KR20160010359A - Fabrication Method of Conductive Metal Film with Light Sintering - Google Patents

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KR20160010359A KR1020150101499A KR20150101499A KR20160010359A KR 20160010359 A KR20160010359 A KR 20160010359A KR 1020150101499 A KR1020150101499 A KR 1020150101499A KR 20150101499 A KR20150101499 A KR 20150101499A KR 20160010359 A KR20160010359 A KR 20160010359A
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Abstract

A method for producing a conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention comprises the following steps: a) producing a conductive ink composition containing metal nanoparticles capped with a capping layer in which a metal core includes organic acid, a non-aqueous organic binder, and a non-aqueous solvent; b) producing a coating membrane by coating an insulation substrate with the conductive ink composition; and c) producing a conductive metal thin film by irradiating light at a level from strength of light in which a non-aqueous organic binder remains in the coating membrane to maximum light strength or less.

Description

광소결을 이용한 전도성 금속박막의 제조방법{Fabrication Method of Conductive Metal Film with Light Sintering}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method of manufacturing a conductive metal thin film using light sintering,

본 발명은 전도성 금속박막의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게, 공정 상한 온도가 낮은 기판이라도 기판의 손상 없이 우수한 전기전도도를 갖는 전도성 금속박막의 제조가 가능하며, 단시간 내에 대면적 제조가 가능하며, 기판과의 결합력이 극히 우수한 전도성 금속박막의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a conductive metal thin film, and more particularly, to a method for manufacturing a conductive metal thin film having excellent electrical conductivity without damaging a substrate even if the substrate has a low upper limit temperature, To a method of manufacturing a conductive metal thin film having an extremely excellent bonding force with a substrate.

금속 나노입자를 포함하는 잉크 및 페이스트를 기반으로 다양한 프린팅 공정을 활용하여 전자부품소자 및 에너지 응용 부품을 제작하는 연구는 현재의 기술개발의 메가트렌드 중 하나이다. Research on manufacturing electronic components and energy application parts using various printing processes based on inks and pastes containing metal nanoparticles is one of the megatrends of current technology development.

금속 나노입자를 포함하는 잉크는 포토리소그라피의 복잡한 공정을 사용하지 않고도, 미세한 패턴의 금속 배선을 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 그라이바 오프셋 프린팅 및 리버스 오프셋 프린팅 등의 단일 프린팅 공정을 통해 다양한 기재에 인쇄함으로써 공정을 단순화할 수 있는 장점을 가진다. 또한 이에 따른 공정의 단순화로 제조 원가를 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 배선폭의 미세화로 고집적 및 고효율의 인쇄회로의 제조를 가능하게 한다.The ink containing the metal nanoparticles can be printed on various substrates through a single printing process such as screen printing, inkjet printing, gravure offset printing and reverse offset printing, without using a complicated process of photolithography Thereby simplifying the process. In addition, the manufacturing cost can be drastically reduced due to the simplification of the process, and the wiring width can be miniaturized, making it possible to manufacture a highly integrated and highly efficient printed circuit.

본 출원인은 금속 나노입자 기반 잉크에서, 금속 나노입자에 존재하는 표면 산화막에 의해 금속 배선의 전도도 특성이 저하됨을 주목하여 표면 산화막의 형성이 완벽히 제어된 금속 나노입자의 합성 방법을 제공한 바 있다(대한민국 공개특허 제2013-0111180호). 그러나, 본 출원인이 출원한 대한민국 공개특허 제2013-0111180호는 표면 산화막이 제어된 금속 나노입자를 함유하는 잉크를 도포하여 열소성을 하며, 이러한 열 소성을 통해 벌크의 특성을 부여하기 위해서는 비활성 분위기에서 300℃ 이상의 고온에서 2시간에 이르는 장시간동안 고온 열처리를 진행해야 한다는 한계점을 지니고 있다. 이러한 장시간의 고온 열처리에 의해, 플렉시블 소자의 기판으로 각광받는 유연성 폴리머 기판의 활용이 어려우며, 나아가, 상업성이 우수한 롤투롤(roll-to-roll) 연속공정에 불리한 단점이 있다. The Applicant has noticed that the conductivity of a metal wiring is deteriorated by a surface oxide film existing in metal nanoparticles in a metal nanoparticle-based ink, thereby providing a method of synthesizing metal nanoparticles in which formation of a surface oxide film is completely controlled Korean Patent Publication No. 2013-0111180). However, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0111180 filed by the present applicant, the ink containing the metal oxide nanoparticles controlled by the surface oxide film is applied to thermo-plasticize, and in order to impart bulk characteristics through such thermo-plasticization, Temperature heat treatment at a high temperature of 300 DEG C or higher for a long time of 2 hours. Such a high-temperature heat treatment for a long time makes it difficult to utilize a flexible polymer substrate that is spotlighted as a substrate of a flexible element, and further, it is disadvantageous in a roll-to-roll continuous process having excellent commercial properties.

본 출원인은 표면 산화막의 형성이 제어된 금속 나노입자 잉크를 이용한 전도성 금속박막의 제조방법에 대해 장시간동안 연구를 심화한 결과, 표면 산화막의 형성이 제어된 금속 나노입자 잉크를 이용하여 공정 상한 온도가 100℃ 이하로 극히 낮은 기판이라도 기판의 손상 없이 벌크와 비견되는 우수한 전기전도도를 가지면서도 이와 동시에 기판과의 결합력이 놀랍도록 우수한 전도성 금속박막의 제조방법을 개발함으로써, 본 발명을 완성하였다.As a result of intensive research for a long time for a method of producing a conductive metal thin film using a metal nano-particle ink in which the formation of a surface oxide film is controlled, the Applicant has found that the upper limit of the process temperature The present inventors have completed the present invention by developing a method of manufacturing a conductive metal thin film having excellent electrical conductivity comparable to bulk without deteriorating the substrate even at an extremely low temperature of 100 ° C or less and at the same time having a remarkable bonding force with the substrate.

대한민국 공개특허 제2013-0111180호Korea Patent Publication No. 2013-0111180

본 발명은 공정 상한 온도가 낮은 기판이라도 기판의 손상 없이 우수한 전기전도도를 갖는 전도성 금속박막의 제조가 가능하며, 기판과의 결합력이 극히 우수하여 플렉시블 부품에 효과적으로 응용 가능하고, 두꺼운 후막형 금속 박막의 제조가 가능하며, 대기중 매우 단시간 내에 대면적 제조가 가능하고, 롤투롤 공정의 구현이 가능하여 상업성이 우수하며, 공정의 단순화 및 제조 원가 절감이 가능한 전도성 금속박막의 제조방법에 관한 것이다. The present invention can manufacture a conductive metal thin film having excellent electrical conductivity without damaging a substrate even if the substrate has a low upper limit of the process temperature and can be effectively applied to a flexible part because of its extremely excellent bonding force with a substrate, To a process for producing a conductive metal thin film which can be manufactured in a very short time in the atmosphere, can realize a roll-to-roll process and is excellent in commerciality, and can simplify a process and reduce manufacturing cost.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법은 a) 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자, 비수계 유기 바인더 및 비수계 용매를 함유하는 전도성 잉크조성물을 제조하는 단계; b) 전도성 잉크조성물을 절연성 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 단계; 및 c) 도포막에 하기 관계식 1을 만족하도록 광을 조사하여 전도성 금속박막을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention includes the steps of: a) forming a conductive ink composition containing metal nanoparticles, a non-aqueous organic binder, and a non-aqueous solvent, the metal core being capped with a capping layer containing an organic acid Producing; b) applying a conductive ink composition to an insulating substrate to form a coating film; And c) irradiating the coating film with light so as to satisfy the following relational expression 1 to produce a conductive metal thin film.

(관계식 1)(Relational expression 1)

ILS≤Ic I LS ? I c

관계식 1에서 ILS은 도포막에 조사되는 광의 강도(intensity)이며, Ic는 전도성 금속박막에 비수계 유기 바인더가 잔류하는 광의 강도의 최대 강도이다. In the relational expression 1, I LS is the intensity of the light irradiated to the coating film, and I c is the maximum intensity of the intensity of light in which the non-aqueous organic binder remains in the conductive metal thin film.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, c) 단계에서, 하기 관계식 1-1을 만족하도록 광이 조사될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, in step c), light may be irradiated so as to satisfy the following relational expression 1-1.

(관계식 1-1)(Relational expression 1-1)

ILS≤2.6(J/cm2)I LS & le; 2.6 (J / cm < 2 &

관계식 1-1에서 ILS의 정의는 관계식 1과 동일하다.In the relation 1-1, the definition of I LS is the same as the relation 1.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 금속 나노입자의 평균 직경은 20 내지 300nm일 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the average diameter of the metal nanoparticles may be 20 to 300 nm.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, c)단계에서 200 내지 800nm의 파장 대역을 포함하는 광이 연속적으로 조사될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, light including a wavelength band of 200 to 800 nm may be continuously irradiated in step c).

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, c) 단계에서 1 내지 2msec 동안 광이 연속적으로 조사될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, light may be continuously irradiated for 1 to 2 msec in step c).

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 비수계 유기 바인더는 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 자기 가교성 아크릴수지 에멀전, 하이드록시에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로스, 하이드록시셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 스티렌부타디엔고무(SBR), C1-C10알킬(메타)아크릴레이트와 불포화 카르복실산의 공중합체, 젤라틴(gelatine), 틴소톤(Thixoton), 스타치(starch), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 카르복실기를 포함하는 수지, 페놀성 수지, 에틸셀룰로오스와 페놀성 수지의 혼합물, 에스터 중합체, 메타크릴레이트 중합체, 자기 가교성의 (메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌성 불포화기를 갖는 공중합체, 에틸셀룰로스계, 아크릴레이트계, 에폭시수지계 및 이들 혼합물 중에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the non-aqueous organic binder may include polyvinylidene fluoride (PVDF), polymethylmethacrylate (PMMA), a self-crosslinkable acrylic resin emulsion, A copolymer of C1-C10 alkyl (meth) acrylate and an unsaturated carboxylic acid such as ethyl cellulose, ethylhydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxy cellulose, methyl cellulose, nitrocellulose, ethyl cellulose, styrene butadiene rubber (SBR) Gelatin, thixoton, starch, polystyrene, polyurethane, a resin containing a carboxyl group, a phenolic resin, a mixture of ethylcellulose and a phenolic resin, an ester polymer, a methacrylate polymer, A self-crosslinking (meth) acrylic acid copolymer, a copolymer having an ethylenic unsaturated group, an ethylcellulose-based, acrylate-based, City water may be selected landmark and at least one or more mixtures thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 전도성 잉크 조성물은 금속 나노입자 100 중량부를 기준으로, 0.05 내지 5 중량부의 비수계 유기 바인더 및 20 내지 800 중량부의 비수계 용매를 함유할 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the conductive ink composition may include 0.05 to 5 parts by weight of a non-aqueous organic binder and 20 to 800 parts by weight of a non-aqueous solvent ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 전도성 잉크 조성물은 전도성 나노와이어, 전도성 나노튜브 및 전도성 나노로드에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 나노구조체를 더 함유할 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an exemplary embodiment of the present invention, the conductive ink composition may further include one or more selected nanostructures in the conductive nanowire, the conductive nanotube, and the conductive nanorod.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 나노구조체의 열전도도는 50 W/mK 이상일 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the thermal conductivity of the nanostructure may be 50 W / mK or more.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어,나노구조체의 종횡비(aspect ratio)는 10 내지 10000일 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the aspect ratio of the nanostructure may be 10 to 10000.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 나노구조체는 단일벽(Single-walled) 탄소나노튜브, 이중벽(Double walled) 탄소나노튜브, 얇은 다중벽(Thin multi-walled) 탄소나노튜브 및 다중 벽(Multi-walled) 탄소나노튜브에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the nanostructure may include single-walled carbon nanotubes, double walled carbon nanotubes, thin multi-walled ) Carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 전도성 잉크 조성물은 금속 나노입자 100 중량부를 기준으로, 1 내지 10 중량부의 나노구조체를 함유할 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the conductive ink composition may contain 1 to 10 parts by weight of the nanostructure based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.

본 발명은 상술한 제조방법으로 제조된 전도성 금속박막을 포함한다.The present invention includes a conductive metal thin film produced by the above-described manufacturing method.

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선은 기재상 금속 나노입자를 포함하는 전도체가 서로 입계를 이루며 연결되어 연속체를 이루는 금속막; 및 금속 나노입자와 혼재하며 금속막과 기재를 결착시키는 유기 바인더;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a metal wiring comprising: a metal film formed of a conductor including metal nanoparticles on a substrate and connected to each other to form a continuous body; And an organic binder mixed with the metal nanoparticles and binding the metal film to the substrate.

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선은 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자 및 고분자 바인더를 함유하는 잉크의 광소결에 의해 제조되며, 유기 바인더는 잉크에 함유된 고분자 바인더일 수 있다.The metal wiring according to an embodiment of the present invention is manufactured by photo-sintering of an ink containing a metal nanoparticle and a polymeric binder capped with a capping layer containing a metal acid and a polymeric binder, Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선은 금속나노입자 100 중량부 기준, 0.05 내지 0.1 중량부의 유기 바인더를 함유할 수 있다.The metal wiring according to an embodiment of the present invention may contain 0.05 to 0.1 parts by weight of an organic binder based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선에 있어, 전도체는 전도성 나노와이어, 전도성 나노튜브 및 전도성 나노로드에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 나노구조체를 더 포함할 수 있다.In the metal wiring according to an embodiment of the present invention, the conductor may further include one or more selected nanostructures in the conductive nanowire, the conductive nanotube, and the conductive nanorod.

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선은 금속나노입자 100 중량부 기준, 1 내지 10 중량부의 나노구조체를 포함할 수 있다.The metal wiring according to an embodiment of the present invention may include 1 to 10 parts by weight of the nanostructure based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선에 있어, 나노구조체는 단일벽(Single-walled) 탄소나노튜브, 이중벽(Double walled) 탄소나노튜브, 얇은 다중벽(Thin multi-walled) 탄소나노튜브 및 다중 벽(Multi-walled) 탄소나노튜브에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the metal interconnection according to an exemplary embodiment of the present invention, the nanostructure may include a single-walled carbon nanotube, a double walled carbon nanotube, a thin multi-walled carbon nanotube, One or more carbon nanotubes may be selected from multi-walled carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 표면 산화막이 제어된 금속 나노입자의 소결은 이루어지되, 고분자 바인더가 탄화되지 않고 금속 박막에 잔류하는 강도로 광이 조사되어 금속박막이 제조됨에 따라, 벌크에 비견되는 매우 우수한 전기전도도를 가지면서도 기판과의 결합력이 극히 우수한 전도성 금속박막을 제조할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 열 안정성이 우수한 방법임에 따라, 공정 상한 온도가 100℃ 이하로 매우 낮은 기판이라도 금속 박막 형성 단계에서 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 어떠한 기판이라도 우수한 전기전도도와 높은 결착력을 갖는 금속 박막을 형성할 수 있는 장점이 있다. In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, metal nanoparticles whose surface oxide film is controlled are sintered, and light is irradiated to the metal thin film at a strength that the polymer binder does not carbonize, There is an advantage that a conductive metal thin film having an extremely excellent electrical conductivity comparable to that of the substrate can be manufactured with excellent bonding strength to the substrate. Further, since the method has excellent thermal stability, it is possible to prevent the substrate from being damaged in the metal thin film forming step even if the substrate has a very low upper limit of the process temperature of 100 ° C or less, There is an advantage that a thin film can be formed.

도 1은 금속 나노입자의 제조시 사용될 수 있는 반응 장치를 도시한 도면이며,
도 2는 실시예 1에서 제조된 샘플의 접착력 테스트 결과를 보여주는 광학 사진이며,
도 3은 실시예 1에서 제조된 샘플의 만번의 굽힘 시험 과정 및 굽힘 시험 후의 전구 발광을 관찰한 광학 사진이며,
도 4는 실시예 2에서 종이를 기판으로 사용하여 제조된 샘플의 광학 사진이다.
FIG. 1 is a view showing a reaction device which can be used in the production of metal nanoparticles,
2 is an optical photograph showing the adhesive force test result of the sample prepared in Example 1,
Fig. 3 is an optical photograph showing a full-bend test process of the sample prepared in Example 1 and a light emission after the bending test,
4 is an optical photograph of a sample prepared using the paper as a substrate in Example 2. Fig.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 제조방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. The manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms, and the following drawings may be exaggerated in order to clarify the spirit of the present invention. Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

본 출원인은 우수한 상업성을 가지며, 플렉시블 부품에 적합한 금속박막의 제조방법에 대해 연구를 심화한 결과, 산화막이 제어된 금속 나노입자를 함유하는 잉크를 광소결하는 경우, 놀랍도록 낮은 광 에너지에 의해 벌크에 비견되는 전기전도도를 갖는 금속박막이 제조됨을 발견하였다.As a result of intensive researches on a method of manufacturing a metal thin film having excellent commercial viability and being suitable for a flexible part, the present applicant has found that when photo-sintering an ink containing metal nanoparticles with controlled oxide film, A metal thin film having an electrical conductivity comparable to that of the metal thin film is produced.

나아가, 산화막이 제어된 금속 나노입자를 함유하는 잉크의 광소결 거동을 심화하여 연구한 결과, 산화막이 제어된 금속 나노입자를 함유하는 잉크를 광소결함으로써, 놀랍게도 종래의 금속 나노입자 함유 잉크를 이용한 광소결시에는 얻을 수 없는 극히 우수한 기판과의 결착력을 갖는 전도성 금속박막이 제조될 수 있음을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. Further, as a result of intensifying the photo-sintering behavior of the ink containing the metal nanoparticles with the oxide film controlled, it was surprisingly found that by using photo-sintering the ink containing the metal nanoparticles whose oxide film was controlled, The present inventors have found that a conductive metal thin film having an adhesion with an extremely excellent substrate which can not be obtained at the time of defects can be produced.

상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법은 a) 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자, 비수계 유기 바인더 및 비수계 용매를 함유하는 전도성 잉크조성물을 제조하는 단계; b) 전도성 잉크조성물을 절연성 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 단계; 및 c) 도포막에 하기 관계식 1을 만족하도록 광을 조사하여 전도성 금속박막을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.In detail, a method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention comprises the steps of: a) forming a conductive metal thin film containing metal nanoparticles capped with a capping layer containing an organic acid, a non-aqueous organic binder, Preparing an ink composition; b) applying a conductive ink composition to an insulating substrate to form a coating film; And c) irradiating the coating film with light so as to satisfy the following relational expression 1 to produce a conductive metal thin film.

(관계식 1)(Relational expression 1)

ILS≤Ic I LS ? I c

관계식 1에서 ILS은 도포막에 조사되는 광의 강도(intensity)이며, Ic는 전도성 금속박막에 비수계 유기 바인더가 잔류하는 광의 강도의 최대 강도이다. In the relational expression 1, I LS is the intensity of the light irradiated to the coating film, and I c is the maximum intensity of the intensity of light in which the non-aqueous organic binder remains in the conductive metal thin film.

금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자, 즉, 캡핑층에 의해 표면 산화막 형성이 방지된 금속나노입자를 함유하는 잉크가 광소결되는 경우에만 가질 수 있는 특징적이며 독특한 조건이다.  Is a characteristic and unique condition that can only be present when the metal core is optically sintered with an ink containing metal nanoparticles capped with a capping layer comprising an organic acid, i.e., an ink containing metal nanoparticles prevented from surface oxide formation by the capping layer.

상세하게, 본 출원인은 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 함유하는 잉크를 박막화하는 다양한 방법에 대해 장기간동안 연구를 수행한 결과, 놀랍게도 캡핑층에 의해 산화막 형성이 방지된 금속나노입자를 함유하는 잉크를 광소결하는 경우, 놀랍도록 낮은 광 강도에서도 소결이 이루어지며, 비수계 바인더에 의한 결착력이 소결 후에도 유지되는 금속 박막이 제조될 수 있음을 발견하였다. 상세하게, 잉크에 함유되는 비수계 유기 바인더가 탄화되지 않고, 바인더 자체의 물성을 그대로 유지하며 박막에 잔류한 상태로 벌크에 버금가는 전기전도도를 갖는 금속 박막의 제조가 가능함을 발견하였다. In particular, the Applicant has conducted long-term studies on various methods of making thin films of ink containing capped metal nanoparticles containing an organic acid as a capping layer. As a result, surprisingly, it has been found that metal nanoparticles It has been found that a metal thin film can be produced in which sintering is performed even at an extremely low light intensity and the binding force by the non-aqueous binder is maintained even after sintering. In detail, it has been found that the non-aqueous organic binder contained in the ink is not carbonized, and the metal thin film having electric conductivity which remains in the thin film while keeping the physical properties of the binder itself is maintained in bulk is obtained.

이러한 광소결 조건(관계식 1의 조건)은 종래의 광소결을 이용한 금속 배선 제조방법 분야에서 알려진 바 없으며, 또한 연구된 바 없는 조건으로, 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 함유하는 잉크를 광소결하는 경우에만 가질 수 있는 조건이다. Such a light sintering condition (the condition of the relational expression 1) is not known in the field of metal wiring manufacturing method using conventional light sintering, and, under unexplored conditions, a metal nanoparticle containing a metal nanoparticle capped with a capping layer containing an organic acid It is a condition that can only exist when photo-sintering the ink.

즉, 본 발명에 따른 제조방법은 벌크에 비견되는 전기전도도를 가질 수 있도록 소결되는 광의 강도가 고분자 바인더를 탄화시키는 광의 강도보다 낮은 특징적 구성을 가질 수 있다. That is, the manufacturing method according to the present invention may have a characteristic configuration in which the intensity of light sintered so as to have electric conductivity comparable to that of the bulk is lower than the intensity of light that carbonizes the polymeric binder.

관계식 1의 광소결 조건은 금속 나노입자를 이용한 광소결 분야에 종사하는 당업자에게 매우 놀라운 것이다. 일반적으로 광소결시 금속 나노입자들의 소결(치밀화)은 광에 의해 가해지는 높은 에너지에 의해 금속 나노입자들의 표면영역이 순간적으로 용융되며 이루어지는 것으로 알려져 있으며, 이러한 금속 나노입자들의 소결(치밀화)을 위해, 실질적으로 10J/cm2 이상의 강도를 갖는 광이 조사되고 있다. 그러나, 적어도 금속 나노입자들의 표면 영역이 순간적으로 용융될 정도의 고온(순간적 고온) 조건에서, 금속 나노입자를 서로 결착시키며 금속 나노입자와 혼재하는 고분자 바인더는 그 물성을 잃고 탄화될 수 밖에 없다. 실질적으로, 10J/cm2 이상의 강도를 갖는 광의 조사시, 고분자 바인더는 고유의 물성을 잃고 완전히 탄화된 상태가 된다. 그러나, 관계식 1은 금속 나노입자들의 표면 용융이라는 치밀화 기작을 고려할 때, 고분자 바인더가 탄화되지 않고, 고분자 바인더 본연의 물성을 유지하며 잔류하는 상태임에도, 산화막이 제어된 금속나노입자의 경우, 놀랍게도 벌크에 비견되는 전기전도도를 가질 수 있도록 금속 나노입자의 소결(치밀화)이 이루어질 수 있음을 의미하는 것이다. The light sintering condition of the relational expression 1 is very surprising to those skilled in the field of optical sintering using metal nanoparticles. In general, sintering (densification) of metal nanoparticles during light sintering is known to be caused by the instantaneous melting of the surface area of metal nanoparticles due to the high energy applied by the light. In order to sinter (densify) these metal nanoparticles , And light having an intensity of substantially 10 J / cm 2 or more is irradiated. However, polymer binders that bind metal nanoparticles to each other at a high temperature (instantaneous high temperature) condition such that at least the surface area of the metal nanoparticles is instantaneously melted, lose their properties and become carbonized. Substantially, upon irradiation with light having an intensity of 10 J / cm 2 or more, the polymeric binder loses its inherent physical properties and becomes fully carbonized. However, when the densification mechanism of the surface melting of the metal nanoparticles is taken into consideration, the metal nanoparticles controlled in the oxide film, although the polymer binder is not carbonized and remains in the state of retaining the original properties of the polymer binder, The sintering (densification) of the metal nanoparticles can be performed so as to have electrical conductivity comparable to that of the metal nanoparticles.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 관계식 1에 따라 광을 조사함으로써, 벌크에 비견되는 전기전도도를 가지면서도 고분자 바인더가 잔류하는 전도성 금속 박막이 제조될 수 있다. As described above, in the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, by irradiating light according to the relational expression (1), a conductive metal thin film having the electrical conductivity equivalent to that of the bulk and the polymer binder remaining can be manufactured.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 금속 나노입자와 혼재하는 고분자 바인더가 잔류할 수 있을 정도로 열 안정성이 우수한 방법임에 따라, 공정 상한 온도가 100℃ 이하로 매우 낮은 기판이라도 기판의 손상 없이 벌크에 비견되는 우수한 전기전도도를 갖는 전도성 금속박막의 제조가 가능하며, 잔류하는 고분자 바인더에 의해 금속박막과 기판간 결합력이 극히 우수하여 플렉시블 부품에 매우 적합한 전도성 금속박막의 제조가 가능한 장점이 있다. 또한, 광소결 공정을 이용함에 따라, 광소결의 장점인 대기중 매우 단시간 내에 대면적 제조가 가능하며, 롤투롤 공정의 구현이 가능하여 상업성이 우수하고, 공정의 단순화 및 제조 원가 절감이 가능한 장점이 있다. Since the manufacturing method according to an embodiment of the present invention is excellent in thermal stability so that the polymer binder mixed with the metal nanoparticles can remain, even a substrate having an extremely high process temperature of 100 ° C or less can be used without damaging the substrate It is possible to manufacture a conductive metal thin film having an excellent electrical conductivity comparable to that of a bulk, and the bonding strength between the metal thin film and the substrate is extremely excellent due to the residual polymer binder, which makes it possible to manufacture a conductive metal thin film suitable for flexible parts. In addition, by using the light sintering process, it is possible to manufacture a large area in a very short time in the atmosphere, which is advantageous in optical resolution, and it is possible to realize a roll-to-roll process, have.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, c) 단계에서, 하기 관계식 1-1을 만족하도록 광이 조사될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, in step c), light may be irradiated so as to satisfy the following relational expression 1-1.

(관계식 1-1)(Relational expression 1-1)

ILS≤2.6(J/cm2)I LS & le; 2.6 (J / cm < 2 &

관계식 1-1에서 ILS의 정의는 관계식 1과 동일하다.In the relation 1-1, the definition of I LS is the same as the relation 1.

구체적으로, 조사되는 광의 강도가 2.6 J/cm2를 초과하는 경우, 잉크에 함유된 고분자 바인더가 금속박막에 잔류하지 못하고 탄화되어, 잔류하는 고분자 바인더에 의한 금속박막과 기판간의 결착 효과를 얻을 수 없게 된다.Specifically, when the intensity of the irradiated light exceeds 2.6 J / cm 2 , the polymeric binder contained in the ink is carbonized without remaining in the metal thin film, so that the binding effect between the metal thin film and the substrate by the remaining polymeric binder can be obtained I will not.

상세하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 수 내지 수백μΩcm 이하의 낮은 비저항을 갖는 전도성 금속 박막이 제조되며, 2.6 J/cm2 이하의 광이 조사되어 고분자 바인더가 잔류하는 금속박막이 제조된다. Specifically, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention is to be prepared a conductive metal thin film having a low resistivity of less than several hundred μΩcm, of 2.6 J / cm 2 or less light is irradiated a metal thin film made of a polymeric binder residue .

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에서, 광소결 단계는, 상술한 관계식 1, 구체적으로 관계식 1-1을 만족하며, 200 내지 800nm의 파장 대역의 광이 연속적으로 조사되어 수행될 수 있다. 200 내지 800nm 파장 대역의 광은 가시광 대역의 광을 포함하는 파장 대역으로, 이러한 200 내지 800nm의 광이 조사됨으로써, 금속 입자의 광소결이 야기되면서 기판에 미치는 열 손상을 최소화할 수 있다. In the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the light sintering step may be performed by continuously irradiating light of a wavelength band of 200 to 800 nm satisfying the above-described Relation 1, specifically Relation 1-1. Light in a wavelength band of 200 to 800 nm is a wavelength band including light in a visible light band. Such light of 200 to 800 nm is irradiated, thereby causing light sintering of metal particles and minimizing thermal damage to the substrate.

보다 구체적으로, 광소결 단계는, 상술한 관계식 1, 구체적으로 관계식 1-1을 만족하며, 370 내지 800nm의 파장 대역의 광, 더욱 구체적으로 400 내지 800nm 파장 대역의 광이 연속적으로 조사되어 수행될 수 있다. 370 내지 800nm의 파장 대역의 광, 구체적으로 400 내지 800nm 파장 대역의 광이 조사되는 것은, 강한 에너지를 갖는 자외선이 아닌, 가시광에 의해 광소결이 이루어지는 것을 의미한다. More specifically, the light sintering step is carried out by continuously irradiating the light of the wavelength band of 370 to 800 nm, more specifically, the light of the wavelength band of 400 to 800 nm, satisfying the above-mentioned relational expression 1, specifically the relation 1-1. . The irradiation of the light of the wavelength band of 370 to 800 nm, specifically the light of the wavelength band of 400 to 800 nm, means that light is sintered by visible light, not ultraviolet rays having strong energy.

가시광에 의한 광소결은 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑됨으로써, 표면 산화막 형성이 방지되어, 그 표면이 산화물이 아닌 금속의 속성을 유지하는 금속 나노입자를 광소결하는 특성에 의해 가능한 구성이다. 가시광 조사에 의해 광소결이 이루어짐에 따라, 자외선 조사 대비 기판이 열손상으로부터 현저하게 자유로울 수 있다. Light sintering by visible light is a constitution possible by capping with a capping layer containing an organic acid to prevent the formation of a surface oxide film and photo-sintering metal nanoparticles whose surface maintains properties of metals other than oxides. As the light sintering is performed by visible light irradiation, the ultraviolet light irradiation substrate can be remarkably free from thermal damage.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 상술한 관계식 1, 구체적으로 관계식 1-1을 만족하는 강도의 광이 1 내지 2msec 동안 연속적으로 조사될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 1 내지 2msec라는 극히 짧은 시간동안 광이 조사되어 낮은 비저항을 가지며 기판와의 결착력이 극히 우수한 금속박막을 제조할 수 있다. 또한, 종래의 금속 나노입자를 함유하는 잉크의 광소결시, 금속 나노입자의 소결을 위해 높은 에너지의 광이 조사됨에 따라 기판등의 손상을 방지하고 최소의 온도에서 소결을 수행하기 위해 극단파의 펄스 형태로 광이 조사되는 것이 통상적이다. The manufacturing method according to the embodiment of the present invention can continuously irradiate light of intensity satisfying the above-mentioned relational expression 1, specifically Relation 1-1, for 1 to 2 msec. That is, according to an embodiment of the present invention, light can be irradiated for an extremely short time of 1 to 2 msec to produce a metal thin film having a low specific resistance and an extremely excellent adhesion to a substrate. In order to prevent damages to the substrate and sintering at a minimum temperature as light of high energy is irradiated for sintering the metal nanoparticles during the light sintering of the ink containing the conventional metal nanoparticles, Light is irradiated in a pulse form.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판별로, 제조하고자 하는 금속박막의 두께별로, 물질별로, 개별적으로 특화되어야 하는 펄스 폭, 펄스 갭이나 펄스 수등의 설계가 불필요하며, 단지 1 내지 2msec동안 연속적으로 광을 조사(연속광을 조사)하는 것으로 안정적인 광소결이 이루어질 수 있다. However, according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to design the pulse width, the pulse gap, the pulse number, etc., which should be individually specified for each substrate by the thickness of the metal thin film to be manufactured, Stable light sintering can be achieved by continuously irradiating light (irradiating continuous light).

광 조사의 시간은 광에 의해 발생하는 열의 누적에 의해, 광소결 과정에서 박막(광이 조사되는 도포막)의 실질적 온도 및 기판의 실질적인 온도에 영향을 미칠 수 있다. 기판의 물질등을 고려하여, 광의 조사 시간이 적절히 변경될 수 있으나, 상술한 관계식 1, 구체적으로 관계식 1-1을 만족하는 광, 좋게는 상술한 관계식 1, 구체적으로 관계식 1-1을 만족하고, 200 내지 800nm의 파장 대역의 광, 좋게는 370 내지 800nm의 파장 대역의 광, 보다 좋게는 400 내지 800nm 파장 대역의 광이 1 msec 미만의 시간으로 연속적으로 조사되는 경우, 불균질한 광소결이 발생할 수 있어 대면적의 금속 박막 제조가 어려울 위험이 있고, 2 msec를 초과하는 시간으로 연속적으로 조사되는 경우, 누적된 열에 의해 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판와 같이 내열 특성이 떨어지는 기판의 손상이 발생할 위험이 있다. The time of light irradiation can affect the substantial temperature of the thin film (the film to which the light is irradiated) and the substantial temperature of the substrate during the light sintering process due to the accumulation of heat generated by the light. The irradiation time of the light can be appropriately changed in consideration of the material of the substrate and the like. However, the light satisfying the relational expression 1, specifically the relational expression 1-1, preferably the relational expression 1 described above, specifically the relational expression 1-1 , Light in a wavelength band of 200 to 800 nm, preferably light in a wavelength band of 370 to 800 nm, more preferably light in a wavelength band of 400 to 800 nm, is continuously irradiated in a time of less than 1 msec, heterogeneous light sintering There is a danger that it is difficult to manufacture a large-area metal thin film, and if it is continuously irradiated for a time exceeding 2 msec, there is a risk of damage to the substrate, such as a polyethylene terephthalate substrate, which has poor heat resistance characteristics due to accumulated heat.

광 소결시, 기판 상, 기 설계된 패턴으로 잉크가 도포되어 도포막을 형성한 후, 도포막의 건조가 이루어질 수 있음은 물론이며, 특별히 한정되지 않으나, 건조는 상온에서 수행될 수 있음은 물론이다. 도포막이 형성된 기판에는 광이 면 조사될 수 있다. 즉, 도포막이 형성된 기판 전 영역에, 상술한 관계식 1, 구체적으로 관계식 1-1을 만족하고, 200 내지 800nm의 파장 대역의 광, 좋게는 370 내지 800nm의 파장 대역의 광, 보다 좋게는 400 내지 800nm 파장 대역의 광이, 좋게는 1 내지 2msec 동안 조사될 수 있다. It is needless to say that, in the photo-sintering process, the coating film may be dried after the ink is coated on the substrate in a designed pattern so as to form a coating film, and the drying may be performed at room temperature. The substrate on which the coating film is formed can be irradiated with light. Namely, in the entire region of the substrate on which the coating film is formed, light of a wavelength band of 200 to 800 nm, preferably light of a wavelength band of 370 to 800 nm, more preferably 400 to 800 nm, satisfying the above-mentioned relational expression 1, Light of 800 nm wavelength band can be irradiated for preferably 1 to 2 msec.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 함유하는 전도성 잉크조성물을 관계식 1의 조건, 구체적으로 관계식 1-1의 조건을 만족하도록 광소결하여 전기전도도가 우수하면서도 기판과의 결착력이 극히 우수한 전도성 금속박막을 제조할 수 있다.As described above, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a method of manufacturing a conductive ink composition containing metal nanoparticles capped with a capping layer containing organic acid, satisfying the condition of the relational expression 1, specifically, the condition of the relational expression 1-1 So that a conductive metal thin film having excellent electrical conductivity and excellent adhesion to a substrate can be produced.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 광조사시, 관계식 1을 만족하며, 금속나노입자의 소결이 발생하는 강도 이상의 광이 조사될 수 있다. 구체적으로, 조사되는 광 강도가 1.2J/cm2이상인 경우 금속나노입자의 광소결이 발생할 수 있다. In the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, when irradiated with light, light exceeding the intensity at which sintering of the metal nanoparticles occurs can be irradiated. Specifically, when the light intensity to be irradiated is 1.2 J / cm 2 or more, light sintering of metal nanoparticles may occur.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 a) 단계 전, 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 제조하는 단계(이하, 입자 제조단계)를 더 포함할 수 있다.The method according to an embodiment of the present invention may further include a step of preparing metal nanoparticles capped with a capping layer containing organic acid (hereinafter referred to as a particle manufacturing step) before the step a).

입자 제조단계는 배치식 또는 연속식 방법일 수 있다. 배치식으로 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 제조하는 단계는 본 출원인이 출원한 대한민국 공개특허 제2013-0111180호를 참고하여 수행될 수 있으며, 본 발명은 대한민국 공개특허 제2013-0111180호에 기재된 모든 내용을 포함한다.The particle preparation step may be a batch or continuous process. The step of preparing the capped metal nanoparticles with a capping layer comprising an organic acid in a batch manner can be carried out by referring to Korean Patent Publication No. 2013-0111180 filed by the present applicant, 0.0 > 0111180. ≪ / RTI >

구체적으로, 배치식 제조를 이용하는 경우, 입자 제조단계는 금속전구체, 유기산, 유기아민 및 환원제를 포함하는 전구체 용액을 가열하여 표면 산화막 형성이 방지되고 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때, 가열 교반은 불활성 분위기에서 수행될 수 있다. Specifically, in the case of using batch preparation, the particle preparation step comprises heating a precursor solution comprising a metal precursor, an organic acid, an organic amine and a reducing agent to form a metal nanoparticle capped with a capping layer, The method comprising the steps of: At this time, the heating stirring can be carried out in an inert atmosphere.

금속 전구체의 금속은 구리, 니켈, 코발트, 알루미늄 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 것일 수 있다. 금속 전구체는 구리, 니켈, 코발트, 알루미늄, 주석 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 금속의 질산염, 황산염, 아세트산염, 인산염, 규산염 및 염산염으로 이루어진 무기염에서 하나 이상 선택된 것일 수 있다. The metal of the metal precursor may be one or more selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, aluminum and alloys thereof. The metal precursor may be at least one selected from the group consisting of nitrates, sulfates, acetates, phosphates, silicates and hydrochlorides of metals selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, aluminum, tin and alloys thereof.

유기산은 탄소수가 6 ~ 30인 직쇄형, 분지형 및 환형 중 적어도 하나의 형태를 가지며, 포화 또는 불포화 산에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 올레산, 리신올레산, 스테아릭산, 히아드록시스테아릭산, 리놀레산, 아미노데카노익산, 하이드록시 데카노익산, 라우르산, 데케노익산, 운데케노익산, 팔리트올레산, 헥실데카노익산, 하이드록시팔미틱산, 하이드록시미리스트산, 하이드록시데카노익산, 팔미트올레산 및 미스리스올레산 등으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전구체 용액에서, 금속 전구체와 유기산과의 몰비율은 1(금속 전구체): 0.2 ~ 4(산)일 수 있다.The organic acid has at least one form of straight chain, branched or cyclic carbon atoms having 6 to 30 carbon atoms, and may be one or more selected from saturated or unsaturated acids. More concretely, there can be mentioned oleic acid, lysine oleic acid, stearic acid, hyadroxystearic acid, linoleic acid, aminodecanoic acid, hydroxydecanoic acid, lauric acid, decenoic acid, undecenoic acid, palmitoleic acid, hexyldecano Hydroxycarboxylic acid, hydroxycarboxylic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, succinic acid, In the precursor solution, the molar ratio of the metal precursor and the organic acid may be 1 (metal precursor): 0.2 to 4 (acid).

유기아민은 탄소수가 6 ~ 30인 직쇄형, 분지형 및 환형 중 적어도 하나의 형태를 가지며, 포화 및 불포화 아민중에서 하나 또는 둘 이상을 선택할 수 있다. 보다 구체적으로 헥실 아민, 헵틸 아민, 옥틸 아민, 도데실 아민, 2-에틸헥실 아민, 1,3-디메틸-n-부틸 아민, 1-아미노토리데칸 등에서 선택할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 전구체 용액에서 아민의 함량은 금속전구체에 1몰에 대하여 0.2몰 이상, 좋게는 1~50몰, 더욱 좋게는 5~50몰이 좋으나, 상한에 있어, 유기아민이 비수계용매로 작용할 수 있으므로 굳이 제한되지 않는다.The organic amine has at least one form of straight chain, branched or cyclic having 6 to 30 carbon atoms, and one or more of saturated and unsaturated amines can be selected. More specifically, it may be selected from hexylamine, heptylamine, octylamine, dodecylamine, 2-ethylhexylamine, 1,3-dimethyl-n-butylamine and 1-aminotridecane. The content of the amine in the precursor solution may be 0.2 mol or more, preferably 1 to 50 mol, more preferably 5 to 50 mol, per mol of the metal precursor. However, since the organic amine can act as a non-aqueous solvent at the upper limit, It does not.

환원제는 하이드라진, 하이드라진무수물, 염산하이드라진, 황산하이드라진, 하이드라진 하이드레이트 및 페닐하이드라진을 포함하는 하이드라진계 환원제에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 또한 이밖에도 하이드라이드계; 테트라부틸암모늄보로하이드라이드, 테트라메틸암모늄보로하이드라이드, 테트라에틸암모늄보로하이드라이드 및 소듐보로하이드라이드 등을 포함하는 보로하이드라이드계; 소듐포스페이트계; 및 아스크로빅산; 에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 전구체 용액에서, 환원제는 환원제/금속 전구체 몰비가 1~100이 되도록 포함할 수 있다. The reducing agent may be one or two or more selected from hydrazine-based reducing agents including hydrazine, hydrazine anhydride, hydrazine hydrochloride, hydrazine sulfate, hydrazine hydrate and phenylhydrazine. In addition, other hydrides; Borohydride systems including tetrabutylammonium borohydride, tetramethylammonium borohydride, tetraethylammonium borohydride, and sodium borohydride; Sodium phosphate system; And ascorbic acid; One or more of them can be selected and used. In the precursor solution, the reducing agent may include a reducing agent / metal precursor molar ratio of 1 to 100.

배치식 방법에 있어, 금속 나노입자 합성은 크게 제한적이지 않지만 환원 효율성을 고려하여 100 ~ 350 ℃ 에서, 보다 바람직하게는 140 ~300℃, 더욱 좋게는 150~250℃에서 수행될 수 있으며, 불활성분위기에서 수행될 수 있다. 금속 나노입자는 원심분리와 같은 나노입자 회수시 사용되는 통상의 방법을 통해 분리 회수될 수 있음은 물론이다. In the batch method, the synthesis of the metal nanoparticles is not limited, but may be performed at 100 to 350 ° C, more preferably at 140 to 300 ° C, and more preferably at 150 to 250 ° C in consideration of the reduction efficiency, Lt; / RTI > It goes without saying that the metal nanoparticles can be separated and recovered by a conventional method used for nanoparticle recovery such as centrifugation.

이와 독립적으로, 테일러 쿠에트 반응기(층류전단흐름 반응장치)에 기반한 연속식 방법으로, 유기산으로 캡핑된 금속 나노입자를 연속적으로 제조할 수 있다. 이러한 연속식 제조는, 고른 품질의 금속 나노입자를 단시간에 대량생산할 수 있으며, 제조되는 금속 나노입자의 입도 분포 조절에 용이한 장점이 있다.Independently, metal nanoparticles capped with organic acids can be continuously produced in a continuous process based on a Taylor-Quatt reactor (laminar flow shear flow reactor). Such continuous production can mass-produce metal nanoparticles of good quality in a short period of time, and has an advantage of easily controlling the particle size distribution of the produced metal nanoparticles.

연속식 제조의 경우, 입자 제조단계는 속빈 원통형 자켓 및 상기 자켓과 동심구조를 이루며 이격 위치하여 회전하는 실린더 사이의 공간인 반응 공간에 유기산, 유기아민 및 금속 전구체를 함유하는 제1용액과 환원제를 함유하는 제2용액을 연속적으로 주입하는 단계;를 포함할 수 있다.In the case of continuous production, the particle preparation step includes a first solution containing organic acid, organic amine and metal precursor and a reducing agent in a reaction space, which is a space between a hollow cylindrical jacket and a rotating cylinder which is concentric with the jacket, And continuously injecting a second solution containing the first solution.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에서 사용될 수 있는 층류전단흐름 반응장치의 일 예를 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 층류전단흐름 반응장치는 실린더, 실린더의 내부 중앙에 형성되고 그 일 단이 모터와 연결되어 실린더를 회전시키는 교반봉, 교반봉을 동심으로 하며, 실린더의 외주에 형성되어 고정되는 원통형 자켓, 자켓과 실린더간의 이격 공간인 반응 공간에 물질을 주입하는 유입구와 반응이 완료된 생성물을 배출하는 유출구를 포함할 수 있다. 이에 따라, 실린더는 자켓의 종축과 일치하는 회전축을 가질 수 있다. FIG. 1 is a view showing an example of a laminar flow shear flow reaction apparatus which can be used in a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the laminar flow front end reaction apparatus is formed in the center of the cylinder and the cylinder, one end of which is connected to the motor to concentrically rotate the stirring rod and the stirring rod for rotating the cylinder, An inlet for injecting the material into the reaction space, which is a space between the jacket and the cylinder, and an outlet for discharging the reacted product. Thus, the cylinder can have a rotation axis coinciding with the longitudinal axis of the jacket.

이때, 도1에 도시한 바와 같이, 유입구는 자켓의 일 단 또는 일 단 측면에 위치할 수 있으며, 유출구는 자켓 타 단 또는 타 단 측면에 위치할 수 있다. 또한, 층류전단흐름 반응장치는 자켓의 외측에 위치하여 반응 공간을 가열하는 가열부를 더 포함할 수 있음은 물론이며, 가열부가 자켓의 외측을 둘러싼 형태로 위치할 수 있음은 물론이다.At this time, as shown in Fig. 1, the inlet may be located at one end or one end of the jacket, and the outlet may be located at the other end or the other end of the jacket. Further, it goes without saying that the laminar flow shear flow reactor may further include a heating unit positioned on the outer side of the jacket to heat the reaction space, and it is a matter of course that the heating unit may be located around the outer side of the jacket.

고정되어 있는 자켓에 실린더가 회전하는 경우, 반응 공간을 흐르는 유체는 원심력에 의해 고정된 자켓 방향으로 나가려는 경향을 가지게 되며, 이에 의해 유체가 불안정하게 되어, 회전축을 따라 규칙적이며 서로 반대방향으로 회전하는 고리쌍 배열의 와류인 쿠에트-테일러 와류가 형성될 수 있다.When the cylinder is rotated in a fixed jacket, the fluid flowing in the reaction space tends to flow out in the direction of the fixed jacket due to the centrifugal force, whereby the fluid becomes unstable, and is regularly rotated along the rotation axis, A quasi-Taylor vortex can be formed, which is a swirl of high-paired arrays.

쿠에트-테일러 와류는 단지 내부 실린더와 자켓 간의 상대적인 회전에 의해서만 와류가 발생함에 따라, 와류의 유동성이 잘 규정될 수 있으며 와류의 요동 변화가 거의 발생하지 않을 수 있다. 또한, 회전하는 고리쌍 배열의 와류 각각은 반응 공간 내에서 서로 독립적인 반응 장을 형성할 수 있다. As Kuett-Taylor vortex only generates vortexes by relative rotation between the inner cylinder and the jacket, the flowability of the vortex can be well defined and little or no fluctuation of the vortex can occur. In addition, each of the vortexes of the rotating high-pair array can form reaction fields independent of each other in the reaction space.

이러한 고리쌍 배열의 와류 및 와류에 의해 규정되는 미세 반응 장에 유기산, 유기 아민, 금속 전구체 및 환원제를 투입하여 금속 나노입자를 제조하는 경우, 안정적이고 재현성 있게, 극히 우수한 수율로 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자가 제조될 수 있다.When the metal nanoparticles are prepared by introducing organic acids, organic amines, metal precursors and reducing agents into the micro-reaction fields defined by the vortex and vortex of the high-paired arrays, the metal cores react with the organic acids in a stable and reproducible yield Capped metal nanoparticles can be prepared.

상세하게, 테일러-쿠에트 와류에 기반한 층류전단흐름 연속반응기법은 실린더의 회전에 의해서만, 잘 규정되는 흐름을 갖는 와류가 발생하며, 와류 각각이 독립적은 미세 반응 장을 형성함에 따라, 전구체 상태의 금속으로부터 금속 핵이 생성되고, 금속 핵이 금속 나노입자로 성장하는 과정에서, 전구체 상태의 금속과 함께 투입되는 유기산이 금속 나노입자를 매우 안정적으로 캡핑할 수 있다. 또한, 95% 이상의 매우 높은 수율로 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자가 제조될 수 있다. In detail, the laminar flow shear flow continuous reaction technique based on the Taylor-Quet vortex generates a vortex having a well-defined flow only by the rotation of the cylinder, and as each vortex forms an independent fine reaction field, In the course of metal nuclei generated from metal and growing metal nuclei into metal nanoparticles, the organic acid added together with the metal in the precursor state can very stably trap the metal nanoparticles. In addition, capped metal nanoparticles can be prepared with a capping layer comprising an organic acid with a very high yield of 95% or more.

상술한 바와 유사하게, 유입구는 자켓의 일 단 또는 일 단 측면에 형성될 수 있으며, 제1용액이 주입되는 제1유입구와 제2용액이 주입되는 제2유입구가 형성될 수 있다. 이와 독립적으로, 제1용액과 제2용액이 유입구로 유입되며 서로 혼합되도록 주입함으로써, 단일한 유입구를 통해, 제1용액과 제2용액이 주입될 수 있다.Similarly to the above, the inlet may be formed at one end or one end of the jacket, and a first inlet through which the first solution is injected and a second inlet through which the second solution is injected may be formed. Independently, the first solution and the second solution can be injected through a single inlet by injecting the first solution and the second solution into the inlet and mixing with each other.

즉, 자켓의 일 단 또는 일 단 측면에 형성된 유입구를 통해 제1용액과 제2용액이 반응공간으로 연속적으로 주입되어, 자켓 타 단 또는 타 단 측면에 형성된 유출구를 통해 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 포함하는 반응산물이 연속적으로 배출됨으로써, 연속적으로 금속 나노입자를 제조할 수 있다. 이때, 제조되는 금속 나노입자의 입자 크기 분포를 엄밀하고 재현성 있게 제어하는 측면에서, 단일한 유입구를 통해 제1용액과 제2용액이 동시 주입될 수 있다. That is, the first solution and the second solution are continuously injected into the reaction space through the inlets formed on one or both sides of the jacket, so that the metal nano-particles capped with the capping layer through the outlet formed at the other end of the jacket The reaction products containing the particles are continuously discharged, so that the metal nanoparticles can be continuously produced. At this time, the first solution and the second solution can be simultaneously injected through a single inlet in view of strictly and reproducibly controlling the particle size distribution of the produced metal nanoparticles.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 자켓과 실린더는 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.In the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the jacket and the cylinder can satisfy the following relational expression (2).

(관계식 2)(Relational expression 2)

0.1 ≤ D/ri ≤ 0.40.1? D / r i ? 0.4

관계식 2에서, D는 자켓과 실린더 사이의 이격 간격이며, ri는 실린더의 반지름이다.In Equation 2, D is the spacing between the jacket and the cylinder, and r i is the radius of the cylinder.

관계식 2와 같이, 자켓과 실린더 사이의 이격 간격(D=ro(자켓의 내부 반경)-ri)과 실린더의 반지름(ri)의 비율 (D/ri)은 0.1~0.4 것이 좋다. (D / ri) of the distance between the jacket and the cylinder (D = r o (inner radius of the jacket) -r i ) and the radius of the cylinder (r i ) is preferably 0.1 to 0.4.

자켓과 실린더 사이의 간격은 형성되는 고리쌍 배열의 와류인 와류셀의 크기를 결정하게 되어 합성되는 입자의 크기 및 분포에 영향을 미칠 수 있다. 또한, D/ri의 값이 0.1보다 작으면 합성된 입자들이 간격을 메울 확률이 커져서 공정성을 저하시키고, D/ri의 값이 0.4보다 크면 형성되는 와류셀이 크기가 커져서 균일한 혼합 효과를 기대하기 어렵다.The gap between the jacket and the cylinder can influence the size and distribution of the synthesized particles as it determines the size of the vortex cell, which is the vortex of the high-paired array being formed. If the value of D / ri is less than 0.1, the probability that the particles will fill the gap will increase, which decreases the fairness. If the value of D / ri is larger than 0.4, the vortex cell formed becomes larger in size, It is difficult to do.

상세하게, 관계식 2를 만족하며, 자켓과 실린더의 이격 간격은 1mm 내지 2.5mm로, 반응 공간의 폭이 극히 작은 것이 보다 좋다. 반응 공간의 폭이 1mm 내지 2.5mm로 극히 작은 경우, 광소결 특성이 보다 우수한 바이모달 분포의 금속 나노입자 제조에 유리하다.Specifically, it is preferable that the distance between the jacket and the cylinder is 1 mm to 2.5 mm, and the width of the reaction space is extremely small. When the width of the reaction space is as small as 1 mm to 2.5 mm, it is advantageous to manufacture a bimodal distribution metal nanoparticle having a better photo-sintering property.

주입된 제1용액과 제2용액을 포함하는 반응 유체가 반응 공간에 체류하는 체류시간은 실런더의 회전속도와 반응 유체의 투입량에 의해 조절될 수 있다.The retention time at which the reactive fluid containing the injected first and second solutions stays in the reaction space can be controlled by the rotational speed of the cylinder and the input amount of the reactive fluid.

실린더의 회전 속도는 안정적인 테일러-쿠에트 와류 형성 측면에서 400rpm 이상인 것이 좋다. 또한, 각 와류 셀 내에 충분한 반응물이 존재하여야 균질한 나노입자들이 제조될 수 있다. 이에 따라, 실린더의 회전 속도는 1000 rpm 이하인 것이 좋다. The rotational speed of the cylinder is preferably 400 rpm or more in terms of stable Taylor-Kuett vortex formation. In addition, sufficient reactants are present in each vortex cell to produce homogeneous nanoparticles. Accordingly, the rotation speed of the cylinder is preferably 1000 rpm or less.

광소결 특성이 보다 우수한 바이모달 분포의 금속 나노입자 제조를 제조하는 측면에서, 실린더의 회전 속도는 600 내지 800rpm인 것이 좋다. 이러한 회전 속도는 와류 셀 내에 존재하는 반응물들이 반응하여, 지속적으로 금속의 핵 생성 및 성장이 발생함과 동시에, 성장한 입자들 간에도 미세한 입자들이 소모되며 조대한 입자들이 성장함으로써, 반응장 내의 성장 구동력(반응물 및 해당 시점에서 반응장에 잔류하는 입자들의 입도분포 상 미세 입자들로부터 제공되는 구동력)을 소모하고, 다른 입자들의 성장을 억제하거나 미세한 핵들을 다시 녹여내며 보다 미세한 입자들의 분율이 증가된 바이모달 분포의 금속 나노입자가 제조될 수 있다. In terms of producing bimodal distribution metal nanoparticles having better optical sintering characteristics, the rotation speed of the cylinder is preferably 600 to 800 rpm. This rotational speed is due to the reactivity of the reactants present in the vortex cell, resulting in continuous nucleation and growth of the metal, as well as the consumption of fine particles among the grown particles and the growth of coarse particles, The reaction force and the driving force provided by the fine particles on the particle size distribution of the particles remaining in the reaction field at that point of time), inhibiting the growth of other particles, or re-melting the fine nuclei and increasing the fraction of the finer particles Metal nanoparticles can be produced.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 반응 온도는 특별히 한정하지 않지만 100 내지 350℃의 범주에서 반응시킬 수 있으며 좋게는 120~200℃, 더욱 좋게는 130~150℃에서 반응하는 것이 우수한 비저항특성을 가지면서 수율에서도 95%이상의 고순도의 금속 나노입자가 제조될 수 있다. In the production method according to an embodiment of the present invention, the reaction temperature is not particularly limited, but it can be reacted in the range of 100 to 350 ° C, preferably 120 to 200 ° C, more preferably 130 to 150 ° C Metal nano-particles having a purity of 95% or more can be produced even at a yield while having resistivity characteristics.

좋게는, 광소결 특성이 보다 우수한 바이모달 분포의 금속 나노입자가 제조될 수 있도록, 반응 온도는 130 내지 150℃인 것이 좋다. 와류 셀 내에서의 전체적인 핵생성 및 성장 구동력이 소모되는 속도와 핵생성 정도에 영향을 미칠 수 있다. 130 내지 150℃의 낮은 온도에 의해, 상대적으로 작은 입자와 상대적으로 큰 입자간의 입자 크기 차를 증가 시킬 수 있으며, 상대적으로 작은 입자들의 비율 증가와 상대적으로 작은 입자들의 평균 크기 감소를 야기할 수 있다.Preferably, the reaction temperature is in the range of 130 to 150 占 폚 so that the bimodal distribution metal nanoparticles having better light sintering characteristics can be produced. The overall nucleation and growth driving power in the vortex cell can affect the rate at which it is consumed and the degree of nucleation. Due to the low temperature of 130-150 DEG C, the particle size difference between the relatively small particles and the relatively large particles can be increased, resulting in an increase in the proportion of relatively small particles and a decrease in the average size of relatively small particles .

이때, 반응 온도가 와류 셀의 전체적인 구동력이 소모되는 속도와 핵생성 정도에 영향을 미치며, 실린더의 회전 속도가 와류 셀의 전체적인 구동력의 크기를 제어함에 따라, 반응 온도와 회전 속도가 서로 독립적으로 제시된 범위에서 조절되는 것보다는, 상호 연계되어 조절되는 것이 좋다. 구체적인 일 예로, 회전 속도와 반응 온도는 비례 관계인 것이 좋은데, 일 예로, 회전 속도가 600rpm에서 800rmp으로 증가하는 경우, 반응 온도는 130℃에서 150℃로 증가하는 것이 좋다.In this case, the reaction temperature affects the rate at which the whole driving force of the vortex cell is consumed and the degree of nucleation. As the rotational speed of the cylinder controls the overall driving force of the vortex cell, the reaction temperature and the rotational speed are independently presented Rather than being regulated in the range, it is better to be coordinated. As a specific example, it is preferable that the rotation speed and the reaction temperature are proportional to each other. For example, when the rotation speed increases from 600 rpm to 800 rpm, the reaction temperature is preferably increased from 130 캜 to 150 캜.

자켓의 길이는 대량 생산에 유리하며, 안정적으로 여러 개의 와류 셀이 형성될 수 있는 길이이면서도, 제조된 금속나노입자가 과도하게 장시간동안 자켓 내에 잔류하지 않는 정도면 무방하다. 구체적이며 비 한정적인 일 예로, 자켓의 길이(반응 공간의 종축 길이)는 30 내지 50D(D=자켓과 실린더 간의 이격 거리)일 수 있다. The length of the jacket is advantageous for mass production, and it is long enough to stably form a plurality of vortex cells, but it is sufficient that the produced metal nanoparticles do not remain in the jacket for an excessively long time. In a specific, non-limiting example, the length of the jacket (longitudinal axis length of the reaction space) may be 30 to 50D (D = separation distance between the jacket and the cylinder).

연속식 제조에 있어, 유입구를 통해 주입되는 제1용액과 제2용액을 포함하는 반응 유체가 반응공간에 머무르는 체류시간은 1 내지 4분인 것이 좋다. 이러한 체류 시간은 상술한 회전 속도 및 상술한 자켓 길이에서, 유입구를 통해 주입되는 반응 유체의 주입 속도를 통해 조절할 수 있다. 즉, 제1용액과 제2용액의 주입 속도는 반응 유체의 체류시간이 1 내지 4분이 되도록 하는 속도일 수 있다.In continuous production, the residence time in which the reaction fluid containing the first solution injected through the inlet and the second solution remains in the reaction space is preferably 1 to 4 minutes. Such a residence time can be controlled through the rate of injection of the reactive fluid injected through the inlet at the aforementioned rotational speed and the jacket length described above. That is, the injection rate of the first solution and the second solution may be such that the residence time of the reaction fluid is 1 to 4 minutes.

연속식 제조에 있어, 자켓의 내주면에는 실린더의 회전 방향으로 종축 방향을 따라서 나선형 돌기가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 나선형 돌기가 형성되는 경우 반응물의 혼합효율이 더욱 증가되어 더욱 짧은 시간내에 환원반응이 완결되어 금속나노입자가 신속히 제조될 수 있다.In the continuous production, a spiral protrusion may be formed on the inner circumferential surface of the jacket along the longitudinal direction in the rotating direction of the cylinder. When such spiral protrusions are formed, the mixing efficiency of the reactants is further increased, and the reduction reaction is completed in a shorter time, so that the metal nanoparticles can be rapidly produced.

연속식 제조에 있어, 제1용액은 금속 전구체, 유기산 및 유기아민을 포함할 수 있으며, 제2용액은 환원제를 포함할 수 있다. 금속 전구체, 유기산, 유기아민 및 환원제 물질은 배치식 방법에서 상술한 바와 유사 내지 동일하다. In continuous preparation, the first solution may comprise a metal precursor, an organic acid and an organic amine, and the second solution may comprise a reducing agent. The metal precursor, organic acid, organic amine and reducing agent materials are similar or identical to those described above in the batchwise process.

제 1용액의 조성비는 크게 제한적이지 않지만, 캡핑 효율을 고려하였을 때, 금속전구체 1 몰에 대하여 산은 0.2 ~ 4몰, 좋게는 1 내지 4몰일 수 있고, 유기 아민은 0.2이상, 좋게는 0.2 ~ 50, 더욱 좋게는 5~20몰을 함유할 수 있다. 유기 아민의 경우, 비수계용매로 작용함에 따라, 그 상한이 굳이 제한되지 않는다.The composition ratio of the first solution is not particularly limited. However, considering the capping efficiency, the acid may be 0.2 to 4 moles, preferably 1 to 4 moles, and the organic amine may be 0.2 or more, preferably 0.2 to 50 moles per mole of the metal precursor. , More preferably from 5 to 20 moles. In the case of organic amines, the upper limit is not particularly limited as it acts as a non-aqueous solvent.

제1용액과 제2용액은 제1용액에서 금속전구체의 함량에 대하여 환원제/금속 전구체 몰비가 1~100이 되도록 주입될 수 있다. 몰비(환원제/금속 전구체)가 1미만인 경우 금속전구체의 금속이온이 전부 환원되지 못하는 문제가 있으며 100을 초과하는 경우 과잉이 되어 환원속도에 영향을 주지 못하므로 효율 및 비용 측면에서 유리하지 않다.The first solution and the second solution may be injected so that the molar ratio of the reducing agent / metal precursor to the metal precursor is 1 to 100 in the first solution. If the molar ratio (reductant / metal precursor) is less than 1, metal ions of the metal precursor are not completely reduced. If the molar ratio is less than 1, the metal precursor is excessively over 100, which does not affect the reduction rate.

상술한 바와 같이, a) 단계의 금속 나노입자는 연속식 또는 배치식으로 제조될 수 있으나, 본 발명이 제시된 금속 나노입자를 제조하는 방법에 의해 한정되는 것은 아니다. 다만, 금속 나노입자를 보다 생산성 있게 제조하며 금속 나노입자의 입도 분포의 용이 조절 측면에서 연속식 방법으로 금속 나노입자를 제조할 수 있다. As described above, the metal nanoparticles of step a) may be produced continuously or batchwise, but the present invention is not limited by the method of producing the metal nanoparticles. However, metal nanoparticles can be produced by a continuous method in view of more easily producing metal nanoparticles and controlling the particle size distribution of the metal nanoparticles.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, a) 단계의 금속 나노입자는 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 것일 수 있다. 유기산은 금속 코어에 우선적으로 화학 흡착(chemisorption)하여 치밀한 유기산 막을 형성할 수 있음에 따라, 캡핑층은 유기산으로 이루어질 수 있다. 즉, 캡핑층은 금속 코어에 화학 흡착된 유기산의 막일 수 있다. 그러나, 유기산과 유기 아민을 함께 사용하는 제조 공정상 캡핑층에 미량의 아민이 포함될 수 있음은 물론이다. 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑됨에 따라, 금속 코어의 표면 산화막 형성이 방지될 수 있으며, 실질적으로 100 내지 수백 나노미터 오더의 조대한 입자의 경우 표면 산화막이 존재하지 않을 수 있다. In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the metal nanoparticles of step a) may be one in which the metal core is capped with a capping layer containing an organic acid. The organic acid can preferentially chemisorb the metal core to form a dense organic acid film, so that the capping layer can be made of an organic acid. That is, the capping layer may be a film of organic acid chemically adsorbed on the metal core. However, it goes without saying that a small amount of amine may be included in the capping layer in the manufacturing process using an organic acid and an organic amine together. As the metal core is capped with a capping layer comprising an organic acid, the formation of a surface oxide film of the metal core can be prevented, and in the case of coarse particles of substantially 100 to several hundred nanometer order, there can be no surface oxide film.

캡핑층의 유기산은 탄소수가 6 ~ 30인 직쇄형, 분지형 및 환형 중 적어도 하나의 형태를 가지며, 포화 또는 불포화 유기산에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 보다 구체적으로, 유기산은 올레산, 리신올레산, 스테아릭산, 히아드록시스테아릭산, 리놀레산, 아미노데카노익산, 하이드록시 데카노익산, 라우르산, 데케노익산, 운데케노익산, 팔리트올레산, 헥실데카노익산, 하이드록시팔미틱산, 하이드록시미리스트산, 하이드록시데카노익산, 팔미트올레산 및 미스리스올레산 등으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The organic acid of the capping layer has at least one form of straight chain, branched or cyclic having 6 to 30 carbon atoms, and may be one or more selected from saturated or unsaturated organic acids. More specifically, the organic acid may be selected from the group consisting of oleic acid, lysine oleic acid, stearic acid, hyrodoxystearic acid, linoleic acid, aminodecanoic acid, hydroxydecanoic acid, lauric acid, decenoic acid, undecenoic acid, But is not limited to, one or more selected from the group consisting of sildenaconic acid, hydroxamic acid, hydroxymic acid, hydroxymic acid, hydroxydecanoic acid, palmitoleic acid and myristicoic acid.

금속 코어를 캡핑하는 캡핑층의 두께는 1 내지 2nm일 수 있다. 캡핑층이 너무 얇은 경우 산화막 형성 방지 효과가 감소될 수 있으며, 또한 캡핑층의 두께가 너무 과도하게 두꺼운 경우, 금속 나노입자를 이용한 금속 박막의 제조시, 유기물인 캡핑층의 제거에 과도한 에너지와 시간이 소모될 수 있다.The thickness of the capping layer capping the metal core may be between 1 and 2 nm. When the capping layer is too thin, the effect of preventing the formation of the oxide film can be reduced. Also, when the thickness of the capping layer is excessively large, excessive energy and time for removing the organic capping layer Can be consumed.

유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑되고 산화막 형성이 억제된 캡슐형태의 금속 나노입자의 금속(금속 코어)은 금속 박막을 제조하는데 통상적으로 사용되는 금속이면 무방하다. 구체적인 일 예로, 금속은 구리, 니켈, 코발트, 알루미늄, 주석 및 이들의 합금등으로 이루어진 군으로부터 하나 또는 둘 이상 선택된 것일 수 있다.The metal (metal core) of the capsule-shaped metal nanoparticles capped with a capping layer containing an organic acid and inhibited from forming an oxide film may be a metal conventionally used for producing a metal thin film. As a specific example, the metal may be one or more selected from the group consisting of copper, nickel, cobalt, aluminum, tin and alloys thereof, and the like.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 보다 우수한 광소결 특성을 갖기 위해, a) 단계의 금속 나노입자는 적어도 바이모달(bimodal) 이상의 크기 분포를 가지며, 하기 관계식 1을 만족하는 것이 좋다.In the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, in order to have better light sintering characteristics, the metal nanoparticles of step a) have a size distribution of at least bimodal and satisfy the following relational expression 1 .

(관계식 3)(Relational expression 3)

0.4≤A1/At≤0.80.4? A 1 / A t ?

관계식 3에서, A1은 금속 나노입자의 크기 분포(갯수와 크기를 두 축으로 하는 크기 분포)에서, 피크의 중심 크기를 기준으로, 가장 작은 중심 크기를 갖는 제1피크의 면적이며, At는 크기 분포를 이루는 모든 피크의 면적을 합한 총 면적이다. 즉, 관계식 1은 제1피크를 이루는 입자의 수를 총 입자의 수로 나눈 비이다. In the equation 3, A 1 is the area of the first peak having in the size distribution of the metal nanoparticles (size distribution of the number and size of the two-axis), relative to the center of the size of the peak, the smallest center size, A t Is the total area of the areas of all the peaks forming the size distribution. That is, the relation 1 is the ratio of the number of particles forming the first peak divided by the number of total particles.

일 구체예에 있어, 금속 나노입자의 크기 분포는 동적광산란법(Dynamic Light Scattering : DLS)을 이용하여 측정된 것일 수 있으며, 상세하게, 25℃의 온도 및 0.01 내지 0.1 중량% 농도의 샘플(크기 분석 대상 나노입자)의 조건으로 측정된 것일 수 있다. 금속 나노입자의 크기 분포는 입자의 직경 및 해당 직경을 갖는 입자의 수로 도시되는 크기 분포일 수 있다. 적어도 바이모달 이상의 크기 분포는 금속 나노입자의 크기 분포 상 적어도 둘 이상의 피크가 존재함을 의미할 수 있다. 이때, 피크의 중심에 해당하는 크기(입자 직경)가 중심 크기이며, 가장 작은 중심 크기를 갖는 제1피크에 속하는 입자들은 제1입자로, 가장 큰 중심 크기를 갖는 제2피크에 속하는 입자들은 제2입자로 통칭한다. In one embodiment, the size distribution of the metal nanoparticles may be measured using Dynamic Light Scattering (DLS), and more specifically, at a temperature of 25 ° C and a sample of 0.01 to 0.1% The target nanoparticle to be analyzed). The size distribution of the metal nanoparticles may be a size distribution as shown by the diameter of the particles and the number of particles having that diameter. The size distribution of at least bimodal may mean that at least two peaks are present in the size distribution of the metal nanoparticles. At this time, the particles (particle diameter) corresponding to the center of the peak are the center sizes, the particles belonging to the first peak having the smallest center size are the first particles, and the particles belonging to the second peak having the largest center size 2 particles.

관계식 3으로 제시된 바와 같이, a) 단계의 금속 나노입자가 상대적으로 작은 제1입자들과 상대적으로 큰 제2입자들 중, 상대적으로 작은 제1입자의 분율이 현저하게 높은 경우, 관계식 1을 만족하는 매우 낮은 광 강도에서도 전기전도도가 현저하게 우수한 금속 박막이 제조될 수 있다. When the proportion of the relatively small first particles among the relatively small first particles and relatively large second particles of the metal nanoparticles of step a) is remarkably high as shown in the relational expression 3, A metal thin film having remarkably excellent electrical conductivity can be produced even at a very low light intensity.

또한, 높은 소결 구동력을 제공할 수 있도록, a) 단계의 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 입자인 금속 나노입자는 하기 관계식 4 및 관계식 5를 더 만족할 수 있다.Further, in order to provide a high sintering driving force, the metal nanoparticles in which the metal core of step a) is capped with a capping layer containing an organic acid may further satisfy the following relational expression (4) and (5).

(관계식 4)(Relational expression 4)

30nm ≤ D1 ≤ 100nm30 nm? D 1 ? 100 nm

관계식 4에서, D1은 제1피크의 중심 크기, 즉, 제1입자의 평균 크기이다.In the relation 4, D 1 is the center size of the first peak, i.e., the average size of the first particles.

(관계식 5)(Relational expression 5)

3 ≤ D2/D1 ≤ 53? D 2 / D 1 ? 5

관계식 5에서, D1은 금속 나노입자의 크기 분포에서, 피크의 중심 크기를 기준으로, 가장 작은 중심 크기를 갖는 제1피크의 중심크기이며, D2는 동일 크기 분포에서, 피크의 중심 크기를 기준으로, 가장 큰 중심 크기를 갖는 제2피크의 중심 크기이다. 즉, 관계식 5에서, D1은 제1입자의 평균크기이며, D2는 제2입자의 평균 크기이다.In the relation 5, D 1 is the center size of the first peak having the smallest center size, and D 2 is the center size of the peak in the size distribution of the metal nanoparticles, Is the center size of the second peak having the largest center size. That is, in the relationship 5, D 1 is the average size of the first particles and D 2 is the average size of the second particles.

관계식 3의 조건을 만족함과 동시에, 관계식 4와 관계식 5를 만족함으로써, 제1입자들로부터 제2입자들로 극히 활발한 물질이동이 발생하여, 우수한 광 소결능을 가질 수 있다. By satisfying the condition of the relational expression (3) and satisfying the relational expression (4) and the relational expression (5), extremely active mass transfer occurs from the first grains to the second grains, and excellent optical sintering ability can be obtained.

보다 바람직한 점은, 관계식 3을 만족하도록 제1입자들이 다량 존재하는 경우, 관계식 4와 같이, 입자의 크기가 매우 미세하여 캡핑층에도 불구하고 어느 정도 미량의 표면 산화가 발생하여도, 금속 나노입자가 여전히 우수한 광 소결능을 유지할 수 있다는 점이다. More preferably, when the first particles are present in a large amount to satisfy the relational expression (3), even if the particle size is very fine and the surface oxidation is slightly small despite the capping layer as in the relational expression (4) Is still capable of maintaining excellent light sintering ability.

상술한 관계식 2, 좋게는 관계식 2, 3 및 4를 만족하는 금속 나노입자는 보다 바람직한 연속식 제조 조건에 의해 제조될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 배치식 제조시 반응 온도나 가열 속도등을 튜닝하거나, 다양한 조건에서 배치식 또는 연속식으로 제조된 금속 나노입자들을 서로 혼합하여 상술한 관계식 2, 좋게는 관계식 2, 3 및 4를 만족하는 금속 나노입자가 수득될 수 있음은 물론이다. The metal nanoparticles satisfying the above-described relational expression 2, preferably the relational expressions 2, 3 and 4, can be produced by more preferable continuous production conditions, but the present invention is not limited thereto. The metal nanoparticles prepared in a batch or continuous manner under various conditions are mixed with each other to prepare the metal nano-particles satisfying the relation 2, preferably the metal nano-particles satisfying the relational expressions 2, 3 and 4 It goes without saying that particles can be obtained.

a) 단계에서는, 상술한 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자, 비수계 유기 바인더 및 비수계 용매를 함유하는 전도성 잉크조성물을 제조할 수 있다.In the step a), a conductive ink composition containing capped metal nanoparticles, a non-aqueous organic binder, and a non-aqueous solvent may be prepared by capping a capping layer containing the organic acid.

비수계 용매는 특별히 제한되지 않지만 인쇄 좋게는 탄소수가 6 ~ 30인 알케인, 아민, 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라데칸, 옥타데센, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 클로로벤조산, 및 다이프로필렌 글리콜 프로필 에테르로 이루어진 군으로부터 하나 또는 둘 이상을 선택할 수 있다. The non-aqueous solvent is not particularly limited, but it may preferably be an alkane, amine, toluene, xylene, chloroform, dichloromethane, tetradecane, octadecene, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorobenzoic acid, and dipropylene Glycol propyl ether, and the like.

비수계 유기 바인더는 특별히 한정되지 않으나, 금속 입자를 함유하는 전도성 잉크 제조시, 도포막의 물리적 결착력을 향상시키기 위해 통상적으로 사용되는 비수계 유기 바인더 물질이면 사용 가능하다. 구체적이고 비 한정적인 일 예로, 비수계 유기 바인더 물질은 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 자기 가교성 아크릴수지 에멀전, 하이드록시에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로스, 하이드록시셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 스티렌부타디엔고무(SBR), C1-C10알킬(메타)아크릴레이트와 불포화 카르복실산의 공중합체, 젤라틴(gelatine), 틴소톤(Thixoton), 스타치(starch), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 카르복실기를 포함하는 수지, 페놀성 수지, 에틸셀룰로오스와 페놀성 수지의 혼합물, 에스터 중합체, 메타크릴레이트 중합체, 자기 가교성의 (메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌성 불포화기를 갖는 공중합체, 에틸셀룰로스계, 아크릴레이트계, 에폭시수지계 및 이들 혼합물 중에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다. The non-aqueous organic binder is not particularly limited, but a non-aqueous organic binder material that is commonly used to improve the physical binding force of a coating film can be used in the production of a conductive ink containing metal particles. Specific, non-limiting examples of non-aqueous organic binder materials include polyvinylidene fluoride (PVDF), polymethylmethacrylate (PMMA), self-crosslinking acrylic resin emulsion, hydroxyethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, carboxy (SBR), a copolymer of C1-C10 alkyl (meth) acrylate and an unsaturated carboxylic acid, gelatin, tinson (Thixoton), and the like. ), Starch, polystyrene, polyurethane, a resin containing a carboxyl group, a phenolic resin, a mixture of ethylcellulose and a phenolic resin, an ester polymer, a methacrylate polymer, a self-crosslinking (meth) acrylic acid copolymer, Ethylenically unsaturated group-containing copolymers, ethylcellulose series, acrylate series, epoxy resin series and mixtures thereof One or two or more can be selected.

보다 구체적인 일 예로, 비수계 유기 바인더는 5 - 150 mgKOH/g의 아민가를 갖는 비수계 고분자 물질일 수 있다. 이러한 비수계 고분자 물질은 바인더 및 분산제의 역할을 동시에 수행할 수 있어 좋다. 특히, 비수계 유기 바인더는 불포화카르복실산의 공중합체 또는 이의 그라프트 중합체일 수 있으며, 5 - 150 mgKOH/g의 아민가를 갖는 불포화카르복실산의 공중합체 또는 이의 그라프트 중합체일 수 있다. 이러한 비수계 유기 바인더는 바인더 및 분산제의 역할을 동시에 수행하면서도, 광소결시 금속 입자간의 결착을 방해하지 않아, 보다 치밀하고 보다 전도도가 우수한 금속 박막이 제조될 수 있다. 5 - 150 mgKOH/g의 아민가를 갖는, 불포화카르복실산의 공중합체 또는 이의 그라프트 중합체는 C1-C10알킬(메타)아크릴레이트와 불포화 카르복실산의 공중합체, 폴리이써케톤과 불포화 카르복실산의 공중합체, 폴리아크릴아마이드와 불포화 카르복실산의 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드와 불포화 카르복실산의 공중합체, 폴리에틸렌글리콜와 불포화 카르복실산의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 5 - 150 mgKOH/g의 아민가를 갖는 불포화카르복실산의 공중합체 또는 이의 그라프트 중합체인 경우, 그 분자량(중량평균 분자량)은 1000 내지 50000g/mol일 수 있다.As a more specific example, the non-aqueous organic binder may be a non-aqueous polymeric material having an amine value of 5 to 150 mgKOH / g. Such a non-aqueous polymeric material can simultaneously perform the role of a binder and a dispersant. In particular, the non-aqueous organic binder may be a copolymer of an unsaturated carboxylic acid or a graft polymer thereof, and may be a copolymer of an unsaturated carboxylic acid having an amine value of 5 to 150 mgKOH / g or a graft polymer thereof. Such a non-aqueous organic binder can perform the function of a binder and a dispersant at the same time, but does not interfere with the binding between the metal particles during the photo-sintering, so that a metal thin film having a more dense and more excellent conductivity can be produced. Copolymers of unsaturated carboxylic acids or graft polymers thereof having an amine value of from 5 to 150 mg KOH / g may be copolymerized with a copolymer of a C1-C10 alkyl (meth) acrylate and an unsaturated carboxylic acid, a polyisothiazole with an unsaturated carboxylic acid , Copolymers of polyacrylamide and unsaturated carboxylic acid, copolymers of polyethylene oxide and unsaturated carboxylic acid, copolymers of polyethylene glycol and unsaturated carboxylic acid, or mixtures thereof. When the copolymer is an unsaturated carboxylic acid having an amine value of 5 to 150 mgKOH / g or a graft polymer thereof, its molecular weight (weight average molecular weight) may be 1000 to 50000 g / mol.

비수계 유기 바인더로, 상술한 비수계 유기 바인더 물질을 함유하는 상용 제품을 사용하여도 무방한데, 구체적인 일 예로, BYK130, BYK140, BYK160, BYK161, BYK162, BYK163, BYK164, BYK165, BYK167, BYK169, BYK170, BYK171, BYK174 EFKA 4610, EFKA 4644, EFKA 4654, EFKA 4665, EFKA 4620, EFKA 4666 또는 EFKA 4642등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. As a non-aqueous organic binder, a commercial product containing the above non-aqueous organic binder material may be used. Specific examples thereof include BYK130, BYK140, BYK160, BYK161, BYK162, BYK163, BYK164, BYK165, BYK167, BYK169, BYK170 , BYK171, BYK174 EFKA 4610, EFKA 4644, EFKA 4654, EFKA 4665, EFKA 4620, EFKA 4666, or EFKA 4642, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 전도성 잉크 조성물은 금속 나노입자 100 중량부를 기준으로, 0.05 내지 5 중량부의 비수계 유기 바인더 및 20 내지 800 중량부의 비수계 용매를 함유할 수 있다. In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the conductive ink composition may include 0.05 to 5 parts by weight of a non-aqueous organic binder and 20 to 800 parts by weight of a non-aqueous solvent ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따라, 광소결시 비수계 유기 바인더가 고유의 물성이 손상되지 않은 상태로 전도성 금속박막에 잔류할 수 있다. 이에 따라, 전도성 잉크 조성물 내 비수계 유기 바인더의 함량이 너무 높은 경우 금속 나노입자간, 금속나노입자와 기판간을 결착시키는 고분자 바인더에 의해, 금속 나노입자간의 치밀화가 저해될 수 있다. 입자 대비 0.05 내지 5 중량부의 비수계 유기 바인더는 금속 나노입자간의 치밀화를 저해하지 않으면서도, 도포된 잉크 조성물이 건조되었을 때 안정적으로 형상이 유지되는 물리적 강도를 가지며 기판과의 결착력이 우수한 도포막이 형성될 수 있으면서, 이와 동시에, 광소결 후 금속 박막에 잔류하는 고분자 바인더에 의해 기판 금속 박막간의 결착력이 현저하게 향상될 수 있는 범위이다. According to one embodiment of the present invention, the non-aqueous organic binder may remain in the conductive metal thin film without impairing its inherent physical properties during light sintering. Accordingly, if the content of the non-aqueous organic binder in the conductive ink composition is too high, densification between the metal nanoparticles may be inhibited by the polymeric binder that binds the metal nanoparticles to the substrate. The non-aqueous organic binder in an amount of 0.05 to 5 parts by weight based on the particles has a physical strength that stably maintains the shape when the applied ink composition is dried without hindering the densification between the metal nanoparticles and forms a coating film having excellent adhesion with the substrate And at the same time, the binding force between the substrate metal thin films can be remarkably improved by the polymer binder remaining in the metal thin film after photo-sintering.

전도성 잉크 조성물의 도포 방법에 따라 어느 정도 달라질 수 있으나, 전도성 잉크 조성물이 20 내지 800 중량부의 비수계 용매를 함유함으로써, 코팅 또는 프린팅에 적절한 유동성을 가질 수 있다.May be somewhat different depending on the application method of the conductive ink composition, but the conductive ink composition may contain a non-aqueous solvent of 20 to 800 parts by weight, so that the conductive ink composition may have a fluidity suitable for coating or printing.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 전도성 잉크 조성물은 전도성 나노와이어, 전도성 나노튜브 및 전도성 나노로드에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 나노구조체를 더 함유할 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an exemplary embodiment of the present invention, the conductive ink composition may further include one or more selected nanostructures in the conductive nanowire, the conductive nanotube, and the conductive nanorod.

상술한 나노구조체는 상술한 관계식 1을 만족하는 광소결 조건에서 제조되는 전도성 금속박막의 전기전도도를 향상시키는 역할 및 상술한 관계식 1을 만족하는 광소결 시, 광에 의해 발생하는 열을 신속하고 균일하게 전달하는 열전달 매체의 역할을 동시에 수행할 수 있다.The above-described nanostructure plays a role of improving the electrical conductivity of the conductive metal thin film produced under the light sintering condition satisfying the above-mentioned relational expression 1, and in the light sintering satisfying the above-mentioned relational expression 1, The heat transfer medium can be used as a heat transfer medium.

상세하게, 전도성 나노와이어, 전도성 나노튜브 및/또는 전도성 나노로드는 입자 대비 상대적으로 매우 큰 종횡비(aspect ratio)를 가짐에 따라, 전도성 물질간의 접촉을 향상시킬 수 있다. 즉, 금속나노입자와 나노구조체가 금속 박막(또는 전도성 잉크 조성물의 도포막)에서 균일하게 분산될 때 나노구조체 간의 네트워크가 형성되고, 나노구조체와 다수의 금속나노입자간의 접촉이 형성됨으로써, 제조되는 금속 박막의 전기전도도를 향상시킬 수 있으며, 나아가 대면적의 금속 박막에서도 전기적 특성의 균질성을 향상시킬 수 있다. In detail, the conductive nanowires, conductive nanotubes and / or conductive nanorods have a relatively high aspect ratio relative to the particles, thus improving the contact between the conductive materials. That is, when the metal nanoparticles and the nanostructure are uniformly dispersed in the metal thin film (or the coating film of the conductive ink composition), a network is formed between the nanostructures, and contact between the nanostructure and the plurality of metal nanoparticles is formed, The electrical conductivity of the metal thin film can be improved, and the homogeneity of electrical characteristics can be improved even in a metal thin film having a large area.

이와 함께, 상술한 바와 같이, 전도성 잉크조성물의 도포막은 관계식 1을 만족하는 극히 작은 에너지에서 광소결된다. 이러한 광소결 조건에 의해, 제조하고자 하는 금속박막의 두께(도포막의 두께)가 두꺼워질수록 광이 입사되는 영역인 표면 영역과 기판과 인접한 영역인 하부영역간 소결 특성이 상이할 수 있다. 즉, 기판과 인접한 도포막의 하부 영역에서 금속나노입자의 소결이 충분치 못할 위험이 있다. In addition, as described above, the coating film of the conductive ink composition is photo-sintered at an extremely small energy satisfying the relationship (1). As the thickness of the metal thin film to be manufactured (the thickness of the coating film) becomes thicker depending on the light sintering conditions, the sintering characteristics between the surface region, which is the region where the light is incident, and the lower region, which is the region adjacent to the substrate, may be different. That is, there is a risk that the sintering of the metal nanoparticles may not be sufficient in the lower region of the coating film adjacent to the substrate.

전도성 잉크조성물에 함유되는 나노구조체는 큰 종횡비를 가짐에 따라 표면영역으로 입사되는 광에 의해 발생하는 포논을 하부 영역으로 효과적으로 전달하는 열전달 매체로 작용할 수 있다. 이러한 나노구조체에 의한 보다 신속하고 균일한 열전달에 의해, 두꺼운 도포막이라 하더라도 두께 방향으로 균질한 소결이 이루어질 수 있으며, 나아가 대면적의 도포막이라 하더라도 매우 균일한 전기적 특성을 갖는 금속 박막이 제조될 수 있다.The nanostructure contained in the conductive ink composition can act as a heat transfer medium that effectively transfers phonons generated by the light incident on the surface region to the lower region as the nanostructure has a large aspect ratio. By the faster and more uniform heat transfer by the nanostructure, even a thick coating film can be sintered homogeneously in the thickness direction, and a metal thin film having highly uniform electrical characteristics can be manufactured even if it is a large-area coating film .

열전달 매체로 작용하는 나노구조체는 본 발명의 일 실시예와 같은 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자를 이용하는 경우 보다 중요하다. 구체적으로, 표면 산화막 형성이 방지된 금속나노입자를 이용함으로써, 현저하게 낮은 에너지를 조사하는 광소결 조건에서 소결이 가능해진다. 그러나, 금속나노입자의 입자간 계면 및 금속나노입자간의 빈 공간은 포논 스캐터링(phonon scattering)을 일으키는 주 요인 중 하나로 작용하며, 금속나노입자의 크기가 미세할수록 이러한 요인에 의한 포논 스캐터링은 더욱 심화될 수 있다. 이에 따라, 전도성 잉크 조성물이 나노구조체를 함유하지 않는 경우, 제조되는 금속 박막의 두께에 제약이 따를 수 있다. 구체적으로, 나노구조체를 함유하지 않는 전도성 잉크 조성물은 10μm 이하, 보다 안정적으로 3μm 이하의 금속 박막의 제조시 보다 적합하다.The nanostructure acting as a heat transfer medium is more important than the case of using metal nanoparticles capped with a capping layer containing an organic acid as in an embodiment of the present invention. Specifically, by using the metal nanoparticles in which formation of the surface oxide film is prevented, sintering can be performed under the light sintering condition in which the energy is remarkably low. However, the interface between the metal nanoparticles and the void space between the metal nanoparticles act as one of the main factors causing phonon scattering. As the size of the metal nanoparticles becomes smaller, phonon scattering due to these factors becomes more difficult Can be deepened. Accordingly, when the conductive ink composition does not contain a nanostructure, the thickness of the metal thin film to be produced may be restricted. Specifically, the conductive ink composition containing no nanostructure is more suitable for producing a metal thin film having a thickness of 10 占 퐉 or less and more stably 3 占 퐉 or less.

그러나, 전도성 잉크 조성물이 나노구조체를 함유함으로써, 조사되는 광에 의해 발생하는 포논을 도포막 하부를 포함한 도포막 전 영역로 빠르고 균질하게 전달 및 재분배시켜, 두꺼운 후막 형의 금속박막이 제조될 수 있으며, 균일한 전기적 특성을 갖는 대면적의 후막형 금속박막이 제조될 수 있다.However, by containing the nanostructure in the conductive ink composition, a thin thick film of metal can be produced by transferring and redistributing the phonons generated by the irradiated light quickly and uniformly to the entire area of the coating film including the lower portion of the coating film , A thick-film metal film having a large area having uniform electrical characteristics can be produced.

실질적인 일 예로, 제조하고자 하는 금속 박막이 10μm 이상의 두께를 갖는 후막인 경우, 전도성 잉크 조성물은 나노구조체를 함유하는 것이 좋다. 즉, 제조하고자 하는 금속 박막이 10μm 이하인 경우, 제조되는 금속 박막의 전기전도도 향상 측면에서 전도성 잉크 조성물이 나노구조체를 함유할 수 있으며, 10μm 이상의 두께를 갖는 후막형 금속 박막을 제조하고자 하는 경우, 금속 박막이 실질적으로 균질하게 광소결되도록 전도성 잉크 조성물은 나노구조체를 함유하는 것이 좋다. As a practical example, when the metal thin film to be produced is a thick film having a thickness of 10 탆 or more, the conductive ink composition may contain a nanostructure. That is, in the case where the metal thin film to be produced is 10 μm or less, the conductive ink composition may contain the nanostructure in terms of improving the electrical conductivity of the metal thin film to be produced. In the case of producing a thick metal thin film having a thickness of 10 μm or more, The conductive ink composition preferably contains the nanostructure so that the thin film is photo-sintered substantially homogeneously.

또한, 상술한 바와 같이, 1.2J/cm2 이상의 광 강도에서 금속나노입자의 광소결이 발생하나, 제조하고자 하는 금속 박막의 두께가 수 마이크로 내지 수십 마이크로 수준인 경우, 균질한 전기적 특성을 갖는 금속 박막을 재현성 있게 생산하는 측면에서, 2.3J/cm2이상의 광 강도를 갖는 광이 조사되는 것이 좋다.In addition, as described above, light sintering of the metal nanoparticles occurs at a light intensity of 1.2 J / cm 2 or more, but when the thickness of the metal thin film to be manufactured is several micro to tens of micro-microns, It is preferable that light having a light intensity of 2.3 J / cm 2 or more is irradiated from the viewpoint of producing the thin film reproducibly.

상술한 바와 같이, 나노구조체에 의해 면방향 및 두께방향으로 보다 균일한 소결이 이루어질 수 있으며, 또한 나노구조체 네트워크와 나노구조체 및 금속나노입자간의 접촉점 증가에 의해 전기전도도가 향상될 수 있음에 따라, 제조하고자 하는 금속 박막의 두께가 수백 nm 수준의 얇은 막이라 하더라도 전도성 잉크 조성물이 나노구조체를 함유할 수 있음은 물론이다. As described above, more uniform sintering can be performed in the plane direction and the thickness direction by the nanostructure, and since the electrical conductivity can be improved by increasing the contact point between the nanostructure network and the nanostructure and the metal nanoparticles, It is a matter of course that the conductive ink composition may contain a nanostructure even if the metal thin film to be fabricated is a thin film having a thickness of several hundred nanometers.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 있어, 나노구조체는 금속나노입자의 금속 물질의 열전도도 이상의 열전도도를 갖는 물질일 수 있다. 상술한 바와 같이, 금속나노입자와 동일한 열전도도를 갖는 나노구조체라 할지라도 나노구조체 및 나노구조체 네트워크를 통해 포논의 스캐터링이 방지되며 열전달이 가능함에 따라 상술한 열전달 매체의 역할을 수행할 수 있다.In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, the nanostructure may be a material having a thermal conductivity higher than that of the metal material of the metal nanoparticles. As described above, even if the nanostructure has the same thermal conductivity as that of the metal nanoparticles, the scattering of the phonons is prevented through the nanostructure and the nanostructure network, and heat transfer is possible, and thus the nanostructure can play the role of the heat transfer medium .

그러나, 관계식 1의 광조사 조건 하에, 30μm에 이르는 두께의 후막형 금속 박막의 경우에도, 균질한 광소결이 수행되며 우수하고 균일한 전기전도도를 갖기 위해, 나노구조체의 열전도도는 50 W/mk 이상, 구체적으로 100 W/mK 이상, 보다 구체적으로 300 내지 6000 W/mK일 수 있다.However, even in the case of the thick film metal thin film having a thickness of 30 탆 under the light irradiation condition of the relational expression 1, the homogeneous light sintering is carried out, and in order to have excellent and uniform electrical conductivity, the thermal conductivity of the nanostructure is 50 W / mk Specifically, 100 W / mK or more, more specifically 300 to 6000 W / mK.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 나노구조체는 단일벽(Single-walled) 탄소나노튜브, 이중벽(Double walled) 탄소나노튜브, 얇은 다중벽(Thin multi-walled) 탄소나노튜브 및 다중 벽(Multi-walled) 탄소나노튜브에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the nanostructure may include single-walled carbon nanotubes, double walled carbon nanotubes, thin multi-walled ) Carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 나노구조체의 종횡비(aspect ratio)는 10 내지 10000일 수 있다. 이러한 종횡비에 의해, 3μm 이상, 구체적으로 10μm 이상의 두께를 갖는 금속 박막을 제조하고자 하는 경우에도, 조사되는 광에 의해 발생하는 포논이 도포막 하부를 포함한 도포막 전 영역으로 전달 및 재분배될 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the aspect ratio of the nanostructure may be 10 to 10000. By this aspect ratio, even when a metal thin film having a thickness of 3 탆 or more, specifically 10 탆 or more is intended to be produced, the phonon generated by the irradiated light can be transferred and redistributed to the entire area of the coating film including the lower portion of the coating film.

본 발명의 일 실시예에 따른 광소결 전도성 금속박막의 제조방법에 있어, 전도성 잉크 조성물은 금속 나노입자 100 중량부를 기준으로, 1 내지 10 중량부의 나노구조체를 함유할 수 있다. 전도성 잉크 조성물이 1 중량부 미만의 나노구조체를 함유하는 경우, 나노구조체가 연속적으로 접촉하는 3차원 네트워크가 형성되지 못할 위험이 있다. 전도성 잉크 조성물이 10 중량부를 초과하는 나노구조체를 함유하는 경우, 금속 나노입자의 균질한 공간적 분포를 방해하여 전기전도도가 오히려 낮아질 수 있다.In the method of manufacturing a photo-sintered conductive metal thin film according to an embodiment of the present invention, the conductive ink composition may contain 1 to 10 parts by weight of the nanostructure based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles. When the conductive ink composition contains less than 1 part by weight of the nanostructure, there is a risk that the three-dimensional network in which the nanostructures are continuously contacted can not be formed. If the conductive ink composition contains more than 10 parts by weight of the nanostructure, the electrical conductivity may be lowered by interfering with the homogeneous spatial distribution of the metal nanoparticles.

상세하게, 전도성 잉크 조성물은 금속 나노입자 100 중량부를 기준으로, 1 내지 10 중량부의 나노구조체, 0.05 내지 5 중량부의 비수계 유기 바인더 및 20 내지 800 중량부의 비수계 용매를 함유할 수 있다. In detail, the conductive ink composition may contain 1 to 10 parts by weight of a nanostructure, 0.05 to 5 parts by weight of a non-aqueous organic binder, and 20 to 800 parts by weight of a non-aqueous solvent, based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.

전도성 잉크 조성물의 도포는 본 발명에서 도포는 코팅 또는 프린팅의 방법으로 수행될 수 있다. 구체적인 일 예로, 코팅은 딥코팅, 스핀 코팅 또는 캐스팅을 이용하여 수행될 수 있고, 프린팅은 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 정전수력학 프린팅, 마이크로 컨택 프린팅, 임프린팅, 그라비아 프린팅, 리버스옵셋 프린팅 또는 그라비옵셋 프린팅을 이용하여 수행될 수 있다. 전도성 잉크 조성물의 도포는 제조하고자 하는 제품의 설계에 따라, 적절한 패턴을 갖도록 도포될 수 있음은 물론이며, 선택적으로, 절연성 기판에 전도성 잉크 조성물이 도포된 후, 광조사 전, 용매를 휘발제거 하기 위한 건조가 수행될 수 있음은 물론이다. The application of the conductive ink composition may be carried out by the method of coating or printing in the present invention. As a specific example, the coating may be performed using dip coating, spin coating or casting, and the printing may be carried out by any suitable technique, such as screen printing, inkjet printing, electrostatic hydraulics printing, microcontact printing, imprinting, gravure printing, reverse offset printing, Can be performed using offset printing. The application of the conductive ink composition can be applied to have an appropriate pattern according to the design of the product to be manufactured. Alternatively, after the conductive ink composition is applied to the insulating substrate, Of course, can be carried out.

전도성 잉크 조성물이 도포되는 절연성 기판은, 상술한 본 발명의 특징에 의해, 절연성을 가진 기판이라면 어떠한 기판이든 사용 가능하다. The insulating substrate to which the conductive ink composition is applied can be any substrate as long as it has an insulating property according to the features of the present invention described above.

일 예로, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판은 우수한 유연성과 함께, 광투과도가 좋고, 유기용매에 대해 화학적 안정성이 우수하며 물이 잘 흡착되지 않고, 저비용 공정인 용융-압출을 통한 필름화가 가능하여 상업적 가치가 크다. 그러나, 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판의 최대 공정 온도는 80 내지 150℃의 수준임에 따라, 실질적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판에 금속 배선을 형성하는데 매우 큰 어려움이 따른다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 후술하는 실시예로 보인 바와 같이, 극히 낮은 공정 온도가 요구되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판에도 매우 우수한 전기전도도를 갖는 전도성 금속박막이 제조될 수 있다. For example, the polyethylene terephthalate substrate has good flexibility, high light transmittance, excellent chemical stability to an organic solvent, low water absorption, low cost process, and high commercial value because it can be formed by melt-extrusion . However, since the maximum process temperature of the polyethylene terephthalate substrate is in the range of 80 to 150 占 폚, there is a great difficulty in forming the metal wiring on the substantially polyethylene terephthalate substrate. However, the manufacturing method according to one embodiment of the present invention can produce a conductive metal thin film having a very excellent electric conductivity even on a polyethylene terephthalate substrate requiring an extremely low process temperature, as shown in the following embodiments.

상술한 바와 같이, 본 발명의 특징에 의해, 기판은 절연성을 가진 기판이라면 어떠한 기판이든 사용 가능하며, 구체적이고 비 한정적인 일 예로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에텔에텔케톤, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르술폰, 폴리이미드등의 유기 기판, 유리와 같은 무기 기판, 종이등을 들 수 있다.As described above, according to the features of the present invention, the substrate can be any substrate having an insulating property, and a specific and non-limiting example is polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyetherketone, polycarbonate, Organic substrates such as polyarylate, polyethersulfone and polyimide, inorganic substrates such as glass, and paper.

본 발명은 상술한 제조방법으로 제조되는 금속 박막을 포함한다. 이때, 기판 상 용도 및 목적에 따라 기 정해진 위치에 기 설계된 패턴(형상)으로 잉크가 도포된 후, 광소결에 의해 금속 박막으로 제조될 수 있음은 물론이며, 이에 따라 금속 박막이 일정한 패턴(형상)을 가질 수 있음은 물론이다. The present invention includes a metal thin film produced by the above-described manufacturing method. In this case, it is needless to mention that the ink may be coated in a predetermined pattern at a predetermined position on the substrate and may be manufactured as a metal thin film by photo-sintering, Of course).

본 발명은 기재상 금속 나노입자를 포함하는 전도체가 서로 입계를 이루며 연결되어 연속체를 이루는 금속막; 및 금속 나노입자와 혼재하며 금속막과 기재를 결착시키는 유기 바인더;를 포함하는 금속 배선을 포함한다.The present invention relates to a metal film on which a metal nanoparticle-based conductor is connected to form a continuum, And an organic binder mixed with the metal nanoparticles and binding the metal film and the substrate.

상세하게, 연속체인 금속막은 일 금속 나노입자를 기준으로 일 금속 나노입자가 이와 이웃하는 금속 나노입자 중 적어도 하나 이상의 금속 나노입자와 입계(grain boundary)를 이루며 접하여, 금속 나노입자들이 연속적으로 이어져 있는 상태를 의미할 수 있다. In detail, the metal film as a continuous film is formed such that one metal nanoparticle is in contact with at least one or more metal nanoparticles of the metal nanoparticles adjacent to the one metal nanoparticle as a grain boundary, and the metal nanoparticles are continuously connected State. ≪ / RTI >

제조방법에서 상술한 바와 같이, 전도체는 전도성 나노와이어, 전도성 나노튜브 및 전도성 나노로드에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 나노구조체를 더 포함할 수 있다. As described in the manufacturing method, the conductor may further include one or more selected nanostructures in the conductive nanowire, the conductive nanotube, and the conductive nanorod.

전도체가 나노구조체를 더 포함하는 경우, 연속체인 금속막은 일 전도체(일 금속 나노입자 또는 일 전도성 나노구조체)를 기준으로 일 전도체가 이와 이웃하는 금속 나노입자 중 적어도 하나 이상의 금속 나노입자와 결착되거나, 다른 전도성 나노구조체와 접하여, 전도체가 연속적으로 이어져 있는 상태를 의미할 수 있다. 이때, 연속체인 금속막은 전도성 나노구조체의 네트워크를 포함할 수 있다.When the conductor further comprises a nanostructure, the metal film as a continuum is bonded to at least one or more metal nanoparticles of the metal nanoparticles adjacent to the one conductor based on the one conductor (one metal nanoparticle or one conductive nanostructure) It may refer to a state in which conductors are continuously connected to each other in contact with another conductive nanostructure. At this time, the metal film as a continuum may include a network of conductive nanostructures.

유기 바인더는, 전도체와 혼재하여 존재할 수 있다. 즉, 유기 바인더가 금속막과 기판 사이에 일정 층을 이루며 존재하거나, 금속막 표면 일부 영역에 금속막과 독립적으로 존재하는 것이 아닌, 금속막 내부 및 표면에서 금속막을 이루는 전도체와 혼재하여 존재할 수 있다. 이에 따라, 유기 바인더는 금속막 내부로부터 금속막을 기재에 결착시킬 수 있어, 금속막과 기재간의 결착력을 현저하게 향상시킬 수 있다.The organic binder may be present in combination with the conductor. That is, the organic binder may exist in a certain layer between the metal film and the substrate, or may exist in the metal film inside and on the surface, rather than being present independently of the metal film in a part of the surface of the metal film, . Thus, the organic binder can bond the metal film to the substrate from the inside of the metal film, and the binding force between the metal film and the substrate can be remarkably improved.

구체적으로, 금속배선은 금속 나노입자 및 고분자 바인더를 함유하는 잉크 또는 금속 나노입자, 나노구조체 및 고분자 바인더를 함유하는 잉크의 광소결에 의해 제조되며, 유기 바인더는 잉크에 함유된 고분자 바인더일 수 있다. 보다 구체적으로, 유기 바인더는 광소결 전 전도체와 혼재되어 전도체간 및 전도체와 기판간을 결착시키고, 광소결 후 금속막에 잔류하는 고분자 바인더일 수 있다.Specifically, the metal wiring is produced by photo-sintering an ink containing metal nanoparticles and a polymeric binder or an ink containing metal nanoparticles, a nanostructure and a polymeric binder, and the organic binder may be a polymeric binder contained in the ink . More specifically, the organic binder may be a polymeric binder mixed with a conductor before photo-sintering to bind the conductor and between the conductor and the substrate and remain in the metal film after photo-sintering.

이때, 금속 나노입자는 앞서 금속박막의 제조방법에서 상술한 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자일 수 있다.  At this time, the metal nanoparticles may be metal nanoparticles capped with a capping layer containing an organic acid as described above in the method of manufacturing a metal thin film.

이때, 나노구조체의 열전도도는 50 W/mk이상, 구체적으로 100 W/mK 이상, 보가 구체적으로 300 내지 6000 W/mK일 수 있다. 구체적인 일 예로, 나노구조체는 단일벽(Single-walled) 탄소나노튜브, 이중벽(Double walled) 탄소나노튜브, 얇은 다중벽(Thin multi-walled) 탄소나노튜브 및 다중 벽(Multi-walled) 탄소나노튜브에서 하나 또는 둘 이상 선택될 수 있다.At this time, the thermal conductivity of the nanostructure may be 50 W / mk or more, specifically 100 W / mK or more, and specifically 300 to 6000 W / mK. As a specific example, the nanostructure may be a single-walled carbon nanotube, a double walled carbon nanotube, a thin multi-walled carbon nanotube, or a multi-walled carbon nanotube One or more of which may be selected.

잉크는 앞서 금속박막의 제조방법에서 상술한 금속나노입자를 포함하는 전도체, 비수계 유기 바인더 및 비수계 용매를 함유하는 전도성 잉크조성물을 제조하는 단계;에 의해 제조되는 전도성 잉크조성물일 수 있으며, 광소결은 앞서 금속박막의 제조방법에서 상술한 관계식 1, 구체적으로 관계식 1-1을 만족하고, 200 내지 800nm의 파장 대역의 광, 좋게는 370 내지 800nm의 파장 대역의 광, 보다 좋게는 400 내지 800nm 파장 대역의 광이 1 내지 2msec 동안 조사되어 수행될 수 있다. 금속배선을 상술함에 있어, 금속 나노입자의 크기, 물질, 고분자 바인더의 물질, 나노구조체의 물질, 형상, 잉크의 조성등 앞서 금속박막의 제조방법에서 상술한 내용과 유사 내지 동일하다.The ink may be a conductive ink composition prepared by previously preparing a conductive ink composition containing a metal nanoparticle-containing conductor, a non-aqueous organic binder, and a non-aqueous solvent in the method of manufacturing a metal thin film, The sintering is carried out in the same manner as in the production method of the metal thin film, which satisfies the above-mentioned relational expression 1, specifically the relation 1-1, and the light of the wavelength band of 200 to 800 nm, preferably the light of the wavelength band of 370 to 800 nm, The light in the wavelength band can be irradiated for 1 to 2 msec. In describing the metal wiring, the same as or similar to the above-mentioned contents in the manufacturing method of the metal thin film, such as the size of the metal nanoparticles, the material, the material of the polymer binder, the material of the nanostructure,

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선은 금속막을 이루는 금속나노입자 100 중량부 기준, 0.05 내지 0.1 중량부의 유기 바인더를 함유할 수 있다. 이러한 유기 바인더의 함량은 금속막 고유의 전기전도도를 훼손하지 않으면서도, 만번의 굽힘 시험 후의 금속 배선과 기판 간의 박리가 발생하지 않는 강한 결착력을 가질 수 있는 함량이다. The metal wiring according to an embodiment of the present invention may contain 0.05 to 0.1 part by weight of an organic binder based on 100 parts by weight of metal nanoparticles constituting a metal film. The content of such an organic binder is a content capable of having a strong binding force that does not cause peeling between the metal wiring and the substrate after the full bend test, without compromising the inherent electrical conductivity of the metal film.

본 발명의 일 실시예에 따른 금속 배선은 그 두께가 100nm 내지 30μm일 수 있으며, 20μΩcm 이하의 비저항을 가질 수 있다. The metal wiring according to an embodiment of the present invention may have a thickness of 100 nm to 30 μm and a specific resistance of 20 μΩcm or less.

(제조예 1)(Production Example 1)

옥틸 아민(Octyl amine) 1.41 mol, 올레산(Oleic acid) 0.20 mol 및 구리아세테이트(copper(II) acetate) 0.14mol을 혼합한 제1용액과 페닐하이드라진(phenyl hydrazine) 1.96 mol인 제2용액을 준비하였다. 실린더의 외경 19 mm, 자켓의 내경 23mm로서 실린더와 자켓 사이의 반응부의 간극이 2mm이고 길이가 90mm인 층류전단흐름 반응 장치를 자켓을 감싸는 히팅부를 이용하여 150℃로 가열하였다. 제1용액과 제2용액의 상대적 주입속도(부피/시간)를 1.6 : 1의 비율로 하고, 체류 시간이 1분, 2분, 4분이 되도록 제1용액과 제2용액의 주입 속도를 조절하여 반응기의 유입구를 통하여 주입하였다. 이때 히팅부를 통하여 반응 영역의 온도를 150℃로 유지시켰으며, 800rpm으로 실린더를 회전시키면서, 주사기펌프를 이용하여 준비된 제1용액과 제2용액을 층류전단흐름 연속반응기에 연속적으로 주입하여 반응시켜 구리 나노입자를 합성하였다. 반응기의 유출구를 통하여 얻어지는 구리나노입자를 원심분리법을 이용하여 세척 및 회수하였다. A first solution prepared by mixing 1.41 mol of octyl amine, 0.20 mol of oleic acid and 0.14 mol of copper (II) acetate and a second solution of 1.96 mol of phenyl hydrazine were prepared . A laminar flow shear flow reactor having a cylinder outer diameter of 19 mm and an inner diameter of the jacket of 23 mm and a reaction space between the cylinder and the jacket of 2 mm and a length of 90 mm was heated to 150 캜 using a heating section surrounding the jacket. The injection rate of the first solution and the second solution was adjusted so that the relative injection rate (volume / time) of the first solution and the second solution was 1.6: 1 and the residence time was 1 minute, 2 minutes and 4 minutes Was injected through the inlet of the reactor. At this time, the temperature of the reaction zone was maintained at 150 ° C through the heating part. The first solution and the second solution prepared by using the syringe pump were continuously injected into the laminar flow shear flow continuous reactor while rotating the cylinder at 800 rpm, Nanoparticles were synthesized. The copper nanoparticles obtained through the outlet of the reactor were washed and recovered by centrifugation.

제조된 구리나노입자를 투과전자현미경으로 분석한 결과, 단결정체의 구리 코어에 약 1nm 두께의 캡핑층이 형성됨을 알 수 있으며, X선 광전자 분광법을 이용하여 C 1s 및 O 1s 픽을 분석한 결과, 알킬 체인(C-C)과 카복실레이트(-COO-) 모이어티를 갖는 올레산에 의해 캡핑층이 형성됨을 확인하였다. The copper nanoparticles were analyzed by transmission electron microscopy. As a result, it was found that a capping layer having a thickness of about 1 nm was formed on the copper core of the monocrystal. The C 1s and O 1s peaks were analyzed using X-ray photoelectron spectroscopy , It was confirmed that the capping layer was formed by oleic acid having an alkyl chain (CC) and a carboxylate (-COO - ) moiety.

동적 광 산란법을 이용하여 제조된 구리나노입자의 크기 분포를 측정한 결과, 바이모달 분포를 갖는 입자가 제조됨을 확인하였으며, 2분의 체류 시간인 경우, A1/At= 0.5, D1=70nm 및 D2/D1 = 3인 나노입자가 제조되며, 1분의 체류 시간인 경우, A1/At= 0.8, D1=50nm 및 D2/D1 = 4인 나노입자가 제조되고, 4분의 체류 시간인 경우, A1/At= 0.4, D1=100nm 및 D2/D1 = 3인 나노입자가 제조되었다.The size distribution of the copper nanoparticles prepared by the dynamic light scattering method was measured. As a result, it was confirmed that the particles having bimodal distribution were produced. When the retention time was 2 minutes, A 1 / A t = 0.5 and D 1 = 70nm, and D 2 / D 1 = 3 which are nanoparticles is manufactured, and the case of one minute of the retention time, a is 1 / a t = 0.8, D1 = 50nm , and the nanoparticles D 2 / D 1 = 4 production, For a retention time of 4 minutes, nanoparticles with A 1 / A t = 0.4, D 1 = 100 nm and D 2 / D 1 = 3 were prepared.

(제조예 2)(Production Example 2)

제조예 1에서, 반응 온도를 130℃로 하고, 실린더 회전 속도를 600rpm으로 하며, 체류 시간을 2분으로 고정한 것을 제외하고, 제조예 1과 동일하게 구리 나노입자를 제조하였다. 동적 광 산란법을 이용하여 제조된 구리나노입자의 크기 분포를 측정한 결과, 바이모달 분포를 갖는 입자가 제조됨을 확인하였으며, A1/At= 0.6, D1=100nm 및 D2/D1 = 3.5인 나노입자가 제조됨을 확인하였다.In Production Example 1, copper nanoparticles were prepared in the same manner as in Production Example 1, except that the reaction temperature was set to 130 캜, the cylinder rotation speed was set to 600 rpm, and the residence time was fixed to 2 minutes. A 1 / A t = 0.6, D 1 = 100 nm and D 2 / D 1 = 100 nm were obtained by measuring the size distribution of the copper nanoparticles prepared using the dynamic light scattering method. As a result, 3.5 phosphor nanoparticles were produced.

(실시예 1)(Example 1)

제조예 1에서, 2분의 체류시간으로 제조된 구리 나노입자 2g, 비수계 용매인 물질 톨루엔 8g 및 고분자 바인더인 물질로 BYK 130 0.02g을 혼합하고 볼밀링 및 초음파 조사를 통해 균일한 분산상을 가지는 전도성 잉크 조성물을 제조하였다. In Production Example 1, 2 g of copper nanoparticles prepared in a retention time of 2 minutes, 8 g of substance toluene as a non-aqueous solvent and 0.02 g of BYK 130 as a polymer binder were mixed and subjected to ball milling and ultrasonic irradiation to form a uniform dispersion phase A conductive ink composition was prepared.

드랍 캐스팅방법을 이용하여, 제조된 전도성 잉크 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판에 도포한 후, 370-800 nm 파장대역을 가지는 광원(linear B-type for Xenon PLA-2010 sintering system)을 이용하여, [조사시간(msec), 강도(J/cm2)]가 [0.5, 0.36], [0.5, 0.47], [0.5, 0.56], [0.5, 0.80], [1.0, 0.80], [1.0, 1.06], [1.0, 1.24], [1.0, 1.73], [1.5, 1.26], [1.5, 1.63], [1.5, 1.90], [1.5, 2.57], [1.5, 1.67], [1.5, 2.17], [1.5, 2.53] 또는 [1.5, 3.33]이 되도록 광을 조사하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판상 전도성 금속 박막을 제조하였다. 이때, 광조사에 의해 형성되는 금속 박막의 두께는 300nm이었다. The resulting conductive ink composition was applied to a polyethylene terephthalate substrate using a drop casting method, and then, using a light source (linear B-type for Xenon PLA-2010 sintering system) having a wavelength band of 370-800 nm, time (msec), strength (J / cm 2)] is [0.5, 0.36], [0.5, 0.47], [0.5, 0.56], [0.5, 0.80], [1.0, 0.80], [1.0, 1.06], [1.0, 1.24], [1.0, 1.73], [1.5, 1.26], [1.5, 1.63], [1.5, 1.90], [1.5, 2.57], [1.5, 1.67] , 2.53] or [1.5, 3.33], thereby preparing a conductive metal thin film on a polyethylene terephthalate substrate. At this time, the thickness of the metal thin film formed by light irradiation was 300 nm.

제조된 전도성 금속 박막의 비저항은 4-point probe를 이용하여 측정하였다.The resistivity of the prepared conductive metal thin film was measured using a 4-point probe.

제조된 전도성 금속 박막과 기판간의 접착력 테스트를 위해, ASTM D3359-97 방법에 기준한 테이프를 이용하였다. 제조된 전도성 금속 박막과 기판과의 계면 특성 및 전도도 열화를 테스트하기 위해, 굽힘(bending) 테스트를 수행하였다. 상세하게, 굽힘 테스트는 2점 굽힘시험을 통해 1-10 mm의 벤딩반경하에서 실시하였다. A tape based on the ASTM D3359-97 method was used for the adhesion test between the prepared conductive metal film and the substrate. A bending test was conducted to test the interfacial properties and conductivity deterioration of the prepared conductive metal thin film and the substrate. Specifically, the bending test was conducted under a bending radius of 1-10 mm through a two-point bending test.

접착력 테스트에 사용된 샘플은 길이x폭x두께가 20mm x 20 mm x 0.1 mm인 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판에 길이x폭이 20mm x 16 mm인 직사각형 패턴의 전도성 금속박막(박막의 두께=300 nm)을 형성한 것을 이용하였다. 굽힘 테스트에 사용된 샘플은 길이x폭x두께가 20mm x 20 mm x 0.1 mm인 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판에 길이x폭이 20mm x 16 mm인 직사각형 패턴의 전도성 금속박막(박막의 두께=300 nm)을 형성한 것을 이용하였다. The sample used in the adhesion test was a conductive metal thin film (thickness of the thin film = 300 nm) of a rectangular pattern having a length x width of 20 mm x 16 mm on a polyethylene terephthalate substrate having a length x width x thickness 20 mm x 20 mm x 0.1 mm . The sample used in the bending test was a conductive metal thin film (thickness of the thin film = 300 nm) of a rectangular pattern having a length x width of 20 mm x 16 mm on a polyethylene terephthalate substrate having a length x width x thickness 20 mm x 20 mm x 0.1 mm .

실시예 1에서 제조된 전도성 금속 박막의 비저항을 측정한 결과, 1.06J/cm2 이하의 강도로 광이 조사된 경우, 저항이 매우 높아 금속 배선이나 전극으로 사용할 수 없을 정도로 광 소결이 거의 이루어지지 않았음을 알 수 있다. 구체적으로 1.06J/cm2 이하의 강도로 광이 조사된 경우, 비저항이 105μΩcm 이상이었다. 이때, 조사광의 강도가 1.24 내지 2.57 J/cm2 사이로 광이 조사된 경우 6.7 내지 17.0μΩcm의 매우 낮은 비저항을 갖는 금속 박막이 제조됨을 확인하였다. As a result of measuring the resistivity of the conductive metal thin film prepared in Example 1, when the light was irradiated at a strength of 1.06 J / cm 2 or less, the resistance was very high and the light sintering was almost impossible to be used for metal wiring or electrodes . Specifically, when light was irradiated at an intensity of 1.06 J / cm 2 or less, the specific resistance was at least 10 5 Ωcm. At this time, it was confirmed that a metal thin film having a very low resistivity of 6.7 to 17.0 mu OMEGA cm was produced when light was irradiated with a light intensity of 1.24 to 2.57 J / cm < 2 & gt ;.

또한, 조사 광의 강도가 3.33 J/cm2 이상인 경우, 접착력 테스트시 금속 박막이 기판으로부터 떨어져 나와, 매우 낮은 접착력을 가짐을 확인하였다. 도 2는 2.17J/cm2로 광이 조사된 샘플의 접착력 테스트 결과를 보여주는 광학 사진으로, 도 2와 유사하게, 2.57 J/cm2 이하로 광이 조사된 샘플의 경우, 접착력 테스트시 금속박막이 기판으로부터 떨어져 나오지 않는 것을 확인하였다.In addition, when the intensity of the irradiation light was 3.33 J / cm 2 or more, it was confirmed that the metal thin film separated from the substrate during the adhesion test and had a very low adhesive force. Figure 2 is when the light is irradiated to the sample Similarly, below 2.57 J / cm 2 with an optical photograph of the adhesion test results of the light is irradiated to the sample 2.17J / cm 2, Fig. 2, adhesive strength test when the metal thin film Was not separated from the substrate.

1.24 내지 2.57 J/cm2 사이로 광이 조사되어 제조된 금속 박막을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 금속 입자들이 서로 계면을 이루며 안정적으로 접촉하여, 고분자 바인더가 잔류하는 상태에서도 효과적인 치밀화가 이루어진 것을 알 수 있다.As a result of observing the metal thin film produced by irradiating light between 1.24 and 2.57 J / cm 2 with a scanning electron microscope, it was found that the metal particles were stably contacted with each other at an interface with each other, and the densification was effectively performed even in the state where the polymer binder remained. .

실시예 1에서 제조된 금속 박막을 X선 광전자 분광법(XPS;X-ray photoelectron spectroscopy)으로 분석하여, 조사되는 광의 강도 별 금속 박막에 잔류하는 고분자 바인더의 함량을 측정한 결과, 광을 조사하지 않고 단순 건조된 샘플의 경우 약 0.08중량%(금속 및 고분자를 전체로 한 중량%)의 고분자를 함유하였으며, 1.24~2.57J/cm2로 광이 조사되어 제조된 금속 박막의 경우, 광 조사 조건과 거의 무관하게 약 0.05 중량%의 고분자를 함유하였다. 실시예에서 3.33 J/cm2로 광이 조사되어 제조된 금속 박막의 경우, 실질적으로 고분자 바인더가 모두 탄화된 것을 확인하였다. 이러한 결과를 재 확인하고자 실시예 1과 동일하게 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판에 도포막을 형성하고 4.00 J/cm2로 광을 조사하여 금속 박막을 제조하고 이를 X선 광전자 분광법으로 분석한 결과, 실시예에서 3.33 J/cm2로 광이 조사되어 제조된 금속 박막의 결과와 마찬가지로 실질적으로 고분자 바인더가 모두 탄화된 것을 확인하였다. 이를 통해, 관계식 1-1을 만족하는 조건으로 광소결을 수행하는 경우, 6.7 내지 17.0μΩcm 의 매우 낮은 비저항을 갖는 금속박막이 제조됨과 동시에, 광조사 전 건조된 도포막에 함유된 고분자 바인더의 60중량% 이상이 광조사 후에도 금속박막 내에 잔류하여, 기판과의 결착력이 놀랍도록 향상된 금속박막이 제조됨을 알 수 있다. The metal thin film prepared in Example 1 was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the content of the polymer binder remained in the metal thin film was measured according to the intensity of the irradiated light. As a result, In the case of a simple dried sample, it contained about 0.08% by weight of polymer (1% by weight of the total of the metal and the polymer), and in the case of the metal thin film produced by light irradiation at 1.24 to 2.57 J / cm 2 , Almost independently about 0.05% by weight of the polymer was contained. In the case of the metal thin film prepared by irradiating light at 3.33 J / cm 2 in the examples, it was confirmed that substantially all of the polymer binder was carbonized. In order to confirm these results again, a coating film was formed on a polyethylene terephthalate substrate in the same manner as in Example 1, and a metal thin film was prepared by irradiating light at 4.00 J / cm 2 and analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy. As a result of the metal thin film produced by irradiation with light of J / cm 2 , it was confirmed that substantially all of the polymer binder was carbonized. Thus, when light sintering is performed under the condition satisfying the relational expression 1-1, a metal thin film having an extremely low specific resistance of 6.7 to 17.0 mu OMEGA cm is produced, and at the same time, a metal thin film having a resistivity of 60 It can be seen that the metal thin film having remained in the metal thin film after the light irradiation and having remarkably improved adhesion with the substrate is produced.

도 3은 1.90J/cm2로 광이 조사되어 제조된 금속 박막을 대상으로, 만번의 굽힘 시험 과정 및 굽힘 시험 후 금속 박막의 전기전도도가 유지됨을 단적으로 보여주는 사진으로, 만번의 굽힘 시험 후에도 금속 박막을 통해 안정적인 전류가 흘러 전구가 발광하는 것을 관찰한 것이다. 만번의 굽힘 시험 후, 비저항을 측정하고, 굽힘 시험 전의 제조 직후 비저항을 기준으로 비저항 증가율([굽힘 시험 후 비저항-굽힘 시험 전 비저항]/굽힘 시험 전 비저항 *100(%))이 60% 이하임을 확인하였다. 또한, 기판과 금속 박막간의 접착력 테스트를 수행한 결과, 여전히 기판과 금속 박막이 강하게 결합된 상태를 유지하여 금속 박막이 테이프에 의해 박리되지 않음을 확인하였다. 1.90J/cm2로 광이 조사되어 제조된 금속 박막의 결과와 유사하게, 1.24 내지 2.57 J/cm2 의 범위로 광이 조사되어 제조된 샘플 모두, 만번의 굽힘 시험에도 모두 안정적인 전구의 발광을 관찰 할 수 있었으며, 비저항 증가율이 60% 이하였으며, 접착력 테스트시 제조 직후와 같이 테이프에 의해 박리되지 않음을 확인하였다. FIG. 3 is a photograph showing a metal thin film produced by light irradiation at 1.90 J / cm 2 , showing that the electrical conductivity of the metal thin film is maintained after the full bend test and the bending test. A stable current flows through the bulb. After the full bend test, the resistivity was measured and the resistivity increase rate (resistivity before bend test - resistivity before bend test / resistivity before bend test * 100 (%)) was 60% or less based on the resistivity immediately after the bending test Respectively. In addition, as a result of the adhesion test between the substrate and the metal thin film, it was confirmed that the metal thin film was still strongly bonded to the substrate so that the metal thin film was not peeled off by the tape. 1.90J / the light is irradiated similarly to the results of the prepared metal thin film by cm 2, the light is irradiated in the range of 1.24 to 2.57 J / cm 2 both prepared sample, the light emission of the bulb stable both in the bending test of million times The resistivity increase rate was less than 60%, and it was confirmed that the adhesive strength test did not peel off the tape as immediately after the production.

(실시예 2)(Example 2)

실시예 1과 동일하게 수행하되, 기판을 폴리에틸렌테레프탈레이트 기판 대신 폴리이미드 기판이나 종이 기판을 사용하여 금속박막을 제조하였다. The procedure of Example 1 was repeated except that a polyimide substrate or a paper substrate was used instead of the polyethylene terephthalate substrate.

실시예 2에서 제조된 샘플들의 비저항, 접착력 테스트 및 굽힘 테스트를 시험한 결과, 기판과 무관하게, 실시예 1에서 제조된 샘플들과 동일 내지 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 도 4는 종이를 기판으로 사용하여 제조된 샘플의 광학 사진이다. As a result of testing the resistivity, adhesion test and bending test of the samples prepared in Example 2, the same or similar results as those of the samples prepared in Example 1 were obtained regardless of the substrate. Figure 4 is an optical photograph of a sample made using paper as a substrate.

(실시예 3)(Example 3)

제조예 2에서 제조된 구리 나노입자를 이용하여, 실시예 1에서 제시된 바와 동일하게 전도성 잉크 조성물을 제조하였다. 준비된 전도성 잉크 조성물을 캐스팅법을 이용하여 폴리이미드 플라스틱 기판상에 두께가 3 ㎛가 되도록 도포하였다. 건조된 도포막에 실시예 1과 동일한 광원을 이용하여, 2.5J/cm2의 강도로 1.5msec간 연속적으로 광조사하여 광소결을 수행하였다. 광소결에 의해 9.0μΩ·cm의 비저항을 갖는 금속 박막이 제조됨을 확인하였으며, 실시예 1에서, 1.24 내지 2.57 J/cm2 사이로 광이 조사되어 광소결된 금속 박막과 유사한 굽힘 테스트 결과 및 접착력 테스트 결과를 얻었다. Using the copper nanoparticles prepared in Preparation Example 2, a conductive ink composition was prepared in the same manner as in Example 1. The prepared conductive ink composition was applied on a polyimide plastic substrate to a thickness of 3 占 퐉 using a casting method. The dried coating film was subjected to light irradiation continuously for 1.5 msec at an intensity of 2.5 J / cm 2 using the same light source as in Example 1 to conduct light sintering. It was confirmed that the metal thin film having a specific resistance of 9.0μΩ · cm by the optical sintering prepared, in Example 1, 1.24 to 2.57 J / cm 2 results bending test is similar to light is irradiated with the light sintered metal thin film and the adhesive force between the test Results were obtained.

(실시예 4)(Example 4)

제조예 1에서 2분의 체류시간으로 제조된 구리 나노입자 25g, 비수계 용매인 물질 톨루엔 7g 및 고분자 바인더인 물질로 BYK 130 0.2g을 혼합하고 3롤밀링을 통해 균일한 분산상을 가지는 전도성 페이스트 조성물을 제조하였다. 제조된 페이스트를 바코팅을 이용하여 폴리이미드 기판상에 도포하고 건조하였다. 25 g of copper nanoparticles prepared in Preparation Example 1 at a retention time of 2 minutes, 7 g of substance toluene as a non-aqueous solvent, and 0.2 g of BYK 130 as a polymeric binder were mixed and subjected to 3 roll milling to form a conductive paste composition . The prepared paste was applied on a polyimide substrate using a bar coating and dried.

실시예 1과 유사하게 370-800 nm 파장대역을 가지는 광원을 이용하여, 2.5J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건 또는 3.0J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건으로 광을 조사하여 전도성 금속 박막(두께 = 5 μm)을 제조하였다. 제조된 금속 박막의 두께는 5 μm였으며, 2.5J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건의 광소결시 금속 박막의 비저항은 650μΩcm이었고, 접착력 테스트시 금속 박막이 박리되지 않음을 확인하였다. 그러나, 광조사 강도가 3.0J/cm2인 경우 기판과 금속 박막간의 접착력 테스트시 금속 박막이 탈리되었다.Example 1 Similarly, using a light source having a wavelength band of 370-800 nm, and irradiated with light under the condition of strength and 1.5msec of 2.5J / cm 2 in terms of strength and 1.5msec or 3.0J / cm 2 conductive A metal thin film (thickness = 5 μm) was prepared. The thickness of the prepared metal thin film was 5 μm, and the resistivity of the metal thin film was 650 μΩcm under the light intensity of 2.5 J / cm 2 and 1.5 msec, and it was confirmed that the metal thin film was not peeled off during the adhesion test. However, when the light irradiation intensity was 3.0 J / cm 2 , the metal thin film was desorbed during the adhesion test between the substrate and the metal thin film.

(실시예 5)(Example 5)

제조예 1에서 2분의 체류시간으로 제조된 구리 나노입자 25g, 비수계 용매인 물질 톨루엔 7g, 다중벽 탄소나노튜브 (Applied Carbon Nano Technology, 종횡비: ~ 1000) 1g 및 고분자 바인더인 물질로 BYK 130 0.2g을 혼합하고 3롤밀링을 통해 균일한 분산상을 가지는 전도성 페이스트 조성물을 제조하였다. 제조된 페이스트를 바코팅을 이용하여 폴리이미드 기판상에 도포하고 건조하였다. 25 g of copper nanoparticles prepared in a retention time of 2 minutes in Production Example 1, 7 g of material toluene as a non-aqueous solvent, 1 g of an Applied Carbon Nano Technology (aspect ratio: ~ 1000) and 1 g of a polymer binder Were mixed and a three-roll milling was carried out to prepare a conductive paste composition having a uniform dispersed phase. The prepared paste was applied on a polyimide substrate using a bar coating and dried.

제조된 도포막에, 2.5J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건, 3.0J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건 또는 3.0J/cm2의 강도 및 1.0msec의 조건으로 광을 조사하여, 10μm 두께의 금속 박막을 제조하였다. 2.5J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건의 광소결시비저항이 9.38μΩcm인 금속박막이 제조됨을 확인하였고 금속 박막과 기판과의 접착력 테스트시 금속 박막이 탈리되지 않음을 확인하였다. 그러나, 광조사 강도가 3.0J/cm2인 경우 조사 시간과 무관하게 기판과 금속 박막간의 접착력 테스트시 금속 박막이 탈리되었다.By irradiating a light under the conditions of the manufacturing coating film, 2.5J / cm 2 intensity and conditions of 1.5msec, strength and 1.0msec of 3.0J / cm 2 in terms of strength and 1.5msec or 3.0J / cm 2 of, A metal thin film having a thickness of 10 탆 was prepared. 2.5J / cm 2 of the optical device Students absent the specific resistance of the strength and condition of 1.5msec 9.38μΩcm was confirmed that the metal thin film is prepared was confirmed that the metal thin film when the adhesive strength test and the metal foil and the substrate is not desorbed. However, when the light irradiation intensity was 3.0 J / cm 2 , the metal thin film was desorbed during the adhesion test between the substrate and the metal thin film irrespective of the irradiation time.

(실시예 6)(Example 6)

제조예 1에서 2분의 체류시간으로 제조된 구리 나노입자 20g, 비수계 용매인 물질 톨루엔 80g, 다층 탄소나노튜브 (Applied Carbon Nano Technology, 종횡비: ~ 1000) 1g 및 고분자 바인더인 물질로 BYK 130 0.2g을 혼합하고 3롤밀링을 통해 균일한 분산상을 가지는 전도성 페이스트 조성물을 제조하였다. 제조된 페이스트를 바코팅을 이용하여 폴리이미드 기판상에 도포하고 건조하였다. 20 g of copper nanoparticles prepared in Preparation Example 1 at a retention time of 2 minutes, 80 g of material toluene as a non-aqueous solvent, 1 g of an Applied Carbon Nano Technology (aspect ratio: ~ 1000) and BYK 130 0.2 g were mixed and three roll milling was carried out to prepare a conductive paste composition having a uniform dispersed phase. The prepared paste was applied on a polyimide substrate using a bar coating and dried.

제조된 도포막에, 2.5J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건, 3.0J/cm2의 강도 및 1.5msec 또는 3.0J/cm2의 강도 및 1.0msec의 조건으로 광을 조사하였다. 제조된 금속박막의 두께는 30μm였으며, 면적은 25 cm2이었다.In the prepared coating film, the light was irradiated under the conditions of strength and 1.0msec of 2.5J / cm 2 in terms of strength and 1.5msec, the strength of 3.0J / cm 2 and 1.5msec or 3.0J / cm 2. The thickness of the prepared metal thin film was 30 탆, and the area was 25 cm 2 .

2.5J/cm2의 강도 및 1.5msec의 조건의 광소결시 비저항이 10.1μΩcm인 금속박막이 제조됨을 확인하였다. 또한 제조된 금속 박막의 서로 다른 표면 영역 다섯 곳에서 표면 저항을 측정한 결과 그 표면 저항의 편차가 5% 이하로, 매우 균일한 전기적 특성을 갖는 금속 박막이 제조됨을 확인하였고, 금속 박막과 기판과의 접착력 테스트시 금속 박막이 탈리되지 않음을 확인하였다. 이때, 광조사 강도가 3.0J/cm2인 경우 조사 시간과 무관하게 기판과 금속 박막간의 접착력 테스트시 금속 박막이 탈리되었다. It was confirmed that a metal thin film having a resistivity of 10.1 mu OMEGA cm was produced by photo-sintering under the conditions of the intensity of 2.5 J / cm < 2 > and the duration of 1.5 msec. In addition, it was confirmed that the surface resistance was measured at five different surface areas of the prepared metal thin film, and the variation of the surface resistance was 5% or less. Thus, it was confirmed that the metal thin film having very uniform electrical characteristics was produced. It was confirmed that the metal thin film was not removed during the adhesion test. At this time, when the light irradiation intensity was 3.0 J / cm 2 , the metal thin film was desorbed during the adhesion test between the substrate and the metal thin film irrespective of the irradiation time.

실시예 6에서, 2.5J/cm2로 광이 조사되어 제조된 금속 박막의 단면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과, 30μm 두께를 가지는 매우 두꺼운 후막의 금속 박막일지라도, 금속 박막의 단면 중 표면 영역, 중심 영역 및 기판과 인접한 하부 영역 에서 모두 광소결이 전체적으로 균일하게 잘 이루어진 것을 확인할 수 있었다.As a result of observation of the cross section of the metal thin film produced by light irradiation at 2.5 J / cm 2 in Example 6 with a scanning electron microscope, it was found that even in the case of a very thick thick metal thin film having a thickness of 30 μm, It was confirmed that the light sintering was uniformly performed as a whole in both the central region and the lower region adjacent to the substrate.

이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will recognize that many modifications and variations are possible in light of the above teachings.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

Claims (19)

a) 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속나노입자, 비수계 유기 바인더 및 비수계 용매를 함유하는 전도성 잉크조성물을 제조하는 단계;
b) 상기 전도성 잉크조성물을 절연성 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 단계; 및
c) 상기 도포막에 하기 관계식 1을 만족하도록 광을 조사하여 전도성 금속박막을 제조하는 단계;
를 포함하는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
(관계식 1)
ILS≤Ic
(관계식 1에서 ILS은 도포막에 조사되는 광의 강도(intensity)이며, Ic는 전도성 금속박막에 비수계 유기 바인더가 잔류하는 강도의 최대 강도이다)
a) preparing a conductive ink composition comprising metal nanoparticles, a non-aqueous organic binder and a non-aqueous solvent, the metal core being capped with a capping layer comprising an organic acid;
b) applying the conductive ink composition to an insulating substrate to form a coating film; And
c) irradiating the coating film with light so as to satisfy the following relational expression 1 to produce a conductive metal thin film;
Lt; RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI >
(Relational expression 1)
I LS ? I c
(I LS in the relational expression 1 is the intensity of the light irradiated onto the coating film, and I c is the maximum intensity of the intensity of the non-aqueous organic binder remaining in the conductive metal thin film)
제 1항에 있어서,
c) 단계에서, 하기 관계식 1-1을 만족하도록 광이 조사되는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
(관계식 1-1)
ILS≤2.6(J/cm2)
(관계식 1-1에서 ILS의 정의는 관계식 1과 동일하다)
The method according to claim 1,
in step (c), light is irradiated so as to satisfy the following relational expression 1-1.
(Relational expression 1-1)
I LS & le; 2.6 (J / cm < 2 &
(The definition of I LS in Relation 1-1 is the same as Relation 1)
제 2항에 있어서,
상기 금속 나노입자의 평균 직경은 20 내지 300nm인 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the average diameter of the metal nanoparticles is 20 to 300 nm.
제 2항에 있어서,
c) 단계에서 200 내지 800nm의 파장 대역을 포함하는 광이 연속적으로 조사되는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
3. The method of claim 2,
wherein the step (c) comprises continuously irradiating light having a wavelength band of 200 to 800 nm.
제 4항에 있어서,
c) 단계에서 1 내지 2msec 동안 광이 연속적으로 조사되는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
5. The method of claim 4,
and the light is continuously irradiated for 1 to 2 msec in step c).
제 1항에 있어서,
상기 비수계 유기 바인더는 폴리불화비닐리덴(PVDF), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 자기 가교성 아크릴수지 에멀전, 하이드록시에틸셀룰로오스, 에틸하이드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로스, 하이드록시셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 스티렌부타디엔고무(SBR), C1-C10알킬(메타)아크릴레이트와 불포화 카르복실산의 공중합체, 젤라틴(gelatine), 틴소톤(Thixoton), 스타치(starch), 폴리스티렌, 폴리우레탄, 카르복실기를 포함하는 수지, 페놀성 수지, 에틸셀룰로오스와 페놀성 수지의 혼합물, 에스터 중합체, 메타크릴레이트 중합체, 자기 가교성의 (메타)아크릴산 공중합체, 에틸렌성 불포화기를 갖는 공중합체, 에틸셀룰로스계, 아크릴레이트계, 에폭시수지계 및 이들 혼합물 중에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
The method according to claim 1,
The non-aqueous organic binders may be selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (PVDF), polymethylmethacrylate (PMMA), a self-crosslinkable acrylic resin emulsion, hydroxyethylcellulose, ethylhydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, methyl Cellulose, nitrocellulose, ethylcellulose, styrene butadiene rubber (SBR), copolymer of C1-C10 alkyl (meth) acrylate and unsaturated carboxylic acid, gelatin, Thixoton, starch, A mixture of ethyl cellulose and a phenolic resin, an ester polymer, a methacrylate polymer, a self-crosslinking (meth) acrylic acid copolymer, a copolymer having an ethylenic unsaturated group, Ethyl cellulose type, acrylate type, epoxy resin type, and mixtures thereof. Method of producing a conductive thin metal film.
제 6항에 있어서,
상기 전도성 잉크 조성물은 금속 나노입자 100 중량부를 기준으로, 0.05 내지 5 중량부의 비수계 유기 바인더 및 20 내지 800 중량부의 비수계 용매를 함유하는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the conductive ink composition comprises 0.05 to 5 parts by weight of a non-aqueous organic binder and 20 to 800 parts by weight of a non-aqueous solvent based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.
제 1항에 있어서,
상기 전도성 잉크 조성물은 전도성 나노와이어, 전도성 나노튜브 및 전도성 나노로드에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 나노구조체를 더 함유하는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the conductive ink composition further comprises one or more selected nanostructures in the conductive nanowires, the conductive nanotubes, and the conductive nanorods.
제 8항에 있어서,
상기 나노구조체의 열전도도는 50 W/mK 이상인 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the thermal conductivity of the nanostructure is 50 W / mK or more.
제 8항에 있어서,
상기 나노구조체의 종횡비(aspect ratio)는 10 내지 10000인 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the nanostructure has an aspect ratio of 10 to 10000.
제 8항에 있어서,
상기 나노구조체는 단일벽(Single-walled) 탄소나노튜브, 이중벽(Double walled) 탄소나노튜브, 얇은 다중벽(Thin multi-walled) 탄소나노튜브 및 다중 벽(Multi-walled) 탄소나노튜브에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The nanostructure may be one or more of single-walled carbon nanotubes, double walled carbon nanotubes, thin multi-walled carbon nanotubes, and multi-walled carbon nanotubes. Wherein at least two selected sintered conductive metal thin films are selected.
제 8항에 있어서,
상기 전도성 잉크 조성물은 금속 나노입자 100 중량부를 기준으로, 1 내지 10 중량부의 나노구조체를 함유하는 광소결 전도성 금속박막의 제조방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the conductive ink composition contains 1 to 10 parts by weight of a nanostructure based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 전도성 금속박막.13. A conductive metal thin film produced by the method of any one of claims 1 to 12. 기재상 금속 나노입자를 포함하는 전도체가 서로 입계를 이루며 연결되어 연속체를 이루는 금속막; 및 상기 금속 나노입자와 혼재하며 상기 금속막과 상기 기재를 결착시키는 유기 바인더;를 포함하는 금속 배선.A metal film on which a conductor including metal nanoparticles on a substrate is connected to each other to form a continuous body; And an organic binder mixed with the metal nanoparticles and binding the metal film and the substrate. 제 14항에 있어서,
상기 금속배선은 금속 코어가 유기산을 포함하는 캡핑층으로 캡핑된 금속 나노입자 및 고분자 바인더를 함유하는 잉크의 광소결에 의해 제조되며, 상기 유기 바인더는 상기 잉크에 함유된 고분자 바인더인 금속 배선.
15. The method of claim 14,
Wherein the metal wiring is produced by photo-sintering of an ink containing a metal nanoparticle and a polymeric binder capped with a capping layer, the metal core comprising an organic acid, and the organic binder is a polymeric binder contained in the ink.
제 15항에 있어서,
상기 금속 배선은 금속나노입자 100 중량부 기준, 0.05 내지 0.1 중량부의 유기 바인더를 함유하는 금속 배선.
16. The method of claim 15,
Wherein the metal wiring contains 0.05 to 0.1 parts by weight of an organic binder based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.
제 14항에 있어서,
상기 전도체는 전도성 나노와이어, 전도성 나노튜브 및 전도성 나노로드에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 나노구조체를 더 포함하는 금속 배선.
15. The method of claim 14,
Wherein the conductor further comprises one or more selected nanostructures in the conductive nanowires, the conductive nanotubes, and the conductive nanorods.
제 17항에 있어서,
상기 금속 배선은 금속나노입자 100 중량부 기준, 1 내지 10 중량부의 나노구조체를 포함하는 금속 배선.
18. The method of claim 17,
Wherein the metal wiring comprises 1 to 10 parts by weight of the nanostructure based on 100 parts by weight of the metal nanoparticles.
제 17항에 있어서,
상기 나노구조체는 단일벽(Single-walled) 탄소나노튜브, 이중벽(Double walled) 탄소나노튜브, 얇은 다중벽(Thin multi-walled) 탄소나노튜브 및 다중 벽(Multi-walled) 탄소나노튜브에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 금속 배선.
18. The method of claim 17,
The nanostructure may be one or more of single-walled carbon nanotubes, double walled carbon nanotubes, thin multi-walled carbon nanotubes, and multi-walled carbon nanotubes. Metal wiring selected more than one.
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