KR20140130256A - 흑화 전도성 패턴의 형성방법 및 흑화 전도성 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흑화 전도성 패턴의 형성방법에 관한 것으로, 홈을 갖는 기재의 상기 홈에 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워지도록 충진하는 1차 충진단계, 상기 1차 충진단계에서 상기 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 충진되면서 상기 기재의 표면 상에 남아있는 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 에칭액으로 용해시켜 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 충진되는 2차 충진단계를 포함하여 이루어지며, 종래 기술로는 구현이 어려웠던 저 저항의 초 미세 전도성 패턴을 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 흑화 물질과 전도성 물질을 혼합하여 잉크 조성물을 형성하여 단일층의 전도성 패턴을 형성할 수 있어 전기적, 기계적 특성이 우수한 패턴형성 방법을 제공할 수 있다.

Description

흑화 전도성 패턴의 형성방법 및 흑화 전도성 잉크 조성물{METHOD FOR MANUFACTURING BLACKENING CONDUCTIVE PATTERN AND BLACKENING CONDUCTIVE INK COMPOSITION}
본 발명은 흑화 전도성 패턴의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전도성 물질과 흑화 물질을 혼합하여, 광학적·전기적 특성이 우수한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재의 홈에 충진시켜, 단일층의 전도성 패턴을 형성하는 방법에 관한 것이다.
최근 전자제품의 경박 단소화 추세로 디스플레이 또는 트랜지스터 등의 전자 소자들은 공통적으로 고밀도, 고집적의 형태로 제작될 것이 요구됨에 따라 전극 또는 배선(metallization)용에 사용할 수 있는 미세한 금속 패턴을 형성하는 기술이 주목되고 있다.
특히, 터치패널에 필수적인 투명전극을 제작하는 기술 중, 기재 상에 미세한 패턴을 형성하고 금속 전도성 잉크를 충진하여 형성되고, 이러한 금속 패턴은 저항 특성에 있어서 매우 유용하다. 그러나 금속 전도성 잉크를 기재 상의 패턴에 충진하면 금속의 반사 특성으로 인하여 시인성의 문제가 발생한다.
이를 해결하고자, 일반적으로 금속 전도성 잉크의 충진 후에 흑화 처리 공정이 도입된다. 흑화 처리 공정은 필름의 시인성을 개선시키지만, 필름의 도전성을 악화시켜 결과적으로 전극으로서의 물성을 악화시키는 문제가 있다.
여러 가지 공정을 이용하여 금속 미세 패턴 전극을 형성하는 방법이 공지되어 있으나, 후술하는 종래의 기술은 다음과 같은 문제점이 발견된다.
한국 공개특허 제10-2006-0105914호에는 투명 고분자 필름에 전도성 금속을 시드 역할로 증착하고, 여기에 흑색 전기 도금층을 형성한 뒤 메쉬 형태로 패터닝하는 방법이 기재되어 있다. 그러나 이 방법은 패터닝에 의한 식각 및 에칭 공정으로 공정이 복잡하고 저 저항의 전극 형성이 어려울 뿐만 아니라 환경적 문제를 발생시킨다.
다른 방법으로, 일본 공개특허 제2001-127485호에는 투명 기재 상에 메쉬 모양의 흑색 금속 산화물층과 금속층을 순차적으로 적층하여 투시성 전자파 실드재를 형성하는 방법이 기재되어 있다. 그러나 이 방법 또한, 증착 및 식각의 복잡한 공정을 필요로 한다.
또 다른 방법으로, 한국 공개특허 제10-2007-0102263호에는 기판 위에 광경화 또는 열경화가 가능한 전도성 레지스트층을 도포하고 몰드로 가압한 후, 전도성 레지스트층을 식각하여 형성하는 방법이 기재되어 있다. 그러나 식각 공정으로 공정이 복잡하고 저 저항의 전극 형성에 한계가 있다는 문제점이 있다.
또 다른 방법으로, 한국 공개특허 제10-2009-0061225호에 기재된 발명은 비전도성 기재에 레지스트층을 도포하고 레이저를 이용하여 레지스트층에 미세 패턴을 형성하고, 상기 패턴에 전도성 물질층 및 흑화 물질층을 적층하여 전도성 패턴을 형성한다. 상기 방법은 시인성이 떨어지고 저 저항의 전극 형성이 어렵다.
따라서, 흑화도 등의 광학적 특성은 향상시키면서 전기적 특성 또한 유지할 수 있는 흑화 물질 및 간단한 공정으로 광학적, 전기적, 기계적 특성을 가진 미세 패턴 전극을 형성할 수 패턴 방법의 개발이 요구된다.
특허문헌 1: 한국 공개특허 제10-2006-0105914호 특허문헌 2: 일본 공개특허 제2001-127485호 특허문헌 3: 한국 공개특허 제10-2007-0102263호 특허문헌 4: 한국 공개특허 제10-2009-0061225호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전도성 물질에 흑화 물질을 혼합하여 흑화도를 개선함과 동시에 저항을 저하시키지 않아 전기적 특성을 유지할 수 있는 흑화 전도성 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
또한, 패턴을 채우는 물질로 전도성 물질과 흑화 물질이 혼합된 하나의 흑화전도성 잉크 조성물을 사용하여, 별도의 흑화 과정이 없이 단일층의 패턴을 형성할 수 있는 흑화 전도성 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
또한, 흑화 전도성 잉크 조성물로 단일층의 패턴을 형성하여 기재 홈과의 부착력을 향상하여 기계적 특성을 향상할 수 있는 흑화 전도성 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
또한, 패턴 충진시 잔존하게 되는 기재 표면 상의 흑화 전도성 잉크를 에칭으로 용해시켜 홈으로 밀어 넣어 충진함으로써, 종래 기술로는 구현이 어려웠던 저 저항의 미세한 흑화 전도성 패턴을 형성하는 방법을 제공함에 있다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 흑화 전도성 패턴의형성 방법은, 홈을 갖는 기재의 상기 홈에 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워지도록 충진하는 1차 충진단계, 상기 1차 충진단계에서 상기 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 충진되면서 상기 기재의 표면 상에 남아있는 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 에칭액으로 용해시켜 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 충진되는 2차 충진단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 흑화 전도성 잉크 조성물은 전도성 물질 및 흑화 물질을 포함할 수 있다.
상기 전도성 물질은 금속 착제 화합물, 금속 전구체, 구형 금속입자, 금속 플레이크 또는 나노 입자 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 흑화 물질은 티타늄 계열, 지르코늄 계열, 망간 계열, 안티몬 계열 또는 바나듐 계열의 착제 화합물 또는 이들 착제 화합물의 조합을 포함할 수 있으며, 전도성 패턴을 형성할 수 있는 물질이라면 모두 적용 가능하다.
바람직하게, 상기 티타늄 계열의 착제 화합물은 이소프로필 티타네이트, 에틸 티타네이트, n-부틸 티타네이트, 폴리-N-부틸 티타네이트, 2-에틸헥실 티타네이트, n-프로필 티타네이트, 옥틸글리콜 티타네이트, 테트라 이소옥틸 티타네이트, 크실 티타네이트 모노머, 크실 티타네이트 폴리머, 티리에탄올아민 티타네이트, 티타늄 아세틸 아세토네이트, 티타늄 이소프로폭시드, 에틸 아세토아세틱 에스테르 티타네이트, 이소스테로일 티타네이트 또는 티타늄 락테이트 킬레이트 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 지르코튬 계열의 착제 화합물은 트리에탄올아민 지르코네이트, 지르코늄 락테이트, 지르코늄 글리코레이트, n-부틸 지르코네이트 또는 n-프로필 지르코네이트 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 망간 계열의 착제 화합물은 망간(III) 아세틸 아세토네이트, 망간(III) 아세틸 아세토네이트 테트라하이드레이트, 망간(II) 아세테이트, 망간(III) 아세테이트 다이하이드레이트, 망간(II) 아세틸 아세토네이트, 망간(II) 카보네이트, 망간(II) 카보네이트 하이드레이트, 망간(II) 헥사플로로아세틸아세토네이트 트리하이드레이트, 망간(II) 클로라이드, 망간(II) 나이트레이트 테트라하이드레이트, 망간(II) 설페이트 모노하이드레이트, 망간(II) 설파이드, 망간(II) 나이트레이트 하이드레이트, 망간(II) 설페이트 모노하이드레이트, 망간(II) 퍼클로레이트 하이드레이트, 망간(III) 플로라이드, 망간(II) 설페이트 하이드레이트, 망간(II) 클로라이드 하이드레이트 또는 망간(II) 클로라이드 모노하이드레이트 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 안티몬 계열의 착제 화합물은 안티몬(III) 클로라이드, 안티몬(III) 아세테이트, 안티몬(III) 에톡사이드, 안티몬(V) 클로라이드, 안티몬(V) 설파이드, 안티몬(III) 메톡사이드 안티몬(III) 설파이드, 안티몬(V) 플로라이드, 안티몬(III) 설파이드, 안티몬(III) 부톡사이드, 안티몬(III) 아이소프록포사이드 또는 안티몬(III) 프록포사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 바나듐 계열의 착제 화합물은, 바나듐(III) 아세틸아세토네이트, 바나듐(II) 클로라이드, 바나듐(III) 클로라이드, 바나듐(V) 옥실트리에톡사이드, 바나듐(V) 옥실클로라이드, 바나듐(IV) 클로라이드, 바나듐(V) 옥실트리프로폭사이드, 바나듐(V) 옥실플로라이드, 바나듐(IV) 옥사이드 설페이트 하이드레이트, 바나듐 보라이드, 바나듐(III) 브로마이드, 바나듐(III) 아이오다이드를 포함할 수 있다.
상기 1차 충진단계는, 잉크젯 방법, 평판 스크린법, 스핀 코팅법, 바 코터법,롤 코팅법, 플로우 코팅법, 닥터 블레이드, 디스펜싱, 그라비아 프린팅법 또는 플렉소 프린팅법으로 상기 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워질 수 있으며, 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 2차 충진단계는, 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 에칭액으로 용해시키는 잔류 잉크 조성물 용해단계 및 상기 에칭액에 의해 용해된 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 채워지도록 유도하는 잔류 잉크 조성물 충진단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 에칭액은 상기 기재 표면에 도포되어, 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 용해시킬 수 있으며, 에칭액의 도포 방법에는 업계에서 통상 사용할 수 있는 방법이라면 모두 적용 가능하다.
상기 용해단계에서, 상기 에칭액은 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이트계열, 암모늄 바이카보네이트계열, 카르복실산 계열, 락톤 계열, 락탐 계열, 환상 산 무수물 계열 화합물, 산-염기 염복합체, 산-염기-알코올계 복합체 또는 머캡토 계열 화합물 중 적어도 하나 및 산화제를 포함할 수 있다. 그러나, 이로 한정되는 것은 아니며 금속 물질을 용해시킬 수 있는 에칭액이면 모두 적용 가능하다상기 2차 충진단계는, 용해된 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 상기 홈으로 밀어넣음으로써, 상기 홈에 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워질 수 있다.
여기서, 용해된 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물은 닥터 블레이드 또는 브러쉬를 이용하여 상기 홈으로 밀어넣어 상기 홈을 채울 수 있으며, 방법이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 흑화 전도성 패턴 상에 흑화 전도성 잉크 조성물을 적층하는 적층단계를 더 포함할 수 있다.
상기 1차 충진단계, 상기 2차 충진단계 또는 상기 적층단계 이후, 상기 홈에 채워진 상기 흑화 전도성 잉크 조성물을 22 내지 600℃의 온도에서 건조하는 건조단계를 더 포함할 수 있으며, 건조 방법은 다양하게 적용 가능하다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 흑화 전도성 잉크 조성물은 전도성 물질 및 흑화 물질을 포함하고, 상기 흑화 물질은 티타늄 계열, 지르코늄 계열, 망간 계열 또는 안티몬 계열의 착제 화합물 또는 이들 착제 화합물의 조합을 포함하는 것이 바람직하며, 흑화 전도성 패턴을 형성할 수 있는 물질이라면 이에 한정되지 않는다.
상기 흑화 전도성 잉크 조성물의 상기 전도성 물질은 금속 착제 화합물, 금속 전구체, 구형 금속입자, 금속 플레이크 또는 나노 입자 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 흑화 물질은 상기 전도성 물질 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부인 것이 바람직하다.
본 발명의 흑화 전도성 패턴의 형성방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
기재 홈에 채워지는 잉크 조성물이 전도성 물질에 최적의 흑화 물질이 첨가되어 형성됨으로써, 전도성 패턴의 광학적, 전기적, 기계적 특성을 동시에 향상시킬 수 있다.
또한, 별도의 흑화층을 형성하지 않고, 전도성 물질과 흑화 물질을 혼합하여 잉크 조성물을 이용하여 공정이 단순해지고 경제적이며, 패턴의 부착성이 현저하게 향상된다.
뿐만 아니라, 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재의 홈에 충진할 때, 잔존하게 되는 흑화 전도성 잉크 조성물을 에칭액으로 용해시켜 상기 홈에 재충진시킴으로써, 우수한 성능을 구현할 수 있는 저 저항의 전도성 패턴을 형성할 수 있으며, 미세한 전도성 패턴의 형성이 용이하다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 흑화 전도성 패턴을 형성하는 방법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 의한 흑화 전도성 패턴을 형성하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 3a는 흑화 전도성 잉크 조성물에 대하여 흑화물질의 함량비를 달리하여 측정한 비저항값을 도시한 그래프이다.
도 3b는 흑화 전도성 잉크 조성물에 대하여 흑화물질의 함량비를 달리하여 측정한 흑화도(L*)를 도시한 그래프이다.
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 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소, 단계는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 흑화 전도성 패턴 방법을 설명하기 위하여 도면을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 흑화 전도성 패턴 방법은 도 1와 같이, 1차 충진단계(S10) 및 2차 충진단계(S20)를 포함하여 이루어진다.
1차 충진단계( S10 )
1차 충진단계(S10)는 홈을 갖는 기재의 상기 홈에 흑화 전도성 잉크 조성물을 채우는 단계로, 음각의 홈에 전도성을 가지는 물질을 충진한다.
상기 기재의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 기재는 투명한 재질, 예컨대 플라스틱 필름이나 글라스로 형성될 수 있다. 상기 플라스틱 필름으로는 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 나일론(Nylon), 폴리테트라플로우로에틸렌(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트 (PC), 또는 폴리아릴레이트(PAR)가 사용될 수 있다. 불투명한 재질로 구비될 수도 있다. 예컨대 표면이 절연 처리된 금속제 플레이트가 사용되거나, 불투명한 플라스틱 필름, 불투명한 글라스 또는 불투명한 유리 섬유재가 적용될 수 있다. 이와 같이 플라스틱 필름이나 유리 기판 등을 사용 할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
상기 기재에 홈을 형성하는 방법은 업계에서 통상적으로 사용하는 방법으로 형성할 수 있으며, 바람직하게는 임프린팅 공정으로 UV경화수지 또는 열경화성 수지를 몰드로 임프린트하여 형성하는 방법, 레이저로 직접 기재를 식각하여 형성하여 사용하는 방법, 포토리소그라피 방식을 사용하여 형성하는 방법 등을 이용하여 구현하고자하는 미세선폭의 크기에 맞추어 선택하여 사용할 수 있다.
흑화 전도성 잉크 조성물은 전도성 물질 및 흑화 물질을 포함하여 이루어진다.
상기 전도성 물질은 금속 착제 화합물, 금속 전구체, 구형 금속입자, 금속 플레이크 또는 나노 입자를 사용할 수 있으며, 전도성 물질의 재료에 따라 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
미세 홈에 충진성을 향상시키기 위하여 금속 착체 화합물 또는 금속 전구체를 사용할 수 있다. 또한 금속착체 화합물 또는 금속 전구체를 환원시켜 나노크기의 금속입자를 제조하여 혼합물로도 사용할 수 있다. 이를 사용하면 종래 기술로는 형성할 수 없었던 나노 크기의 미세 전도성 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명에 사용되는 금속 전구체는 일반식 MnX로 나타낼 수 있는데 여기서 M은 Ag, Au, Cu, Ni, Co, Pd, Ti, V, Mn, Fe, Cr, Zr, Nb, Mo, W, Ru, Cd, Ta, Re, Os, Ir, Al, Ga, Ge, In, Sn, Sb, Pb, Bi이고 n은 1내지 10의 정수이며, X는 산소, 황, 할로겐, 시아노, 시아네이트, 카보네이트, 니트레이트, 나이트레이트, 설페이트, 포스페이트, 티오시아네이트, 클로레이트, 피클로레이트, 테트라플포로 보레이트, 아세틸아세토네이트, 머캡토, 아미드, 알콕사이드, 카볼실레이트 등을 나타낸다. 구체적으로 예를들면, 초산 금, 옥살산 팔라듐, 2-에틸 헥산산은, 2-에틸 헥산산구리, 스테아린산 철, 포름산 니켈, 아연 시트레이트와 같은 카르복실산 금속, 질산은, 시안화 구리, 탄산 코발트, 염화백금, 염화금산, 테트라부톡시 티타늄, 디메톡시지르코늄 디클로라이드, 알루미늄 이소프로폭사이드, 바나듐 옥사이드, 탄탈륨 메톡사이드, 비스무스 아세테이트, 도데실 머캡토화 금, 인듐 아세틸아세토네이트와 같은 금속 화합물 등을 한 종류 이상 선택하여 함께 사용 가능하다.
일반적인 금속 나노입자 제조방법에는 물리적으로 금속 덩어리를 미세하게 분쇄하여 제조하는 물리적인 방법과 화학적인 반응을 이용하여 제조하는 방법이 있다. 화학적인 방법을 좀 더 구체적으로 설명하면 고압의 가스를 분사하여 분말로 제조하는 에어로졸법, 금속 화합물과 기체 환원제를 사용하여 열분해로 분말을 제조하는 열분해법, 증발원료를 가열 증발시켜 분말을 제조하는 증발응축법, 졸겔법, 수열합성법, 초음파 합성법, 마이크로 에멀젼법, 액상 환원법 등이 있다. 나노입자의 형성제어가 용이하고 가장 경제성이 좋은 것으로 평가되고 있는 분산제와 환원제를 이용하여 제조하는 액상 환원법이 가장 많이 사용하고 있으나 본 발명에서는 나노입자를 형성 할 수 만 있다면 모든 방법을 사용 할 수 있다. 액상 환원법의 나노입자의 제조방법에 대한 구체적인 설명은 본 출원인이 출원한 대한민국 특허출원 제2006-0074246호에 기재되어 있고 상기 특허 출원에 기재된 금속 나노 입자는 입자의 크기가 균일하고 응집성이 최소화되는 장점이 있으며, 상기 금속 나노입자를 함유하는 전도성 잉크는 150℃ 이하의 낮은 온도에서, 짧은 시간에 소성하여도 높은 전도도를 갖는 균일하고 치밀한 박막 또는 미세 패턴 형성이 용이한 장점이 있다.
흑화 물질은 상기 전도성 물질과 혼합되어 흑화 전도성 잉크 조성물을 형성한다.
상기 흑화물질은 티타늄(Ti) 계열, 지르코늄(Zr) 계열, 망간(Mn) 계열, 안티몬(Sb) 계열 또는 바나듐(V) 계열의 착제 화합물인 것이 바람직하며, 전도성 물질의 종류에 따라 이들 착제 화합물을 조합하여 사용할 수 있다.
티타늄 계열, 지르코늄 계열, 망간 계열 또는 안티몬 계열의 착제 화합물은 시인성 개선에 우수한 효과가 있으며, 금속 특유의 반사 특성을 제어하고 빛의 흡수도를 높이며 기재와의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
상기 티타늄 계열의 착제 화합물은 이소프로필 티타네이트, 에틸 티타네이트, n-부틸 티타네이트, 폴리-N-부틸 티타네이트, 2-에틸헥실 티타네이트, n-프로필 티타네이트, 옥틸글리콜 티타네이트, 테트라 이소옥틸 티타네이트, 크실 티타네이트 모노머, 크실 티타네이트 폴리머, 티리에탄올아민 티타네이트, 티타늄 아세틸 아세토네이트, 티타늄 이소프로폭시드, 에틸 아세토아세틱 에스테르 티타네이트, 이소스테로일 티타네이트 또는 티타늄 락테이트 킬레이트 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 지르코튬 계열의 착제 화합물은 트리에탄올아민 지르코네이트, 지르코늄 락테이트, 지르코늄 글리코레이트, n-부틸 지르코네이트 또는 n-프로필 지르코네이트 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 망간 계열의 착제 화합물은 망간(III) 아세틸 아세토네이트, 망간(III) 아세틸 아세토네이트 테트라하이드레이트, 망간(II) 아세테이트, 망간(III) 아세테이트 다이하이드레이트, 망간(II) 아세틸 아세토네이트, 망간(II) 카보네이트, 망간(II) 카보네이트 하이드레이트, 망간(II) 헥사플로로아세틸아세토네이트 트리하이드레이트, 망간(II) 클로라이드, 망간(II) 나이트레이트 테트라하이드레이트, 망간(II) 설페이트 모노하이드레이트, 망간(II) 설파이드, 망간(II) 나이트레이트 하이드레이트, 망간(II) 설페이트 모노하이드레이트, 망간(II) 퍼클로레이트 하이드레이트, 망간(III) 플로라이드, 망간(II) 설페이트 하이드레이트, 망간(II) 클로라이드 하이드레이트 또는 망간(II) 클로라이드 모노하이드레이트 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 안티몬 계열의 착제 화합물은 안티몬 안티몬(III) 클로라이드, 안티몬(III) 아세테이트, 안티몬(III) 에톡사이드, 안티몬(V) 클로라이드, 안티몬(V) 설파이드, 안티몬(III) 메톡사이드 안티몬(III) 설파이드, 안티몬(V) 플로라이드, 안티몬(III) 설파이드, 안티몬(III) 부톡사이드, 안티몬(III) 아이소프록포사이드 또는 안티몬(III) 프록포사이드 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 바나듐 계열의 착제 화합물은 바나듐(III) 아세틸아세토네이트, 바나듐(II) 클로라이드, 바나듐(III) 클로라이드, 바나듐(V) 옥실트리에톡사이드, 바나듐(V) 옥실클로라이드, 바나듐(IV) 클로라이드, 바나듐(V) 옥실트리프로폭사이드, 바나듐(V) 옥실플로라이드, 바나듐(IV) 옥사이드 설페이트 하이드레이트, 바나듐 보라이드, 바나듐(III) 브로마이드 또는 바나듐(III) 아이오다이드 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 금속 착제 화합물 또는 이들의 조합으로 이루어진 흑화 물질은, 전도성 물질 100중량부에 대하여, 0.01 내지 10중량부의 함량을 가지는 것이 바람직하다.
흑화 물질이 0.01중량부 미만인 경우에는 금속의 난반사 제어가 어려워 탁도(헤이즈)가 현저하게 떨어진다. 또한, 10중량부를 초과하는 경우에는 전기적 특성이 감소되는 문제가 있다.
이들 혼합물 이외에 필요에 따라서 용매, 안정제, 분산제, 바인더 수지(binder resin), 이형제, 환원제, 계면활성제(surfactant), 습윤제(wetting agent), 칙소제(thixotropic agent) 또는 레벨링(levelling)제, 증점제와 같은 첨가제 등을 포함 시킬 수 있다.
상기 바인더 수지는 다양한 기재와의 부착력이 우수한 것이 바람직하다. 이에 사용 가능한 물질은 유기고분자 물질로서 폴리프로필렌, 폴리 카보네이트, 폴리 아크릴레이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 셀룰로즈아세테이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 알키드 수지, 에폭시 수지, 페옥시 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 페놀 변성 알키드 수지, 에폭시 변성 알키드 수지, 비닐 변성 알키드 수지, 실리콘 변성 알키드 수지, 아크릴 멜라민 수지, 폴리 이소시아네이트 수지, 에폭시 에스테르 수지 등을 예로 들 수 있으며 본 발명에 부합된다면 이에 한정되지는 않는다. 상기 1차 충진단계(S10)에서 사용되는 흑화 전도성 잉크에 있어서, 은(Ag) 착체 화합물이나 나노입자의 경우는 바인더가 없는 경우에도 사용가능할 수 있으므로, 전술한 내용으로 한정되는 것은 아니다.
또한 균일한 박막으로 형성하기 위해 용매가 필요한 경우가 있는데 이때 사용할 수 있는 용매로는 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 헥산올 같은 알코올류, 에틸렌글리콜, 글리세린과 같은 글리콜류, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 메톡시프로필아세테이트, 카비톨아세테이트, 에틸카비톨아세테이트와 같은 아세테이트류, 메틸세로솔브, 부틸셀로솔브, 디에틸에테르, 테트하히드로퓨란, 디옥산과 같은 에테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 디메틸포름아미드, 1-메틸-2-피롤리돈과 같은 케톤류, 헥산, 헵탄, 도데칸, 파라핀 오일, 미네랄 스프릿과 같은 탄화수소계, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족, 그리고 클로로포름이나 메틸렌클로라이드, 카본테트라클로라이드와 같은 할로겐 치환 용매, 아세토니트릴, 디메틸술폭사이드 또는 이들의 혼합용매 등을 사용할 수 있다. 그러나 용매의 종류가 이로 한정되는 것은 아니다.
상기 1차 충진단계(S10)에서, 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재의 홈에 채우는 방법은 제한이 없으나, 잉크젯(inkjet) 방법, 평판 스크린법, 스핀(spin) 코팅법, 바(bar) 코터법, 롤(roll) 코팅법, 플로우(flow) 코팅법, 닥터 블레이드(doctor blade), 디스펜싱(dispensing), 그라비아(Gravure) 프린팅법 또는 플렉소(flexography) 프린팅법이 바람직하다. 이 때의 충진 횟수는 1회 또는 그 이상 충진 횟수를 반복하여 사용할 수도 있다. 상기 각각의 충진 방법에 따라 충진 특성이 차이를 보일 수 있으나 이는 각 충진 방법에 적합하도록 흑화 전도성 잉크의 성분을 조절하여 조성물의 레올로지를 충진 방법에 최적화하는 것이 필요하다.
상기의 방법에 의해 형성된 전도성 패턴의 두께는 음각의 패턴 깊이보다 동일하거나 낮은 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 후처리 공정조건에 따라서는 전도성 패턴의 두께가 음각 패턴의 깊이보다 두꺼워서 상부 회로와의 접촉력을 높이는 것이 좋을 수 있다. 구체적으로 설명하면, 10㎛ 이하, 보다 좋게는 0.1㎛ 이상 5㎛이하가 바람직하다. 전도성 패턴의 두께는 구현하고자 하는 선폭, 요구 저항 및 후처리 조건에 따라 두께조절이 필요하다.
상기 1차 충진단계(S10)에서, 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재의 홈에 채운 후, 건조단계를 실시하는 것이 바람직하다. 전도성 패턴의 건조는 22 내지 600℃일 수 있으며, 더 바람직하게는 80 내지 400℃인 것이 효과적이다. 상기 온도 범위로 반드시 한정되는 것은 아니며, 기재의 종류에 따라 기재가 변형되지 않는 온도 범위에서 진행되는 것이 바람직할 수 있다.
2차 충진단계( S20 )
2차 충진단계(S20)는, 상기 1차 충진단계(S10)에서 흑화 전도성 잉크 조성물이 홈에 채워지면서 표면 상에 남아있는 잔류된 흑화 전도성 잉크 조성물을 처리하여 홈에 추가 충진하는 단계로, 에칭액으로 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 용해시키고 용해된 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 홈에 채워지도록 한다.
2차 충진단계(S20)는 잔류 잉크 조성물 용해단계(S21)와 잔류 잉크 조성물 충진단계(S22)를 포함할 수 있으며, 잔류 전도성 잉크 조성물을 용해하는 과정에서 홈에 충진될 수도 있다.
잔류 잉크 조성물 용해단계( S21 )
잔류 잉크 조성물 용해단계(S21)는 상기 1차 충진단계(S10)에서 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 채워지면서 상기 표면 상에 남아있는 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 용해시키는 단계로, 1차 충진단계(S10)에서 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워지면서 불가피하게 기재 표면에 남게되는 흑화 전도성 잉크 조성물을 홈으로 유도하기 위하여 에칭액으로 용해시킨다.
흑화 전도성 잉크 조성물의 에칭 메커니즘은 일반적으로 산화제가 금속표면을 산화시켜 금속 산화물을 형성하고, 이를 용해시키는 화합물로 용해시키는 과정과 팽윤과정을 반복하여 이루어질 수 있다.
기재 표면에 잔류하고 있는 흑화 전도성 잉크 조성물을 용해시키기위하여, 에칭액을 기재 표면에 도포할 수 있다. 에칭액의 도포 방법은 통상의 코팅법에 의해 수행될 수 있다.
에칭액은 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이트계열, 암모늄 바이카보네이트계열, 카르복실산 계열, 락톤 계열, 락탐 계열, 환상 산 무수물 계열 화합물, 산-염기 염복합체, 산-염기-알코올계 복합체 또는 머캡토(mercapto) 계열 화합물 중 적어도 하나 및 산화제를 포함하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 산화제와 하나 이상의 상기의 화합물 및 이들의 혼합물을 상압 또는 가압상태에서 용매 없이 직접 반응시키거나, 용매를 사용하는 경우는 물, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 에탄올 아민과 같은 알코올류, 에틸렌글리콜, 글리세린과 같은 글리콜류, 에틸아세테이트, 부틸 아세테이트, 카비톨아세테이트와 같은 아세테이트류, 디에틸에테르, 테트라히드로퓨란, 디옥산과 같은 에테르류, 메틸에틸케톤, 아세톤과 같은 케톤류, 헥산, 헵탄과 같은 탄화수소계, 벤젠, 톨루엔과 같은 방향족, 그리고 클로로포름이나 메틸렌클로라이드, 카본테트라클로라이드와 같은 할로겐 치환용매, 퍼플루오로카본과 같은 불소계 용매 또는 이들의 혼합용매 등을 사용 할 수 있다. 압력용기와 같은 가압상태에서는 저비점의 불소계 용제나 액화탄산가스 등도 사용가능하다. 본 발명의 에칭액 제조방법을 특별히 제한할 필요는 없다. 즉, 본 발명의 목적에 부합된다면 공지의 어떠한 방법을 사용하여도 무방하다.
상기 에칭액으로서, 산화제는 예를들면, 산소, 오존 등과 같은 산화성 기체, 과산화수소, Na2O2, KO2, NaBO3, (NH4)S2O8, H2SO5, (CH3)3CO2H, (C6H5CO2)2 등과 같은 과산화물, HCO3H, CH3CO3H, CF3CO3H, C6H5CO3H, m-ClC6H5-CO3H 등과 같은 과산소 산, 질산, 황산, 요오드(I2), Fe(NO3)3, Fe2(SO4)3, K3Fe(CN)6, (NH4)2Fe(SO4)2, Ce(NH4)4(SO4)4, NaIO4, KMnO4, K2CrO4 등과 같이 일반적으로 잘 알려진 산화성 무기산 또는 금속, 비금속화합물 등이 여기에 포함된다. 이러한 산화제를 사용할 때에는 단독 또는 최소한 하나 이상의 산화제를 혼합하여 사용해도 무방하다.
상기 에칭액은 기재의 홈으로 충진되지않고 기재의 표면에 남은 전도성 잉크를 효과적으로 용해하고 미세홈으로 재 충진성을 높이기 위하여 에칭액 조성물에 친수 특성을 부여하는 것이 바람직할 수 있다. 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이트계열, 암모늄 바이카보네이트계열, 카르복실산 계열, 락톤 계열, 락탐 계열, 환상 산 무수물 계열, 산-염기 염복합체, 산-염기-알코올 계 복합체, 머캡토 계열 화합물의 탄소수를 조절하여 친수 특성의 정도를 조절 하는 것이 바람직하다.
여기서의 암모늄 카바메이트계 화합물, 암모늄 카보네이트계 화합물 및 암모늄바이카보네이트계 화합물은 본 출원인의 한국등록 제0727466호에 구체적으로 설명되어 있고 카르복실산 계열의 화합물은 벤조산, 올레산, 프로피온산, 말론산, 헥산산, 옥탄산, 데칸산, 네오데칸산, 옥살산, 시트르산, 살리실산, 스테아르산, 아크릴산, 숙신산, 아디프산, 글리콜산, 이소부티르산, 아스코빅 산 등이 사용 될 수 있다.
락톤 계열 화합물은 β-프로피오락톤, γ-프로피오락톤, γ-부티로락톤, γ-티오부티로락톤, α-메틸-γ-부티로락톤, β-메틸-γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, γ-옥타노익락톤, δ-발레로락톤, 1,6-디옥사스피로[4,4]노난-2,7-디온, α-메틸렌-γ-부티로락톤, γ-메틸렌-γ-부티로락톤, ε-카프로락톤, 락타이드, 글리콜라이드, 테트로닉산, 2(5H)-휴라논, β-히드록시-γ-부티로락톤, 메발로닉란톤, 5,6-디하이드로-2H-피란-2-피란-2-온, δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, γ-카프로락톤, γ-옥타노익 락톤등이 사용 될 수 있다.
락탐계열 화합물은 2-아제티돈, 2-피놀리디논, 5-메톡시-2-피롤리디논, 5-메틸-2-피롤리디논, N-메틸카프로락탐, 2-아자시클로논나논, N-아세틸카프로락탐등이 사용 될 수 있다.
환상 산 무수물로서는 이타코닉 안하이드라이드, 석시닉안하이드라이드, 말레익안하이드라이드, 글루타릭안하이드라이드, 옥타데실석시닉안하이드라이드, 2,2-디메틸석시닉안하이드라이드, 2-도데켄-1-일석시닉안하이드라이드, 헥사프루오로글루타릭안하이드라이드, 3,3-디메틸글루타릭안하이드라이드, 3-에틸-3-메틸 글루타릭안하이드라이드, 3,5-디아세틸테트라하이드로피란-2,4,6-트리온, 디글리콜릭 안하이드라이드 등이 사용 될 수 있다.
머캡토 계열의 화합물은 1-메탄 사이올, 1-에탄사이올, 2-부탄사이올, 1-헵탄 사이올, 1-옥탄사이올, 1-데칸 사이올, 1-헥사 데칸 사이올, 사이오 아세트산, 6-머캡토헥산산, 사이오 벤조산, 푸르푸릴 머캡탄, 사이클로헥산사이올, 11-머캡토-1운데카놀, 2-머캡토에탄올, 3-머캡토-1-프로판올, 사이오살리실산, 1-사이오를리세롤, 2-나프탈렌사이올, 메틸 3-머캡토프로피오네이트, 간마 머캡토 프로필트리메톡시실란등이 사용 될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 중 단일성분으로 사용하여도 되고 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것이 될 수 있다.
상기 에칭조성물의 에칭 속도는 코팅시 에칭액의 침적 시간을 조절하거나, 에칭액의 산화제 또는 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이트계열, 암모늄 바이카보네이트계열, 카르복실산 계열, 락톤 계열, 락탐 계열, 환상 산 무수물 계열, 산-염기 염복합체, 산-염기-알코올계 복합체, 머캡토 계열 화합물의 농도를 조절하여 제어 하는 것이 바람직하고 필요시 에칭과정을 반복하여 사용 할 수 있다. 또한 무기 산이나 염기를 포함하는 에칭액의 경우, 별도의 물이나 유기용제로 세척하여 제거할 수 있다. 예컨대 세정공정을 한번 더 포함하여 기재 표면의 전도성 잉크를 홈으로 넣을 수도 있다.
잔류 전도성 잉크 조성물의 재 용해 및 충진율은 상기의 산화제 및 에칭액 조성물의 비율에 따라 조절할 수 있다.
잔류 잉크 조성물 충진단계( S22 )
잔류 잉크 조성물 충진단계(S22)는 상기 잔류 잉크 조성물 용해단계(S21)에서 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재의 홈에 채워넣는 것으로, 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 홈으로 유도한다.
잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 홈으로 유도하는 방법은, 물리적인 힘으로 상기 홈에 밀어넣어 채워지게 하는 것이 바람직하다.
용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 밀어넣는 방법 또는 밀어넣는 처리부재의 제한은 없으나, 닥터 블레이드 또는 브러쉬를 이용할 수 있다. 더 바람직하게는 브러쉬를 이용한다. 브러쉬는 물리적인 힘을 감소시킴으로써 기재 표면의 긁힘, 잉크 유실을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 충진은 1회 이상 수행될 수 있으며, 다양한 방법, 특히, 닥터 블레이드와 브러쉬가 혼용되어 사용될 수도 있다.
닥터 블레이드 또는 브러쉬를 이용하여 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 밀어넣으면서, 기재의 홈에 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워지는 동시에 기재 표면에 남아있는 흑화 전도성 잉크 조성물의 성분인 금속 물질 또는 유기 물질 등이 제거될 수 있다.
이 외에도, 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 홈에 채우기 위하여, 별도의 진동 및/또는 요동, 에어를 이용할 수도 있다.
상기 2차 충진단계(S20)에서, 기재 표면의 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 처리한 후, 건조단계를 실시하는 것이 바람직하다. 흑화 전도성 패턴의 건조는 22 내지 600℃일 수 있으며, 더 바람직하게는 80 내지 400℃인 것이 효과적이다. 상기 온도 범위로 반드시 한정되는 것은 아니며, 기재의 종류에 따라 기재가 변형되지 않는 온도 범위에서 진행되는 것이 바람직할 수 있다.
홈에 채워진 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물에서 에칭액은 휘발되어,홈은 흑화 전도성 잉크 조성물의 하나의 물질로 이루어진 단일층의 패턴이 형성된다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 일 실시예에 의한 흑화 전도성 패턴의 형성방법을 순차적으로 도식화한 단면도이다.
도 2a에서 보는 바와 같이, 기재(1) 상에 막(2)이 형성되고, 상기 막(2)에 측단면이 사각형인 홈(3)이 형성되어 있다. 홈(3)의 형태는 반드시 사각형으로 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태의 홈이 혼합 형성될 수도 있다. 상기 홈(3)은 그 깊이가 상기 막(2)의 두께보다 작도록 할 수 있다.
상기 막(2)은 상기 홈(3)이 형성되기 전에 그 상면을 소수성 처리할 수 있다. 이에 따라 후술하는 흑화 전도성 잉크 조성물의 처리(홈으로의 충진 및 제거)를 보다 용이하도록 할 수 있다. 이러한 상면에 대한 소수성 처리는 예컨대 막의 상면을 플라즈마 처리함으로써 가능해질 수 있다.
도 2b에서, 막(2) 상에 흑화 전도성 잉크 조성물(6)을 도포한 후, 상기 흑화 전도성 잉크 조성물(6)을 상기 홈(3)에 채운다. 스퀴즈, 해당 도면에서는 닥터 블레이드(7)를 이용하여 막(2)의 면을 밀어 흑화 전도성 잉크 조성물(6)이 홈(2)에 채워지도록 한다.
상기 흑화 전도성 잉크 조성물(6)을 도포하는 방법으로, 닥터 블레이드(7)를 이용하는 것에 한정되는 것은 아니며, 잉크젯 방법, 평판 스크린법, 스핀 코팅법, 바 코터법, 롤 코팅법, 플로우 코팅법, 닥터 블레이드, 디스펜싱, 그라비아 프린팅법 또는 플렉소 프린팅법 등이 사용될 수 있다. 흑화 전도성 잉크 조성물의 도포는 1회에 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라 복수 회 반복될 수 있다.
상기 방법으로 홈(3)에 채워진 흑화 전도성 잉크 조성물(4)은 홈의 깊이와 동일하거나 이보다 낮을 수 있다.
다음으로, 도 2c에서 보는 바와 같이, 막(2) 상에 에칭액(8)이 도포된다. 에칭액(8)은 도 2b에서 흑화 전도성 잉크 조성물(6)이 채워지고 불가피하게 발생하는 막(2) 표면 상의 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물(5)을 용해시킨다.
상기 에칭액(6)은 추후 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물(5)을 홈(3)에 용이하게 채우기 위하여, 친수성을 갖도록 할 수 있다. 바람직하게, 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이트계열, 암모늄 바이카보네이트계열, 카르복실산 계열, 락톤 계열, 락탐 계열, 환상 산 무수물 계열 화합물, 산-염기 염복합체, 산-염기-알코올계 복합체 또는 머캡토 계열 화합물을 포함하는 것이 효과적이다. 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이트계열, 암모늄 바이카보네이트계열의 화합물을 포함하는 경우에는 탄소수를 조절하여 친수성의 정도를 제어할 수 있다.
에칭액(6)의 도포방법은 업계에서 통상 사용되는 방법에 의하나, 롤 코팅, 플로우 코팅, 그라비아 프린팅 또는 플렉소 프린팅방법이 바람직하다.
이후, 도 2d에서 볼 수 있듯이, 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 상기 홈(3)에 밀어넣는다. 이를 위하여, 스퀴즈를 사용할 수 있으며, 해당 도면에서는 브러쉬(9)를 사용하였다. 이는 1회 이상 실시될 수 있으며, 여러 종류의 스퀴즈가 혼용하여 사용될 수 있다.
이 때, 막(2)의 표면이 소수성 처리되어 있는 경우, 더욱 용이하게 흑화 전도성 잉크 조성물(6)을 홈(3)에 채워넣을 수 있다.
용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 브러쉬(9)에 의해 홈(3)에 채워지면, 도 2e에서 보는 바와 같이, 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 도 2b의 흑화 전도성 잉크 조성물(4) 상에 적층된다.
도 2e에서, 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물은 에칭액을 포함하고 있어 층의 구별이 있다. 추후 건조 또는 소성을 거쳐 에칭액은 제거되어, 도 2f에서 보는 바와 같이 한 종류의 잉크 조성물로 이루어진 단일층의 전도성 패턴이 형성된다.
이하에서는, 실시예를 통해 본 발명에 대해 구체적으로 설명한다. 본 발명의 범위는 실시예로 한정되지 않는다.
[제조예 1]
코팅잉크(잉크테크사 제조) 10.5g에 전도성 페이스트(잉크테크사 제조) 19.05g 및 헥산올 0.45g을 혼합하여 페이스트 믹스(대화테크사 제조)를 이용하여 6분간 1000rpm으로 교반하여 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 2]
제조예 1에서 제조한 전도성 잉크 조성물 30g과 2-에틸헥실 티타네이트 0.5g을 호합하고 페이스트 믹스(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 3]
제조예 1에서 만든 전도성 잉크 조성물 30g과 에틸 아세토아세틱 에스테르 티타네이트 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 4]
제조예 1에서 만든 전도성 잉크 조성물 30g과 망간(III) 아세테이트 다이하이드레이트 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 5]
제조예 1에서 만든 전도성 잉크 조성물 30g과 안티몬(Ⅲ) 아이소프록포사이드 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 6]
제조예 1에서 만든 전도성 잉크 조성물 30g과 티타늄 테트라 이소옥틸 티타네이트 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 7]
전도성 페이스트(잉크테크사 제조) 30g과 2-에틸헥실 티타네이트 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 8]
전도성 페이스트(잉크테크사 제조) 30g과 에틸아세토아세틱 에스테르 티타네이트 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 9]
전도성 페이스트(잉크테크사 제조) 30g과 망간(III) 아세테이트 다이하이드레이트 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 10]
전도성 페이스트(잉크테크사 제조) 30g과 안티몬(Ⅲ) 아이소프록포사이드 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 11]
전도성 페이스트(잉크테크사 제조) 30g과 테트라이소옥틸티타네이트 0.5g를 혼합하고 페이스트 믹서(대화테크사 제조)를 이용하여 3분간 1000rpm으로 교반하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 제조하였다.
[제조예 12]
이소부틸 카바메이트 5g, 이소부틸아민 83g. 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 95% 용액 2g을 첨가한 후 30% 과산화수소 10g을 천천히 첨가한 뒤 5시간 교반하여 에칭용액을 제조하였다.
[제조예 13]
이소부틸 카바메이트 10g, 이소부틸아민 83g, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 95% 용액 2g을 첨가한 후 30% 과산화수소 5g을 천천히 첨가한 뒤 5시간 교반하여 에칭용액을 제조하였다.
실시예
[실시예 1]
플라즈마 처리로 표면개질된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 1에서 제조한 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 2]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 2에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 3]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 3에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120도 5분간 소성하였다.
[실시예 4]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 4에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 5]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 5에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 6]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 6에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 7]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 마이크로 사이즈 금속입자로 이루어진 전도성 페이스트(잉크테크사 제조) 잉크로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 8]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 7에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 9]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 8에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 10]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 9에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재상단에 스크린프린팅 하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 11]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 10에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 12]
플라즈마 처리로 표면개질 된 PET 필름을 기재로 하여, 제조예 11에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물로 기재 상단에 스크린 프린팅하였다. 프린팅한 전도성 패턴을 가진 필름은 120℃에서 5분간 소성하였다.
[실시예 13]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다(ref.). 전도성 잉크로 제조예 1에서 제조한 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음 단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 전도성 잉크가 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 14]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 2에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 15]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 3에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 16]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 4에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 17]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 5에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 18]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 6에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 19]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 전도성 잉크로써 마이크로급 금속 입자로 이루어진 전도성 페이스트(잉크테크사 제조)를 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 20]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 7에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 21]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 8에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 22]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 9에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 23]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 10에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 24]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 흑화개선 잉크로서 제조예 11에서 제조한 흑화 전도성 잉크 조성물을 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 12에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
[실시예 25]
UV수지를 PET에 코팅한 후 3㎛ 미세선폭의 메쉬타입 금형으로 가압하여 임프린트하고 수지를 경화하여 기재로 사용하였다. 전도성 잉크로써 마이크로급 금속 입자로 이루어진 전도성 페이스트(잉크테크사 제조)를 기재 상단에 도포하고, 블레이드(blade) 방식으로 2회 충진하여 120℃에서 1분간 소성하는 과정을 수회 반복하였다. 다음단계로 제조예 13에서 제조한 에칭액을 흑화 전도성 잉크 조성물이 충진된 기재에 도포하여, 표면의 잔류 금속물질을 용해하여 블레이드 방식을 사용하여 미세 홈에 재충진 또는 제거하였다. 다음 단계로 상기 에칭액을 브러쉬에 적셔, 기재 표면에 잔류하는 금속 물질 및 유기 물질을 닦아내었다. 다음 단계로 금속 물질이 충진된 상기 기재를 120℃에서 5분간 건조하여 미세선폭 전극을 형성하였다.
이하, 표 1에는 실시예 1 내지 실시예 25에 따라 제조된 미세 선폭 전극의 면저항, 비저항, 흑화도, 투과율, 탁도 및 부착력의 결과를 기재하였다.
면저항
Rs(Ω/□)		 비저항
ρ(Ωcm)		 흑화도
L*		 투과율
Tt (%)		 탁도
H (%)		 부착력
(B)
실시예1 - 8.4x10-6 - 55 - 5
실시예2 - 8.1x10-6 - 55 - 5
실시예3 - 6.2x10-6 - 53 - 5
실시예4 - 9.1x10-6 - 54 - 5
실시예5 - 27.9x10-6 - 28 - 5
실시예6 - 10.6x10-6 - 51 - 5
실시예7 - 5.0x10-5 - 62 - 5
실시예8 - 3.8x10-5 - 58 - 5
실시예9 - 4.3x10-5 - 56 - 5
실시예10 - 4.6x10-5 - 56 - 5
실시예11 - 6.2x10-5 - 61 - 5
실시예12 - 6.2x10-5 - 60 - 5
실시예13 512 - 96 90 1.54 0
실시예14 475 - 96 90 1.48 3
실시예15 1701 - 96 90 1.45 2
실시예16 816 - 96 90 1.61 4
실시예17 - - 96 90 1.54 0
실시예18 392 - 96 90 1.3 0
실시예19 105 - 96 90 1.54 0
실시예20 87 - 96 90 1.48 5
실시예21 95 - 96 90 1.45 5
실시예22 128 - 96 90 1.61 2
실시예23 327 - 96 90 1.54 0
실시예24 326 - 96 90 1.3 5
실시예25 1005 - 96 90 1.52 0
이와 같이, 본 발명에 따르면, 전도성 물질에 최적의 흑화 물질을 첨가하여 잉크 조성물을 형성하여 이를 이용하여 전도성 패턴을 형성하여, 전기적, 광학적, 기계적 특성이 우수한 전도성 패턴을 가지는 전극을 구현할 수 있으며, 별도의 흑화 처리가 없어 단순하게 전도성 패턴을 제조할 수 있다. 뿐만 아니라, 전도성 패턴을 형성함에 있어서, 기재의 홈에 흑화 전도성 잉크 조성물을 채우고, 기재 표면에 잔존하게 되는 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 에칭액으로 용해시켜 기재의 홈에 재 충진시키는 방식에 의하기 때문에, 50㎚에서 50㎛ 선폭에 이르는 저 저항의 초 미세 전도성 패턴을 제공할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 흑화 전도성 잉크 조성물에 대하여 흑화물질의 함량비를 달리하여 비저항값 및 흑화도를 도시한 그래프이다.
도 3a에 의하면, 하이브리드 잉크(코팅잉크, 전도성 페이스트 및 헥산올을 혼합한 전도성 잉크 조성물)는 흑화 물질의 함량을 늘림에 따라 흑화 특성이 개선되고, 전기적 특정 또한 우수함을 알 수 있다.
도 3b에 의하면, 전도성 페이스트에 흑화 물질의 함량을 증가하면서 혼합하여 흑화 전도성 잉크 조성물을 형성함에 따라, 전기적 특성 및 흑화 특성이 개선됨을 확인할 수 있다.
이에 따라, 흑화 물질은 전도성 물질에 대하여 0.1 내지 2중량부의 함량일 때, 비저항값이 낮아 전기적 특성이 우수하면서도 흑화도 또한 현저하게 개선된 패턴을 구현할 수 있음을 알 수 있다. 흑화 물질의 함량은 전도성 물질의 종류에 따라 조절될 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1: 기재
2: 막
3: 홈
4, 6: 흑화 전도성 잉크 조성물
5: 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물
7: 닥터 블레이드
8: 에칭액
9: 브러쉬
10: 용해된 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물

Claims (21)

  1. 홈을 갖는 기재의 상기 홈에 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워지도록 충진하는 1차 충진단계; 및
    상기 1차 충진단계에서 상기 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 충진되면서 상기 기재의 표면 상에 남아있는 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 에칭액으로 용해시켜 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 충진되는 2차 충진단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 1차 충진단계 전에, 상기 기재의 표면을 소수성으로 처리하는 표면처리단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기재의 표면처리는 플라즈마 처리인 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 흑화 전도성 잉크 조성물은 전도성 물질 및 흑화 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전도성 물질은 금속 착제 화합물, 금속 전구체, 구형 금속입자, 금속 플레이크 또는 나노 입자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 흑화 물질은 티타늄 계열, 지르코늄 계열, 망간 계열, 안티몬 계열또는 바나듐 계열의 착제 화합물 또는 이들 착제 화합물의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 티타늄 계열의 착제 화합물은 이소프로필 티타네이트, 에틸 티타네이트, n-부틸 티타네이트, 폴리-N-부틸 티타네이트, 2-에틸헥실 티타네이트, n-프로필 티타네이트, 옥틸글리콜 티타네이트, 테트라 이소옥틸 티타네이트, 크실 티타네이트 모노머, 크실 티타네이트 폴리머, 티리에탄올아민 티타네이트, 티타늄 아세틸 아세토네이트, 티타늄 이소프로폭시드, 에틸 아세토아세틱 에스테르 티타네이트, 이소스테로일 티타네이트 또는 티타늄 락테이트 킬레이트 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 지르코튬 계열의 착제 화합물은 트리에탄올아민 지르코네이트, 지르코늄 락테이트, 지르코늄 글리코레이트, n-부틸 지르코네이트 또는 n-프로필 지르코네이트 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 망간 계열의 착제 화합물은 망간(III) 아세틸 아세토네이트, 망간(III) 아세틸 아세토네이트 테트라하이드레이트, 망간(II) 아세테이트, 망간(III) 아세테이트 다이하이드레이트, 망간(II) 아세틸 아세토네이트, 망간(II) 카보네이트, 망간(II) 카보네이트 하이드레이트, 망간(II) 헥사플로로아세틸아세토네이트 트리하이드레이트, 망간(II) 클로라이드, 망간(II) 나이트레이트 테트라하이드레이트, 망간(II) 설페이트 모노하이드레이트, 망간(II) 설파이드, 망간(II) 나이트레이트 하이드레이트, 망간(II) 설페이트 모노하이드레이트, 망간(II) 퍼클로레이트 하이드레이트, 망간(III) 플로라이드, 망간(II) 설페이트 하이드레이트, 망간(II) 클로라이드 하이드레이트 또는 망간(II) 클로라이드 모노하이드레이트 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 안티몬 계열의 착제 화합물은 안티몬(III) 클로라이드, 안티몬(III) 아세테이트, 안티몬(III) 에톡사이드, 안티몬(V) 클로라이드, 안티몬(V) 설파이드, 안티몬(III) 메톡사이드 안티몬(III) 설파이드, 안티몬(V) 플로라이드, 안티몬(III) 설파이드, 안티몬(III) 부톡사이드, 안티몬(III) 아이소프록포사이드 또는 안티몬(III) 프록포사이드 중 적어도 하나를 포함하는인 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 바나듐 계열의 착제 화합물은 바나듐(III) 아세틸아세토네이트, 바나듐(II) 클로라이드, 바나듐(III) 클로라이드, 바나듐(V) 옥실트리에톡사이드, 바나듐(V) 옥실클로라이드, 바나듐(IV) 클로라이드, 바나듐(V) 옥실트리프로폭사이드, 바나듐(V) 옥실플로라이드, 바나듐(IV) 옥사이드 설페이트 하이드레이트, 바나듐 보라이드, 바나듐(III) 브로마이드 또는 바나듐(III) 아이오다이드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  12. 제 1항, 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 1차 충진단계는, 잉크젯 방법, 평판 스크린법, 스핀 코팅법, 바 코터법, 롤 코팅법, 플로우 코팅법, 닥터 블레이드, 디스펜싱, 그라비아 프린팅법 또는 플렉소 프린팅법으로 상기 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워지는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 충진단계는 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 상기 에칭액으로 용해시키는 잔류 잉크 조성물 용해단계; 및
    상기 에칭액에 의해 용해된 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 상기 홈에 채워지도록 유도하는 잔류 잉크 조성물 충진단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  14. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 에칭액은 상기 기재 표면에 도포되어, 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 용해시키는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  15. 제 1항, 제 2항, 제 13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 에칭액은 암모늄 카바메이트계열, 암모늄 카보네이트계열, 암모늄 바이카보네이트계열, 카르복실산 계열, 락톤 계열, 락탐 계열, 환상 산 무수물 계열 화합물, 산-염기 염복합체, 산-염기-알코올계 복합체 또는 머캡토 계열 화합물 중 적어도 하나 및 산화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  16. 제 1항, 제 2항, 제13항 또는 제 14항에 있어서,
    상기 2차 충진단계는, 용해된 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물을 상기 홈으로 밀어넣음으로써, 상기 홈에 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물이 채워지는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    용해된 상기 잔류 흑화 전도성 잉크 조성물은 닥터 블레이드 또는 브러쉬를 이용하여 상기 홈으로 밀어넣는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  18. 제 1항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 홈에 채워진 상기 흑화 전도성 잉크 조성물을 22 내지 600℃의 온도에서 건조하는 건조단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 패턴의 형성방법.
  19. 전도성 물질 및 흑화 물질을 포함하고,
    상기 흑화 물질은 티타늄 계열, 지르코늄 계열, 망간 계열, 안티몬 계열또는 바나듐 계열의 착제 화합물 또는 이들 착제 화합물의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 잉크 조성물.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 전도성 물질은 금속 착제 화합물, 금속 전구체, 구형 금속입자, 금속 플레이크 또는 나노 입자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 잉크 조성물.
  21. 제 19항 또는 제 20항에 있어서,
    상기 흑화 물질은 상기 전도성 물질 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부인 것을 특징으로 하는 흑화 전도성 잉크 조성물.
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