirmed that fusion occurs well even at low temperatures. 9A to 9D are scanning electron microscope (SEM) photographs of electrode patterns formed by heat treatment of electrode pattern shapes formed using a conductive ink composition containing only copper at 175 ° C, 225 ° C, 275 ° C and 325 ° C, respectively. It is shown. In this case, it can be confirmed that fusion between copper particles hardly occurred at 175 ° C and 225 ° C at low temperatures.
도 10a 내지 도 10d는, 구리 및 은을 3:1의 부피비로 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한 전극 패턴 형상을 각각 175℃, 225℃, 275℃, 325℃로 열처리하여 형성한 전극 패턴의 주사 전자 현미경(SEM) 사진을 나타낸 것이다. 이 경우 고온의 경우는 물론 저온인 175℃, 225℃에서도 구리 입자 및 은 입자 상호간에 양호한 융착 현상이 발생했음을 확인할 수 있다.10A to 10D illustrate an electrode pattern formed by heat-treating an electrode pattern shape formed by using a conductive ink composition containing copper and silver in a volume ratio of 3: 1 at 175 ° C, 225 ° C, 275 ° C, and 325 ° C, respectively. The scanning electron microscope (SEM) photograph of the is shown. In this case, it can be confirmed that good fusion occurred between the copper particles and the silver particles at high temperatures as well as at low temperatures of 175 ° C and 225 ° C.
도 11을 참조하면, 구리만 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한 전극 패턴은 저온에서 비저항이 급격하게 증가함을 확인할 수 있다. 이에 반해, 구리 및 은을 3:1의 부피비로 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한 전극 패턴 형상은 저온에서도 양호한 비저항을 유지함을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 11, it can be seen that an electrode pattern formed by using a conductive ink composition containing only copper has a rapid increase in specific resistance at low temperature. On the contrary, it can be seen that the electrode pattern shape formed using the conductive ink composition containing copper and silver in a volume ratio of 3: 1 maintains a good resistivity even at low temperatures.
도 12를 참조하면, 구리 및 은을 각각 3:1, 2:1, 및 4:1의 부피비로 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한 전극 패턴의 비저항을 비교하였다. 구리 및 은을 2:1 및 4:1의 부피비로 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한 전극 패턴은 저온에서 비저항이 급격하게 증가하였으나, 구리 및 은을 3:1의 부피 비로 포함하는 전도성 잉크 조성물을 이용하여 형성한 전극 패턴은 저온에서의 비저항 증가가 미미하였다.Referring to FIG. 12, the resistivity of an electrode pattern formed by using a conductive ink composition including copper and silver in a volume ratio of 3: 1, 2: 1, and 4: 1, respectively, was compared. The electrode pattern formed by using a conductive ink composition containing copper and silver in a volume ratio of 2: 1 and 4: 1 has a sharp increase in resistivity at low temperature, but a conductive ink containing copper and silver in a volume ratio of 3: 1. The electrode pattern formed using the composition showed a slight increase in resistivity at low temperatures.
본 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따르면, 전도성 잉크 조성물을 이용하여 전극 패턴을 형성함으로써 포토리소그래피 장비와 같은 고가의 장비가 요구되지 않아 전극 패턴 형성 비용이 절감되고, 식각 공정 등에 의한 환경 오염 우려를 방지할 수 있다. 또한, 저온에서 전극 패턴을 형성할 수 있으므로 가요성 기판에 손상을 주지않고 전극 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 2.31 ~ 3.09의 크기가 다른 나노 입자를 이용하여 전도성 잉크 조성물을 형성함으로써 전기 전도 특성이 우수한 전극 패턴을 얻을 수 있다.According to the electrode pattern forming method according to the present embodiment, by forming the electrode pattern using the conductive ink composition, expensive equipment such as photolithography equipment is not required, thereby reducing the electrode pattern forming cost and fearing environmental pollution due to an etching process. Can be prevented. In addition, since the electrode pattern can be formed at a low temperature, the electrode pattern can be formed without damaging the flexible substrate. In addition, by forming a conductive ink composition using nanoparticles having different sizes of 2.31 to 3.09, an electrode pattern having excellent electrical conductivity can be obtained.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물 중의 제1 및 제2 금속 입자 크기 및 비교예의 전도성 잉크의 금속 입자 크기를 나타낸 개략도이다.1A to 1C are schematic diagrams showing the first and second metal particle sizes in the conductive ink composition according to the first embodiment of the present invention and the metal particle sizes of the conductive inks of the comparative example.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물의 패킹 부피 밀도를 비교예와 비교하여 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the packing bulk density of the conductive ink composition according to the first embodiment of the present invention in comparison with a comparative example.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전도성 잉크 조성물의 점도를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the viscosity of the conductive ink composition according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성방법을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of forming an electrode pattern according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법을 나타낸 단면도이다.5 and 6 are cross-sectional views showing an electrode pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 단면도이다. 7A to 7C are cross-sectional views comparing an electrode pattern formed by an electrode pattern forming method according to a second exemplary embodiment of the present invention with an electrode pattern according to a comparative example.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 사진이다.8A to 8C are photographs comparing an electrode pattern formed by an electrode pattern forming method according to a second exemplary embodiment of the present invention with an electrode pattern according to a comparative example.
도 9a 내지 도 10d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 열처리 온도를 달리하여 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 사진이다.9A to 10D are photographs comparing an electrode pattern formed by changing a heat treatment temperature according to an electrode pattern forming method according to a second embodiment of the present invention with an electrode pattern according to a comparative example.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 패턴 형성 방법에 따라 열처리 온도를 달리하여 형성한 전극 패턴을 비교예에 따른 전극 패턴과 비교한 사진이다.11 and 12 are photographs comparing the electrode pattern formed by varying the heat treatment temperature according to the electrode pattern forming method according to the second embodiment of the present invention with the electrode pattern according to the comparative example.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명) (Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10: 기판 110: 제1 금속 나노 입자 10: substrate 110: first metal nanoparticles
120: 제2 금속 나노 입자 130: 전도성 잉크 조성물120: second metal nanoparticle 130: conductive ink composition
140: 전극 패턴140: electrode pattern
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