KR20170072593A - 배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법 - Google Patents

배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170072593A
KR20170072593A KR1020150180943A KR20150180943A KR20170072593A KR 20170072593 A KR20170072593 A KR 20170072593A KR 1020150180943 A KR1020150180943 A KR 1020150180943A KR 20150180943 A KR20150180943 A KR 20150180943A KR 20170072593 A KR20170072593 A KR 20170072593A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
terpineol
block copolymer
composition
Prior art date
Application number
KR1020150180943A
Other languages
English (en)
Inventor
이승현
김석주
Original Assignee
솔브레인 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔브레인 주식회사 filed Critical 솔브레인 주식회사
Priority to KR1020150180943A priority Critical patent/KR20170072593A/ko
Publication of KR20170072593A publication Critical patent/KR20170072593A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
    • H05K1/095—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks for polymer thick films, i.e. having a permanent organic polymeric binder

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 알킬 아크릴레이트를 반복단위로 하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함하는 바인더 5 내지 20 중량부, 도전성 금속 10 내지 60 중량부, 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매 30 내지 60 중량부를 포함하는 배선 전극 형성용 조성물을 제공한다.
상기 조성물을 통하여 본 발명은 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체(acrylic block copolymer)의 음전하로 인하여 PET기판과의 밀착력을 향상시키며, 상기 조성물의 건조 도막에 대한 잔류 휘발 성분을 최소화 할 수 있고, 별도의 경화 처리 없이 110 내지 130℃ 열풍 건조환경에서 빠르게 건조될 수 있어, PET 기판에 형성된 배선 전극의 저항 손실을 최소화하여 고전도성의 배선 전극을 형성할 수 있다.

Description

배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법{COMPOSITION USED FOR FORMING AN ELECTRODE WIRING AND A METHOD OF FORMING ELECTRODE WIRING}
본 발명은 투명 전도성 기판의 배선 전극 형성에 이용될 수 있는 조성물에 관한 것이다.
터치패널과 필름태양전지를 기반으로 투명기판 소재가 다양해 지고 있으며, 해당 투명 전도성 기판에는 배선 전극을 전도성 페이스트 등을 프린팅하여 배치하고 있다.
일반적으로 투명성과 도전성은 서로 상충 관계를 가지며, 도전성을 가진 물질을 얇게 코팅할 경우 투명성을 띄게 되나, 저항을 낮추어 도전성을 높이기 위해 코팅의 두께 또는 도전성 물질의 함량을 증가시킬 경우 빛 투과율이 저하되게 된다. 이러한 이유로, ITO는 이러한 상충 관계에서 가장 좋은 물성을 갖는 투명 도전층 소재로 알려져 있다. 그러나, 상기 ITO의 경우 무기물의 특성상 낮은 유연성으로 인해 휨에 약하고, 희토류를 포함하기 때문에 사용량에 제한이 있고, 또 높은 단가로 인하여 산업화가 어렵다.
이 같은 낮은 유연성의 ITO 박막을 대체하여 기판으로서의 적용이 가능한 유연성의 투명 전도성 재료로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 트리아세틸셀룰로오스(TAC),폴리비닐알코올(PVA),사이클릭올레핀코폴리머(COC),폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르술폰(PES), 폴리이미드(PI) 등의 투명 플라스틱 기판 또는 필름이 고려되고 있다.
터치패널의 경우에는 전도성 페이스트를 스크린프린팅 등의 인쇄기법을 통하여 정전 또는 정압 신호전달용 배선전극을 형성하고 있고, 필름태양전지의 경우에는 전도성 페이스트를 그라비아 인쇄를 통하여 집전장치(current collector)로서 배선전극을 형성하고 있다. 종래에는 상기 전도성 페이스트에 폴리에스테르계 바인더를 이용하여 전도성 페이스트 조성물을 제조하였으나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 및 도전체와의 밀착력의 한계로 인하여 인쇄된 배선전극과 투명 전도성 기판의 전도부 접촉면에서 전류가 흐를 때의 단위 시간당의 에너지 손실이 발생하는 저항손실(ohmic loss)이 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판과의 접착력이 우수하고, 저항 손실을 최소화하여 고전도성을 가지는 배선 전극 형성용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 알킬 아크릴레이트를 반복단위로 하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함하는 바인더 5 내지 20 중량부, 도전성 금속 10 내지 60 중량부, 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매 30 내지 60 중량부를 포함하는 배선 전극 형성용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 배선 전극 형성용 조성물은 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체(acrylic block copolymer)의 음전하로 인하여 PET기판과의 밀착력을 향상시키며, 상기 조성물의 건조 도막에 대한 잔류 휘발 성분을 최소화 할 수 있고, 별도의 경화 처리 없이 110 내지 130℃ 열풍 건조환경에서 빠르게 건조될 수 있어, PET 기판에 형성된 배선 전극의 저항 손실을 최소화하여 고전도성의 배선 전극을 형성할 수 있다.
도 1은 배선 전극이 형성된 기판 중 실시예 2의 기판의 단면을 전자현미경(x15,000)으로 촬영한 단면 사진이다.
도 2는 배선 전극이 형성된 기판 중 비교예 2의 기판의 단면을 전자현미경(x15,000)으로 촬영한 단면 사진이다.
도 3은 접촉저항 평가를 위한 시편의 모식도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 배선 전극 형성용 조성물은 알킬 아크릴레이트를 반복단위로 하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함하는 바인더 5 내지 20 중량부, 도전성 금속 10 내지 60 중량부, 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매 30 내지 60 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 배선 전극 형성용 조성물에 있어서, 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체는 상기 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 블록 공중합체 총량을 기준으로 50 중량% 내지 99 중량% 포함하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 의미하는 알킬 아크릴레이트를 반복단위로 하는 아크릴계 단일 중합체는 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 중합체 총량을 기준으로 100 중량%로 포함하는 것일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 블록 공중합체 총량을 기준으로 50 중량% 내지 99 중량% 포함한다는 의미는 상기 아크릴계 블록 공중합체 내에서 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위 외의 다른 하나 이상의 기능성 공단량체 유래의 반복단위를 잔부로 포함하는 의미일 수 있다.
상기 기능성 공단량체는 특별이 제한은 없지만 바인더에 이용될 수 있는 것으로서, 아크릴레이트 기를 2개 이상 포함하는 다이아크릴레이트일 수 있다. 대표적인 예로는 1,3-Butanediol diacrylate(3-BDA), 1,4-Butanediol diacrylate(4-BDA), 3-(Acryloyloxy)-2-hydroxypropyl methacrylate(AHPMA), Trimethylolpropane triacrylate(TMPTA)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 포함 될 수 있다.
상기 알킬 (메타)아크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 메타크릴레이트(EMA), 이소프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트(BMA), 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 펜틸 메타크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
나아가 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 아크릴 단일 중합체 또는 블록 공중합체의 중량평균분자량(Mw)는 30,000 내지 250,000인 것일 수 있고, 바람직하게는 40,000 내지 10,000일 수 있다. 상기 중량평균분자량(Mw)이 30,000 미만이면 점도형성 및 인쇄에 필요한 레올로지 부여에서 좋지 않은 효과가 있고, 250,000 이상이면 적당한 용매에 용해하기 어려우며 점성대비 탄성이 높아져 전단응력 차이를 이용하는 스크린프린팅이나 그라뷰어 인쇄 등의 인쇄공정에 적용하는 측면에서 부정적인 효과가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 바인더 내에 알킬 아크릴레이트를 반복단위로 하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함함으로써, 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체에서 생성된 음전하로 인하여 배선 전극이 형성되는 PET기판과의 밀착력을 향상시킬 수 있다.
상기 바인더는 배선 전극 형성용 조성물 내에 5 내지 20 중량부 포함되는 것일 수 있는데, 상기 바인더가 5 중량부 미만으로 포함될 경우에는, 그 양이 너무 적어 PET 기판과의 밀착력이 현저히 낮아 질 수 있고, 20 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 PET 기판에 도포 후의 건조가 용이하지 않아 배선 전극의 형성에 어려움이 있을 수 있다.
상기 배선 전극 형성용 조성물 내의 도전성 금속은 은(Ag), 은(Ag) 함유 합금, 금(Au), 금(Au) 함유 합금, 백금(Pt), 백금(Pt) 함유 합금, 로듐(Rh), 로듐(Rh) 함유 합금, 팔라듐(Pd), 팔라듐(Pd) 함유 합금, 니켈(Ni), 니켈(Ni) 함유 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al) 함유 합금, 구리(Cu), 구리(Cu) 함유 합금, 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 상기 도전성 금속은 판상 또는 구상의 은(Ag)을 포함하는 것일 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 도전성 금속은 판상 및 구상의 은(Ag)을 동시에 포함할 수 있다. 또한, 판상 및 구상의 은(Ag)은 바람직하게는 동량으로 포함되는 것일 수 있다.
상기 판상 및 구상의 은(Ag)은 입도분포 중간값(D50)이 각각 0.2 내지 20㎛일 수 있고, 바람직하게는 0.2 내지 10㎛ 일 수 있다. 여기서, 입도분포 중간값(D50)이란, 0.1, 0.2, 0.3, … 3, 5, 7, … 10, 20, 30㎛ 이렇게 다양한 입자 크기가 분포되어 있는 입자를 부피비로 50%까지 입자를 누적시켰을 때의 입자 크기를 의미한다.
상기 도전성 금속의 함량은 배선 전극 형성용 조성물 내에 10 내지 60 중량부 포함될 수 있다. 상기 도전성 금속의 함량이 10 중량부 미만으로 포함되는 경우, PET 기판 상에 배선 전극의 형성 자체가 어려울 수 있고, 상기 도전성 금속의 함량이 60 중량부 이상으로 포함되는 경우, 조성물의 PET 기판과의 밀착력이 현저히 낮아져 조성물의 PET 기판의 도포에 문제가 발생할 수 있다.
상기 배선 전극 형성용 조성물 내의 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매는 조성물 중 30 내지 60 중량부 포함하는 것일 수 있다. 상기 용매가 조성물 중 30 중량부 미만으로 포함되면, 조성물 내의 바인더를 충분히 용해시킬 수 없어 용매 방출 효과를 얻기 어려우며, 상기 용매가 조성물 중 60 중량부를 초과하여 포함되면 바인더 및 도전성 금속의 함량이 조성물 내에서 낮아져 원하는 배선 전극을 용이하기 얻지 못할 수 있다.
여기서, 상기 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매는 알파-테르피네올, 베타-테르피네올, 감마-테르피네올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 테르피네올 또는 알파 테르핀일 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 의하면 상기 용매로서 알파 -테르피네올을 이용할 수 있다.
또한, 상기 용매에는 상기 테르피네올과 상이한 알코올계 용매, 케톤계 용매, 글리콜 에테르계 용매, 에스테르계 용매를 더 포함하는 것일 수 있고, 상기 테르피네올은 용매 100 중량부에 대하여 50 중량부 이상으로 포함될 수 있고, 테르피네올 또는 알파테르핀이 용매 100 중량부에 대하여 50 중량부 미만일 경우 상기 바인더의 용해도를 떨어뜨려 조성물의 제조를 어렵게 할 수 있으며 조성물 내에 바인더의 분산성이 저해될 수 있다
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용매로서 테르피네올 또는 알파 테르핀을 이용하는 경우, 배선 전극 형성용 조성물 내에 포함되는 아크릴계 단독 중합체 또는 블록 공중합체가 상기 용매를 풀어주는 용매방출(solvent release)을 극대화 할 수 있고 이로 인하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 배선 전극 형성용 조성물이 PET 기판에 적용 시에 110 내지 130℃에서 1분 내지 2분, 바람직하게는 1분 내외의 시간에서 단시간 열풍건조를 하여도 PET 기판에 상기 조성물로부터 형성되는 건조도막에 대한 잔류 휘발 성분을 최소화 할 수 있고, 잔류 휘발 성분이 최소화 됨으로써, 기판 상의 저항을 유발하는 불순물을 최소화 하여 고전도성 배선 전극을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 전극 형성용 조성물은 다양한 디바이스의 전극 형성 시, 그 중 PET 기판에의 배선 전극 형성 시 유용하게 사용될 수 있다. 상기 디바이스는 터치패널 등의 표시 장치, 태양 전지, 광학 필터, 기타 전자 장치 등일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선 전극 형성용 조성물은 별도의 광 경화제 등을 포함하지 않고, PET 기판에 롤투롤(roll to roll)로 도포된 후 열풍 건조 등을 통하여 배선 전극이 형성되는 것일 수 있다.
특히 본 발명의 배선 전극 형성용 조성물은 바인더로서 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 포함하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 이용하고, 테르핀계 화합물 또는 그 유도체 포함하는 용매를 조합하여 이용함으로써, 열풍 건조의 시간을 최소화 할 수 있다.
터치패널과 필름태양전지 등의 응용분야에 필수적인 요소로 투명전도성기판이 있으며 대부분의 경우에 대면적화를 위해서는 낮은 저항값이 요구된다. 전자기기를 제작할 때 터치패널의 경우 투명 전도성 기판으로부터 신호를 전달하거나 필름태양전지의 경우 집전장치(current collector)로서 역할을 원활하게 수행하기 위해서는 전도성 조성물 인쇄물과 투명전극간의 계면 접촉이 잘 이루어져야 한다. 계면 접촉은 기계물리적인 접착력으로 고려될 수 있다. PET기판 및 도전체와의 밀착력의 한계로 인하여 인쇄된 배선전극과 투명 전도성 기판의 전도부 접촉면에서 전류가 흐를 때의 단위 시간당의 에너지 손실이 발생하는 저항손실(ohmic loss)의 차이 또한 중요한 물성 기준이 될 수 있다.
저항손실을 다시 말해 접촉저항으로 고려할 수 있으며, 따라서 본 발명의 일 실시예에 의하면, 접촉저항을 낮추는 방법으로 양가를 띄는 PET기반의 투명 전도성 기판에 음가를 띄는 아크릴 블록 중합체 또는 아크릴 블록 공중합체를 바인더로하여 밀착력을 높이는 것을 들 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른, 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 포함하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함하는 바인더 5 내지 20 중량부, 도전성 금속 10 내지 60 중량부, 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매 30 내지 60 중량부를 포함하는 조성물을 PET 기판 상에 도포하고, 상기 조성물이 도포된 PET 기판을 온도 조건 110℃ 이상, 바람직하게는 내지 130℃에서 처리 시간을 1분 이상, 바람직하게는 1분 내지 2분으로 열풍 건조하는 배선 형성 방법을 이용하는 경우, 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매와 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함하는 바인더의 용매 방출 효과의 극대화로 인하여, 별도의 경화제의 투입이나, 광조사 처리 진행 없이도 빠른 시간에 열풍 건조를 통하여 고전도성의 배선을 기판에 형성시킬 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 일 실시예 일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
배선 전극 형성용 조성물의 제조
실시예 1
전체 조성물 중 메틸 메타크릴레이트(MMA)와 부틸 메타크릴레이트(BMA)유래의 반복단위를 포함하는 공중합체를 기본골격(아크릴 블록 공중합체 총량을 기준으로 90 중량%), 이외의 기능성 공단량체로서 1,4-Butanediol diacrylate (4-BDA) 유래의 반복단위를 10 중량% 포함하여 중합된 중량평균분자량(Mw) 40,000의 아크릴 블록 공중합체 10 중량부와 알파-테르피네올 40 중량부를 50℃에서 12시간 동안 교반하여 투명하게 용해되도록 하였다. 용해되지 않은 이물을 제거하기 위하여 기공(pore) 크기가 10㎛인 필터에 거른 후, 전도성 조성물에 사용될 유동체인 비히클(vehicle)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비히클에 직경 0.2에서 2㎛ 크기를 갖는 판상과 구상이 동량으로 혼합된 은(Ag) 분말을 50 중량부 첨가하고 플렌터리믹서를 이용하여 예비배합을 실시하였다. 이렇게 예비 배합된 조성물을 삼단 롤 밀을 이용하여 3회 분산시켰다.
실시예 2
전체 조성물 중 메틸 메타크릴레이트(MMA)와 부틸 메타크릴레이트(BMA) 유래의 반복단위를 포함하는 공중합체를 기본골격(아크릴 블록 공중합체 총량을 기준으로 90 중량%)으로 이외의 기능성 공단량체로서 1,4-Butanediol diacrylate (4-BDA) 유래의 반복단위를 10 중량% 포함하여 중합된 중량평균분자량(Mw) 60,000의 아크릴 블록 공중합체 10 중량부와 알파테르피네올 40 중량부를 50℃에서 12시간 동안 교반하여 투명하게 용해되도록 하였다. 용해되지 않은 이물을 제거하기 위하여 기공(pore) 크기가 10㎛인 필터에 걸러 전도성 조성물에 사용될 유동체인 비히클(vehicle)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비히클에 직경 0.2에서 10㎛ 크기를 갖는 판상과 구상이 동량으로 혼합된 은(Ag) 분말을 50 중량부 첨가하고 플렌터리믹서를 이용하여 예비배합을 실시하였다. 이렇게 예비 배합된 조성물을 삼단 롤 밀을 이용하여 3회 분산시켰다.
실시예 3
전체 조성물 중 메틸 메타크릴레이트(MMA)를 기본골격(아크릴 블록 공중합체 총량을 기준으로 90 중량%)으로 이외의 기능성 공단량체로서 1,4-Butanediol diacrylate (4-BDA) 유래의 반복단위를 10 중량% 포함하여 중합된 중량평균분자량(Mw) 73,000의 아크릴계 블록 공중합체 10 중량부와 알파테르피네올 40 중량부를 50℃에서 12시간 동안 교반하여 투명하게 용해되도록 하였다. 용해되지 않은 이물을 제거하기 위하여 기공(pore) 크기가 10㎛인 필터에 걸러 전도성 조성물에 사용될 유동체인 비히클(vehicle)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비히클에 직경 0.2에서 10㎛ 크기를 갖는 판상과 구상이 동량으로 혼합된 은(Ag) 분말을 50 중량부 첨가하고 플렌터리믹서를 이용하여 예비배합을 실시하였다. 이렇게 예비 배합된 조성물을 삼단 롤 밀을 이용하여 3회 분산시켰다.
실시예 4
전체 조성물 중 에틸 메타크릴레이트(EMA)를 기본골격으로 하여 중합된 중량평균분자량(Mw) 80,000의 아크릴계 블록 공중합체 10 중량부와 알파테르피네올 40 중량부를 50℃에서 12시간 동안 교반하여 투명하게 용해되도록 하였다. 용해되지 않은 이물을 제거하기 위하여 기공(pore) 크기가 10㎛인 필터에 걸러 전도성 조성물에 사용될 유동체인 비히클(vehicle)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비히클에 직경 0.2에서 10㎛ 크기를 갖는 판상과 구상이 동량으로 혼합된 은(Ag) 분말을 50 중량부 첨가하고 플렌터리믹서를 이용하여 예비배합을 실시하였다. 이렇게 예비 배합된 조성물을 삼단 롤 밀을 이용하여 3회 분산시켰다.
비교예 1
전체 조성물 중 에틸 메타크릴레이트(EMA)를 기본골격(아크릴 블록 공중합체 총량을 기준으로 90 중량%)으로 이외의 기능성 공단량체로서 1,4-Butanediol diacrylate (4-BDA) 유래의 반복단위를 10 중량% 포함하여 중합된 중량평균분자량(Mw) 80,000의 아크릴 블록 중합체 10 중량부와 Solvesso 사의 Aromatic 150 용매 40 중량부를 50℃에서 12시간 동안 교반하여 투명하게 용해되도록 하였다. 용해되지 않은 이물을 제거하기 위하여 기공(pore) 크기가 10㎛인 필터에 걸러 전도성 조성물에 사용될 유동체인 비히클(vehicle)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비히클에 직경 0.2에서 10㎛ 크기를 갖는 판상과 구상이 동량으로 혼합된 은(Ag) 분말을 50 중량부 첨가하고 플렌터리믹서를 이용하여 예비배합을 실시하였다. 이렇게 예비 배합된 조성물을 삼단 롤 밀을 이용하여 3회 분산시켰다.
비교예 2
전체 조성물 중 에보닉사에서 제조된 유리전이온도 40℃의 DYNACOLL S1426 폴리에스터 10 중량부를 Solvesso 사 Aromatic 150 용매 40 중량부에 50℃에서 24시간 동안 교반하여 투명하게 용해되도록 하였다. 용해되지 않은 이물을 제거하기 위하여 기공(pore) 크기가 10㎛인 필터에 걸러 전도성 조성물에 사용될 유동체인 비히클(vehicle)을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 비히클에 직경 0.2에서 10㎛ 크기를 갖는 판상과 구상이 동량으로 혼합된 은(Ag) 분말을 50 중량부 첨가하고 플렌터리믹서를 이용하여 예비배합을 실시하였다. 이렇게 예비 배합된 조성물을 삼단 롤 밀을 이용하여 3회 분산시켰다.
배선 전극이 형성된 기판의 제조
PET 기판 상에 롤투롤 인쇄법으로 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 조성물을 각각 도포하고, 조성물이 도포된 각 기판을 롤투롤 필름태양전지 인쇄공정을 가정하여 열풍 건조를 120℃에서 1분간 실시하였다. 이후, 각 PET 기판 상에 배선 전극이 형성되는 것을 확인하였다.
평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2의 조성물을 이하의 평가 방법을 통하여 특성을 확인하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
(1) 단면 확인 : 배선 전극이 형성된 기판 중 실시예 2 및 비교예 2의 기판을 전자현미경(x15,000)으로 단면 사진을 촬영하여 각각 도 1 및 도 2에 나타내었다.
(2) 접착력 : ASTM D3359 방법을 이용하여 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2의 조성물을 도포하여 건조한 기판과 배선 전극의 접착력을 측정하였다. ASTM D3359는 피막에 만든 컷에 압력-민감 테이프를 붙이고 제거함으로써 코팅 피막의 기재에 대한 표면 부착을 평가하는 표준 시험 방법을 가리킨다(크로스-해치 스크라이브 테이프 시험).
(3) 접촉저항 : PET 기판에 측정간격 10㎜일 때 선 저항이 약 350~430Ω인 은나노선(AgNW) 투명전극을 기준으로 측정하였다. 스크린 프린팅을 통해 10㎜ⅹ10㎜ 크기로 실시예 1 내지 4과 비교예 1 내지 2의 전도성 조성물을 도포하여 25㎛ 두께로 배선 전극단자를 형성하였다. 형성된 전극단자간의 거리는 10㎜이다. 전극단자에 바늘형태의 2선 탐침을 연결하고 전압전류측정계로 저항을 측정하였다. 본 측정방법은 전극단자가 인쇄되지 않은 은나노선 투명전극의 초기값 측정에도 사용하였다. 본 측정방법은 도 3에서 모식화하여 나타내었다.
(4) 면저항 :
면저항 측정은 기판의 영향과 두께 편차를 고려하여 슬라이드글래스를 기판으로하여 실시하였다. 2ⅹ2cm2의 면적으로 하여 마스킹하고 두께가 10㎛가 되도록 바코터를 이용하여 실버페이스트를 도포하여 시편을 제작하였다. 4선 면저항 측정기는 CMT-SR2000N (CHANG MIN Co., Ltd.)를 사용하여 측정하였고 측정부위는 1mm 간격으로 10곳을 3회 측정하여 평균값을 기록하였다.
평가내용 단위 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
접착력 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 100/100 95/100
접촉저항
(선 저항)		 Ω 315 305 330 332 395 435
면 저항 Ω/sq 0.031 0.026 0.036 0.035 0.072 0.080
상기 결과에서 나타나는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배선 전극 형성용 조성물은 PET 기판과의 물리적인 접착력과 인쇄된 배선전극의 높은 경화밀도가 비교예 보다 매우 우수한 것을 도 1(실시예2)와 도 2(비교예2)과 같이 전자현미경 단면사진을 통하여 확인할 수 있었다.
또한, 면 저항의 경우 실험을 진행한 속 건조(fast drying) 조건에서 끓는점이 160~215℃인 Aromatic 150 용매(비교예 1 내지 2)가 끓는점 214~217℃인 알파-터피네올용매(실시예 1 내지 4)에 비해 건조에 유리할 듯 예상되었으나, 실험결과 아크릴 블록 공중합체를 바인더로 포함한 조성물의 용매방출 (solvent release)에 알파-터피네올이 유리하여 면 저항에 나타난 것 같이 약 2배 낮은 면 저항 감소를 확인할 수 있었다.
선 저항의 경우, 1㎝2 크기의 전극단자 양단으로 선 저항을 측정한 결과 패드가 없을 때와 비교예 2 보다 본 발명의 실시예 1 내지 4가 약 30% 낮은 선 저항값을 가지는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (16)

  1. 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 포함하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함하는 바인더 5 내지 20 중량부,
    도전성 금속 10 내지 60 중량부,
    테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매 30 내지 60 중량부,
    를 포함하는 배선 전극 형성용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴계 블록 공중합체는 상기 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 블록 공중합체 총량을 기준으로 50 중량% 내지 99 중량% 포함하는 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 알킬 아크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 메타크릴레이트(EMA), 이소프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트(BMA), 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 펜틸 메타크릴레이트 또는 이들의 조합을 단독 또는 조합으로 포함하는 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전성 금속은 은(Ag), 은(Ag) 함유 합금, 금(Au), 금(Au) 함유 합금, 백금(Pt), 백금(Pt) 함유 합금, 로듐(Rh), 로듐(Rh) 함유 합금, 팔라듐(Pd), 팔라듐(Pd) 함유 합금, 니켈(Ni), 니켈(Ni) 함유 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al) 함유 합금, 구리(Cu), 구리(Cu) 함유 합금, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전성 금속은 판상 및 구상의 은(Ag)을 포함하고, 상기 판상 및 구상의 은(Ag)은 입도분포 중간값(D50)이 각각 0.2 내지 20㎛인 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 입도분포 중간값(D50)은 0.2 내지 10㎛ 인 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴 단일 중합체 또는 블록 공중합체의 중량평균분자량(Mw)는 30,000 내지 250,000인 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 테르핀계 화합물 또는 그 유도체는 알파-테르피네올, 베타-테르피네올, 감마-테르피네올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 테르피네올 또는 알파 테르핀인 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 테르피네올은 알파-테르피네올인 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 용매는 상기 테르피네올과 상이한 알코올계 용매, 케톤계 용매, 글리콜 에테르계 용매, 에스테르계 용매를 더 포함하는 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 테르피네올은 상기 용매 100 중량부에 대하여 50 중량부 이상으로 포함되는 것인 배선 전극 형성용 조성물.
  12. 알킬 아크릴레이트 유래의 반복단위를 포함하는 아크릴계 단일 중합체 또는 블록 공중합체를 포함하는 바인더 5 내지 20 중량부, 도전성 금속 10 내지 60 중량부, 테르핀계 화합물 또는 그 유도체를 포함하는 용매 30 내지 60 중량부를 포함하는 조성물을 PET 기판 상에 도포하고, 상기 조성물이 도포된 PET 기판을 110℃ 이상에서 1분 이상 열풍 건조하는 것인 배선 형성 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 열풍 건조는 110 내지 130℃에서, 1분 내지 2분 동안 수행되는 것인 배선 형성 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 알킬 아크릴레이트는 메틸 메타크릴레이트(MMA), 에틸 메타크릴레이트(EMA), 이소프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트(BMA), 이소부틸 메타크릴레이트, tert-부틸 메타크릴레이트, 펜틸 메타크릴레이트 또는 이들의 조합을 단독 또는 조합으로 포함하는 것인 배선 형성 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 테르핀계 화합물 또는 그 유도체는 알파-테르피네올, 베타-테르피네올, 감마-테르피네올로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 테르피네올 또는 알파 테르핀인 것인 배선 형성 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 아크릴 단일 중합체 또는 블록 공중합체의 중량평균분자량(Mw)는 30,000 내지 250,000인 것인 배선 형성 방법.
KR1020150180943A 2015-12-17 2015-12-17 배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법 KR20170072593A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150180943A KR20170072593A (ko) 2015-12-17 2015-12-17 배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150180943A KR20170072593A (ko) 2015-12-17 2015-12-17 배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170072593A true KR20170072593A (ko) 2017-06-27

Family

ID=59514522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150180943A KR20170072593A (ko) 2015-12-17 2015-12-17 배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170072593A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11512215B2 (en) Metal nanowire ink and method for forming conductive film
US11139089B2 (en) Stretchable interconnects for flexible electronic surfaces
JP6181698B2 (ja) 液晶ディスプレイセル
KR101570398B1 (ko) 투명 도전성 잉크 및 투명 도전 패턴형성방법
CN104637570A (zh) 柔性透明导电薄膜及其制备方法
KR102581899B1 (ko) 투명 전극 및 이를 포함하는 소자
CN109564803B (zh) 透明导电成膜及透明导电图案的制造方法
JP6447504B2 (ja) 導電性ペースト
KR20150000823A (ko) 인쇄된 전도성 잉크의 면 저항률 개선방법
TWI713705B (zh) 金屬奈米線油墨、透明導電基板及透明防帶電用基板
JP6535081B2 (ja) 熱成形可能なポリマー厚膜透明導体および容量性スイッチ回路におけるその使用
JP2014089818A (ja) 熱硬化型導電性ペースト
EP3118265A1 (en) Conductive transparent coating
JP6084397B2 (ja) 焼結用無機粒子含有ペーストおよび塗布形成物
KR20170072593A (ko) 배선 전극 형성용 조성물 및 배선 형성 방법
TW201637529A (zh) 柔性配線基板及其利用
JP6084396B2 (ja) 焼結用無機粒子含有ペーストおよび塗布形成物
JP2021192960A (ja) 成形フィルムおよびその製造方法、成形体およびその製造方法
KR20140107895A (ko) 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전체 및 이것의 제조방법
JP2023093144A (ja) 導電性積層体及びその製造方法
KR20150052546A (ko) 투명전극의 저항 측정방법 및 측정장치
PL215126B1 (pl) Pasta przewodząca