KR20190036211A - 광소결 전도성 전극 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 a) 투명 유기기판 상에 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 은 나노입자층을 형성하는 단계; b) 상기 은 나노입자층 상에 구리 나노입자, 구리 합금 나노입자 또는 이들의 혼합물을 포함하는 구리 잉크조성물을 도포하고 구리 나노입자층을 형성하여 금속이중층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 금속이중층을 광소결하는 단계;를 포함하는, 광소결 전도성 전극의 제조방법, 및 이로부터 제조된 광소결 전도성 전극에 관한 것이다.

Description

광소결 전도성 전극 및 이의 제조방법 {Light sintering conductive electrode, and method of manufacturing the same}

본 발명은 광소결 전도성 전극 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 저가의 투명 유기기판 상에서 대면적 연속 광소결이 가능하며, 고가의 은 나노소재의 사용을 최소화 하는 동시에 고품질의 전극을 확보할 수 있는 광소결 전도성 전극의 제조방법, 및 이로부터 제조된 광소결 전도성 전극에 관한 것이다.

종래 인쇄전자 기술을 이용하여 소자의 전극 패턴을 인쇄하기 위해서, 금/은과 같은 귀금속 계열의 나노입자를 이용한 전도성 잉크가 주로 이용되고 있다. 그러나 이러한 귀금속들은 매우 고가인 바, 상용화 측면에서 어려움이 있다. 따라서 이를 해결하고자 전자잉크에 이용되는 나노입자로서, 은보다 훨씬 싸고 전기 전도성이 우수한 구리 나노입자의 이용가능성이 대두되고 있다.

한편, 프린팅 전자 소자의 핵심기술로는, 전도성 잉크뿐만 아니라, 소결 공정이 있는데, 이는 소결 방법 및 조건에 따라서 기판의 손상도, 소결 후 패턴의 전기 전도도 및 패턴의 품질을 좌우하게 되는 매우 중요한 공정이다. 기존의 전도성 나노 잉크의 소결 방법은 열 소결 방법이 있으나, 300℃ 이상의 고온에서 소결이 이루어지기 때문에 차세대 기판인 플렉서블 기판에 적용이 불가능하다는 문제점이 있다.

이에 대한 대안으로, 레이저 소결법, 플라즈마 소결법, 마이크로웨이브 소결법들이 제안되었으나, 패턴의 접합이 완전히 수행되지 않아 면저항이 높고, 녹는점이 낮고, 화학적 반응을 야기할 수 있는 유기 기판에 손상을 야기하기 때문에 사용할 수 없다는 단점이 있으며, 제조된 패턴의 접착 특성 및 반복적인 굽힘에 대한 내구성이 낮아, 대량생산에 적합하지 못하다는 문제가 있다.

이에 반하여, 전도성 잉크를 단순 도포시킨 후, 광학적 방법으로 빛 에너지를 열 에너지로 변환시키는 광소결을 이용할 경우, 짧은 시간 내에 소결이 가능하므로, 대량으로 생산이 가능하다는 장점이 있다. 그러나 이 역시 유기 기판 및 전도성 잉크의 수축을 유발하고, 제조된 패턴의 접착 특성, 내구성 및 신뢰성이 낮다는 문제가 있으며, 유기 기판의 손상을 유발함에 따라 대면적 연속 공정이 불가능하다는 한계점이 있다.

이에 따라, 고분자 소재를 활용한 플렉서블한 기판에 전도성 잉크를 패턴화하기 위해, 화학적 반응을 통해 다른 구성요소에 영향을 끼치지 않고, 상온 대기 조건 하에서 매우 짧은 시간 내에 소결 가능한 광소결 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.

이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0118801호가 제시되어 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2015-0118801호 (2015.10.23.)

본 발명은 저가의 투명 유기기판 상에서 대면적 연속 광소결이 가능하며, 고가의 은 나노소재의 사용을 최소화 하는 동시에 고품질의 전극을 확보할 수 있는 광소결 전도성 전극의 제조방법, 및 이로부터 제조된 광소결 전도성 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 a) 투명 유기기판 상에 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 은 나노입자층을 형성하는 단계; b) 상기 은 나노입자층 상에 구리 나노입자, 구리 합금 나노입자 또는 이들의 혼합물을 포함하는 구리 잉크조성물을 도포하고 구리 나노입자층을 형성하여 금속이중층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 금속이중층을 광소결하는 단계;를 포함하는, 광소결 전도성 전극의 제조방법에 관한 것이다.

상기 일 양태에 있어, 상기 은 나노입자층의 두께는 5 내지 100 ㎚이며, 구리 나노입자층의 두께는 500 ㎚ 내지 20 ㎛일 수 있다.

상기 일 양태에 있어, 상기 c)단계는 200 내지 800 ㎚의 파장 대역을 포함하는 광이 연속적으로 조사되는 것일 수 있으며, 이때 광은 0.05 내지 5 J/㎠의 광량 및 150 내지 500 ㎜/초의 이동 속도로 조사되는 것일 수 있다.

상기 일 양태에 있어, 상기 구리 합금 나노입자는 구리-주석 합금 나노입자, 구리-니켈 합금 나노입자 및 구리-주석-니켈 합금 나노입자에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다. 또한 상기 구리 잉크조성물은 주석 나노입자, 니켈 나노입자, 주석으로 코팅된 구리 나노입자 또는 니켈로 코팅된 구리 나노입자를 더 포함할 수 있다.

상기 일 양태에 있어, 상기 투명 유기기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르술폰(PES) 또는 폴리이미드(PI)일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 일 양태는 투명 유기기판; 상기 투명 유기기판 상에 형성된 은 나노입자층; 상기 은 나노입자층 상에 형성된 구리 나노입자층;을 포함하는, 광소결 전도성 전극에 관한 것이다.

상기 다른 일 양태에 있어, 상기 은 나노입자층의 두께는 5 내지 100 ㎚이며, 구리 나노입자층의 두께는 500 ㎚ 내지 20 ㎛일 수 있다.

본 발명에 따른 광소결 전도성 전극의 제조방법은 저가의 투명 유기기판 상에서 대면적 연속 광소결을 수행하여도 투명 유기기판의 손상을 방지할 수 있으며, 고가의 은 나노소재의 사용을 최소화 하는 동시에 비저항 특성이 우수한 고품질의 전도성 전극을 확보할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 실시예 1에 따라 제조된 전도성 전극의 투과전자현미경(TEM) 이미지이다.
도 2는 실시예 4에 따라 제조된 전도성 전극의 투과전자현미경(TEM) 이미지이다.
도 3은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 전도성 전극의 비저항 측정 결과이다.
도 4는 비교예 4 내지 11에 따라 제조된 전도성 전극의 비저항 측정 결과이다.
도 5는 실시예 4 내지 6 및 비교예 16 내지 18에 따라 제조된 전도성 전극의 비저항 측정 결과이다.
도 6은 비교예 16에 따라 제조된 전도성 전극으로, 연속적인 광조사에도 불구 구리 나노입자층이 제대로 소결되지 않은 것을 확인할 수 있다.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광소결 전도성 전극의 제조방법, 및 이로부터 제조된 광소결 전도성 전극에 대하여 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. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

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.

저가 대면적 공정을 이용한 고 전도성 전극을 제조함에 있어서, 구리 기반 나노소재 및 급속 광소결 공정을 이용한 전극 형성 기술은 큰 관심을 이끌고 있다.

그러나, 구리 나노입자를 기반으로 하는 광소결 전극은 저가 투명 유기 기판 상에서 대면적 연속 광소결 공정 시 기판이 손상되고, 비저항이 크게 증가하는 한계가 있었다.

이에 본 발명자들은 저가의 투명 유기기판 상에서 대면적 연속 광소결이 가능한 광소결 공정에 대하여 거듭 연구를 수행하였으며, 그 결과 구리 나노입자층의 하부에 은 나노입자층을 매우 얇은 두께로 형성한 후 대면적 연속 광소결을 수행할 경우 상기 목적을 달성할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

상세하게, 본 발명의 일 예에 따른 광소결 전도성 전극의 제조방법은 a) 투명 유기기판 상에 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 은 나노입자층을 형성하는 단계; b) 상기 은 나노입자층 상에 구리 나노입자, 구리 합금 나노입자 또는 이들의 혼합물을 포함하는 구리 잉크 조성물을 도포하고 구리 나노입자층을 형성하여 금속이중층을 형성하는 단계; 및 c) 상기 금속이중층을 광소결하는 단계;를 포함할 수 있다.

이처럼 구리 나노입자층의 하부에 은 나노입자층을 매우 얇은 두께로 형성한 후 대면적 연속 광소결을 수행할 경우, 은 나노입자층은 광 플라즈모닉 현상을 통해 조사되는 광을 높은 효율로 흡수하고 순간적인 벌크화 공정이 진행됨으로서 열전도도가 우수한 하부박막층이 형성되어 하부 기판으로의 열전달이 최소화되는 장점을 가지고 있다. 이에 따라 투명 유기기판에 손상을 미치지 않으면서도 매우 우수한 비저항 특성을 가진 전도성 전극을 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 예에 따른 광소결 전도성 전극의 제조방법에 대하여 단계별로 보다 상세히 설명한다.

먼저, a) 투명 유기기판 상에 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 은 나노입자층을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.

a)단계에 있어, 은 나노입자층의 형성 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 은 잉크조성물을 투명 유기기판 상에 도포하여 은 나노입자층을 형성할 수 있다. 이때, 도포는 코팅 또는 프린팅의 방법으로 수행될 수 있다. 구체적인 일 예로, 코팅은 딥코팅, 스핀 코팅, 스프레이 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. 은 잉크조성물의 도포는 제조하고자 하는 제품의 설계에 따라, 적절한 패턴을 갖도록 도포될 수 있음은 물론이며, 선택적으로, 투명 유기기판 상에 은 잉크조성물이 도포된 후, 구리 잉크조성물을 도포하기 전, 용매를 휘발 제거하기 위한 건조가 수행될 수 있음은 물론이다.

바람직하게는, 광소결 전도성 전극에 있어, 목표하는 전극의 두께가 있을 경우, 은 나노입자층은 적절한 두께를 가지는 것이 좋으며, 금속이중층 총 두께(은 나노입자층과 구리 나노입자층의 두께 합) 대비 은 나노입자층의 두께가 너무 두꺼울 경우 고가의 은이 과량 사용되어야 함에 따라 제조 비용이 크게 증가할 수 있으며, 은 나노입자층의 두께가 너무 얇을 경우 입자 간의 충진도가 낮아 벌크화 공정이 충분히 진행되지 못해 열전도가 우수한 금속박막의 형성이 어려울 수 있다. 구체적인 일 예로, 은 나노입자층의 두께는 5 내지 100 ㎚일 수 있으며, 보다 좋게는 15 내지 50 ㎚일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 은 잉크조성물은 은 나노입자 및 비수계 용매를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 은 나노입자의 평균 직경은 20 내지 300 ㎚일 수 있으며, 보다 좋게는 50 내지 300 ㎚일 수 있다. 상기 범위에서 은 나노입자가 서로 긴밀히 팩킹되어 광소결시, 미소결된 영역 없이 균일하게 소결될 수 있다. 은 나노입자의 형상은 특별히 한정하진 않으나, 각진 다각 형상, 기둥 형상, 구 형상 또는 이들이 혼재된 형상일 수 있으며, 바람직하게는 구 형상의 은 나노입자일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 비수계 용매는 특별히 제한되지 않지만 좋게는 탄소수가 6 ~ 30인 알케인, 아민, 톨루엔, 크실렌, 클로로포름, 다이클로로메탄, 테트라데칸, 옥타데센, 클로로벤젠, 다이클로로벤젠, 클로로벤조산, 및 다이프로필렌 글리콜 프로필 에테르로 이루어진 군으로부터 하나 또는 둘 이상을 선택할 수 있으며, 코팅 또는 프린팅에 적절한 유동성을 가질 수 있도록 그 함량이 조절될 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 은 잉크조성물은 은 나노입자 100 중량부를 기준으로 20 내지 800 중량부의 비수계 용매를 함유할 수 있다. 상기 범위에서 은 잉크조성물이 코팅 또는 프린팅에 적절한 유동성을 가질 수 있으며, 광소결 시 구리 나노입자층이 효과적으로 소결될 수 있다.

이 외에도 상기 은 잉크조성물은 비수계 유기 바인더를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예에 있어, 은 잉크조성물은 은 나노입자 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 5 중량부의 비수계 유기 바인더를 함유할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 비수계 유기 바인더는 특별히 한정되지 않으나, 전도성 잉크조성물 제조 시 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.

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 50000 g/mol일 수 있다.

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.

한편, 상기 투명 유기기판은 절연성을 가진 투명 유기기판이라면 어떠한 기판이든 사용 가능하며, 구체적으로 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르술폰(PES) 또는 폴리이미드(PI)일 수 있다. 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 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.

다음으로, b) 상기 은 나노입자층 상에 구리 나노입자, 구리 합금 나노입자 또는 이들의 혼합물을 포함하는 구리 잉크조성물을 도포하고 구리 나노입자층을 형성하여 금속이중층을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.

b)단계에 있어, 구리 나노입자층의 형성 방법은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구리 나노입자를 포함하는 구리 잉크조성물을 상기 은 나노입자층 상에 도포하여 구리 나노입자층을 형성할 수 있다. 이때, 도포는 코팅 또는 프린팅의 방법으로 수행될 수 있다. 구체적인 일 예로, 코팅은 딥코팅, 스핀 코팅, 스프레이 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. 구리 잉크조성물의 도포는 제조하고자 하는 제품의 설계에 따라, 적절한 패턴을 갖도록 도포될 수 있음은 물론이며, 선택적으로, 은 나노입자층 상에 구리 잉크조성물이 도포된 후, 광조사 전, 용매를 휘발 제거하기 위한 건조가 수행될 수 있음은 물론이다.

바람직하게는, 광소결 전도성 전극에 있어, 목표하는 전극의 두께가 있을 경우, 구리 나노입자층이 적절한 두께를 가지는 것이 좋으며, 금속이중층 총 두께(은 나노입자층과 구리 나노입자층의 두께 합) 대비 구리 나노입자층의 두께가 너무 얇을 경우, 고가의 은이 과량 사용되어야 함에 따라 제조 비용이 크게 증가할 수 있으며, 구리 나노입자층의 두께가 너무 두꺼울 경우, 조사된 광이 침투할 수 있는 깊이가 제한됨으로서 나노입자층 전체가 소결되지 못하여 충분한 전기전도성의 확보가 어려울 수 있다. 구체적인 일 예로, 구리 나노입자층의 두께는 500 ㎚ 내지 20 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 800 ㎚ 내지 5 ㎛일 수 있다.

한편, 상기 구리 잉크조성물은 구리 나노입자, 구리 합금 나노입자 또는 이들의 혼합물(이하, 구리계 나노입자라 지칭함); 및 비수계 용매;를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 구리 합금 나노입자는 구리-주석 합금 나노입자, 구리-니켈 합금 나노입자 및 구리-주석-니켈 합금 나노입자에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 구리계 나노입자의 평균 직경은 20 내지 300 ㎚일 수 있으며, 보다 좋게는 50 내지 300 ㎚일 수 있다. 상기 범위에서 구리계 나노입자가 서로 긴밀히 팩킹되어 광소결시, 미소결된 영역 없이 균일하게 소결될 수 있다. 구리계 나노입자의 형상은 특별히 한정하진 않으나, 각진 다각 형상, 기둥 형상, 구 형상 또는 이들이 혼재된 형상일 수 있으며, 바람직하게는 구 형상의 구리계 나노입자일 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 비수계 용매는 특별히 제한되지 않지만 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 있으며, 코팅 또는 프린팅에 적절한 유동성을 가질 수 있도록 그 함량이 조절될 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 구리 잉크조성물은 구리계 나노입자 100 중량부를 기준으로 20 내지 800 중량부의 비수계 용매를 함유할 수 있다. 상기 범위에서 구리계 나노입자 잉크조성물이 코팅 또는 프린팅에 적절한 유동성을 가질 수 있으며, 광소결 시 구리 나노입자층이 효과적으로 소결될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 구리 잉크조성물은 목표하는 물성에 따라 주석 나노입자, 니켈 나노입자, 주석으로 코팅된 구리 나노입자 또는 니켈로 코팅된 구리 나노입자를 더 포함할 수 있다. 특히, 니켈은 구리 대비 산화안정성이 우수한 금속으로 광소결 전도성 전극 제조시 내습성을 향상시킬 수 있어 좋다.

일 예로, 니켈 나노입자, 주석으로 코팅된 구리 나노입자 또는 니켈로 코팅된 구리 나노입자는 구리계 나노입자 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부로 첨가될 수 있으며, 상기 범위에서 우수한 전기전도성을 유지하면서도 향상된 내습성을 가지도록 할 수 있으며, 기계적 물성 저하를 방지할 수 있다.

또한, 상기 니켈 나노입자, 주석으로 코팅된 구리 나노입자 또는 니켈로 코팅된 구리 나노입자의 평균 직경은 20 내지 300 ㎚일 수 있으며, 보다 좋게는 50 내지 300 ㎚일 수 있다. 상기 범위에서 각 나노입자들이 서로 긴밀히 팩킹되어 광소결시, 미소결된 영역 없이 균일하게 소결될 수 있다. 니켈 나노입자, 주석으로 코팅된 구리 나노입자 또는 니켈로 코팅된 구리 나노입자의 형상은 특별히 한정하진 않으나, 각진 다각 형상, 기둥 형상, 구 형상 또는 이들이 혼재된 형상일 수 있으며, 바람직하게는 구 형상일 수 있다.

이 외에도 상기 구리 잉크조성물은 비수계 유기 바인더를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예에 있어, 구리 잉크조성물은 구리 나노입자 100 중량부를 기준으로 0.05 내지 5 중량부의 비수계 유기 바인더를 함유할 수 있다.

본 발명의 일 예에 있어, 상기 비수계 유기 바인더는 특별히 한정되지 않으나, 전도성 잉크조성물 제조 시 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.

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 1,000 내지 50,000g/mol일 수 있다.

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.

다음으로, c) 상기 금속이중층을 광소결하는 단계를 수행할 수 있다.

본 단계를 광소결 공정을 통해 광소결 전도성 전극을 제조하는 단계로, 상기 c)단계는 200 내지 800 ㎚의 파장 대역을 포함하는 광이 연속적으로 조사되어 상기 금속이중층을 광소결할 수 있으며, 더욱 구체적으로 400 내지 800 ㎚ 파장 대역의 광이 연속적으로 조사되어 수행될 수 있다. 200 내지 800 ㎚의 파장 대역의 광, 구체적으로 400 내지 800 ㎚ 파장 대역의 광이 조사되는 것은, 강한 에너지를 갖는 자외선이 아닌, 가시광에 의해 광소결이 이루어지는 것을 의미한다. 이처럼 가시광 조사에 의해 광소결이 이루어짐에 따라, 자외선 조사 대비 기판이 열손상으로부터 현저하게 자유로울 수 있다.

본 발명의 일 예에 따른 c)단계에 있어, 상기 광은 0.05 내지 5 J/㎠의 광량 및 150 내지 500 ㎜/초의 이동 속도로 조사되는 것일 수 있다. 광조사 시간은 광에 의해 발생하는 열의 누적에 의해, 광소결 과정에서 전극의 실질적 온도 및 기판의 실질적인 온도에 영향을 미칠 수 있기 때문에 적절한 세기를 가진 광을 적절한 속도로 이동시킴으로써 금속이중층을 효과적으로 광소결할 수 있다. 보다 좋게는 상기 광은 1 내지 3 J/㎠의 광량의 전압 및 200 내지 400 ㎜/초의 이동 속도로 조사되는 것일 수 있다. 이와 같은 범위에서 비저항 특성이 특히 우수한 광소결 전도성 전극이 제조될 수 있어 좋다.

종래의 금속 나노입자를 함유하는 잉크의 광소결시, 금속 나노입자의 소결을 위해 높은 에너지의 광이 조사됨에 따라 기판 등의 손상을 방지하고 최소의 온도에서 소결을 수행하기 위해 극단파의 펄스 형태로 광이 조사되는 것이 통상적이다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판별로, 제조하고자 하는 전극의 두께별로, 물질별로, 개별적으로 특화되어야 하는 펄스 폭, 펄스 갭이나 펄스 수 등의 설계가 불필요하며, 단지 적정 세기의 광을 적정 속도로 연속 조사하는 것으로 안정적인 광소결이 이루어질 수 있다.

전술한 방법에 의해 제조된 광소결 전도성 전극은 투명 유기기판; 상기 투명 유기기판 상에 형성된 은 나노입자층; 상기 은 나노입자층 상에 형성된 구리 나노입자층;을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 광소결 전도성 전극은 투명 유기기판이 거의 손상되지 않은 것일 수 있으며, 펄스식으로 광소결된 전도성 전극과 견주어도 떨어지지 않는 우수한 비저항 특성을 가질 수 있다.

보다 바람직하게, 본 발명의 일 예에 있어, 상기 은 나노입자층의 두께는 5 내지 100 ㎚이며, 구리 나노입자층의 두께는 500 ㎚ 내지 20 ㎛일 수 있으며, 보다 좋게는 상기 은 나노입자층의 두께는 15 내지 50 ㎚이며, 구리 나노입자층의 두께는 800 ㎚ 내지 5 ㎛일 수 있다. 이처럼, 고가의 은 나노소재의 사용을 최소화함에도 불구하고 비저항 특성이 우수한 고품질의 전도성 전극을 확보할 수 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명에 따른 광소결 전도성 전극의 제조방법, 및 이로부터 제조된 광소결 전도성 전극에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. 또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.

[실시예 1]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 상에 평균 직경 20 ㎚의 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 두께 30 ㎚의 은 나노입자층을 형성한 후, 상기 은 나노입자층 상에 평균 직경 90 ㎚의 구리 나노입자를 포함하는 구리 잉크조성물을 도포하여 두께 1 ㎛의 구리 나노입자층을 형성하였다. 상기 은 잉크조성물 및 구리 잉크조성물은 각각 은 나노입자 또는 구리 나노입자를 톨루엔 용매에 20 중량%의 중량비로 분산시켜 제조되었다.

다음으로, 370-800 ㎚ 파장대역을 가지는 광원(linear A-type for Xenon PLA-2010 sintering system)을 이용하여, 전압 2.0 kV, 이동속도 220 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사하여 전도성 전극을 제조하였다.

[실시예 2]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 대신 폴리이미드(PI) 기판을 사용하였으며, 전압 2.3 kV, 이동속도 300 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

[실시예 3]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 대신 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 기판을 사용하였으며, 전압 2.3 kV, 이동속도 380 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

[비교예 1]

전압 2.0 kV 및 광소결 시간 2 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.

[비교예 2]

전압 2.3 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 2와 동일하게 진행하였다.

[비교예 3]

전압 2.3 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 3과 동일하게 진행하였다.

[비교예 4]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 상에 평균 직경 90 ㎚의 구리 나노입자를 포함하는 구리 잉크조성물을 도포하여 두께 1 ㎛의 구리 나노입자층을 형성하였다. 상기 구리 잉크조성물은 구리 나노입자를 톨루엔 용매에 20 중량%의 중량비로 분산시켜 제조되었다.

다음으로, 370-800 ㎚ 파장대역을 가지는 광원(linear A-type) for Xenon PLA-2010 sintering system)을 이용하여, 전압 2.0 kV, 이동속도 220 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사하여 전도성 전극을 제조하였다.

[비교예 5]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 대신 폴리이미드(PI) 기판을 사용하였으며, 전압 2.3 kV, 이동속도 300 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사한 것 외 모든 공정을 비교예 4와 동일하게 진행하였다.

[비교예 6]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 대신 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 기판을 사용하였으며, 전압 1.8 kV, 이동속도 220 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사한 것 외 모든 공정을 비교예 4와 동일하게 진행하였다.

[비교예 7]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 대신 폴리에테르술폰(PES) 기판을 사용하였으며, 전압 2.0 kV, 이동속도 300 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사한 것 외 모든 공정을 비교예 4와 동일하게 진행하였다.

[비교예 8]

전압 2.0 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 비교예 4와 동일하게 진행하였다.

[비교예 9]

전압 2.3 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 비교예 5와 동일하게 진행하였다.

[비교예 10]

전압 1.8 kV 및 광소결 시간 2 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 비교예 6과 동일하게 진행하였다.

[비교예 11]

전압 2.0 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 비교예 7과 동일하게 진행하였다.

[비교예 12]

평균 직경 20 ㎚의 은 나노입자: 평균 직경 90 ㎚의 구리 나노입자를 2:8의 중량비로 혼합한 후, 이를 포함하는 혼합 잉크조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 상에 도포하여 두께 1 ㎛의 혼합나노입자층을 형성하였다. 상기 혼합 잉크조성물은 은 나노입자 및 구리 나노입자를 톨루엔 용매에 20 중량%의 중량비로 분산시켜 제조되었다.

다음으로, 370-800 ㎚ 파장대역을 가지는 광원(linear A-type) for Xenon PLA-2010 sintering system)을 이용하여, 전압 2.0 kV, 이동속도 220 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사하여 전도성 전극을 제조하였다.

[비교예 13]

은 나노입자 : 구리 나노입자의 중량비를 4:6로 달리한 것 외의 모든 공정을 비교예 12와 동일하게 진행하였다.

[비교예 14]

은 나노입자 : 구리 나노입자의 중량비를 6:4로 달리한 것 외의 모든 공정을 비교예 12와 동일하게 진행하였다.

[비교예 15]

은 나노입자 : 구리 나노입자의 중량비를 8:2로 달리한 것 외의 모든 공정을 비교예 12와 동일하게 진행하였다.

[비교예 16]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 상에 평균 직경 90 ㎚의 구리 나노입자를 포함하는 구리 잉크조성물을 도포하여 두께 1 ㎛의 구리 나노입자층을 형성한 후, 상기 구리 나노입자층 상에 평균 직경 20 ㎚의 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 두께 40 ㎚의 은 나노입자층을 형성하였다. 상기 은 잉크조성물 및 구리 잉크조성물은 각각 은 나노입자 또는 구리 나노입자를 다이클로로벤젠 용매에 20 중량%의 중량비로 분산시켜 제조되었다.

다음으로, 370-800 ㎚ 파장대역을 가지는 광원(linear A-type) for Xenon PLA-2010 sintering system)을 이용하여, 1회 광을 조사하였으나, 도 6에 도시된 바와 같이 구리 나노입자층이 제대로 소결되지 않은 것을 확인할 수 있었다. 이는 구리 나노입자층을 하부층으로 하고 상부층에 은 나노입자층을 형성하였기 때문으로, 상부층의 은 나노입자층이 광 플라즈모닉 현상을 통해 광을 높은 효율로 흡수함에 따라 구리 나노입자층으로는 열전달이 최소화되었기 때문이다.

[물성 평가]

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 15를 통해 제조된 전도성 전극의 비저항은 4-point probe를 이용하여 측정하였으며, 이를 표 1, 도 3 및 도 4에 나타내었다.

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 은 나노입자층 상에 구리 나노입자층을 형성하여 연속 광소결한 실시예 1 내지 3의 경우, 동일 기판에서 구리 단일층 또는 구리-은 혼합층을 연속 광소결한 비교예 대비 비저항이 크게 낮아 전기전도 특성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있으며, 펄스식 소결 시와 대비하여도 비저항이 크게 증가하지 않아 대면적 연속 광소결 공정으로 매우 유용하게 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

아울러, 은 나노입자층 상에 구리 나노입자층을 형성하여 연속 광소결한 실시예 1 내지 3의 경우, 구리 단일층 또는 은-구리 혼합층을 연속 광소결한 비교예의 경우와 하부의 투명 유기기판의 손상 정도 비교 시, 비교예의 투명 유기기판은 열에 의한 손상을 입은 반면, 실시예 1 내지 3의 투명 유기기판은 광소결에 의한 기판 손상이 없어, 저가의 투명 유기기판 상에서도 대면적 연속 광소결이 가능함을 확인할 수 있었다.

[실시예 4]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 상에 평균 직경 20 ㎚의 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 두께 30 ㎚의 은 나노입자층을 형성하였다.

다음으로 평균 직경 90 ㎚의 구리 나노입자 : 평균 직경 75 ㎚의 구리주석(CuSn) 합금 나노입자 : 평균 직경 40 ㎚의 니켈 나노입자를 6.65 : 0.35 : 3 의 중량비로 혼합한 후, 이를 포함하는 혼합 잉크조성물을 상기 은 나노입자층 상에 도포하여 두께 1 ㎛의 구리 나노입자층을 형성하였다. 상기 은 잉크조성물 및 혼합 잉크조성물은 각각 은 나노입자 또는 혼합 나노입자를 톨루엔 용매에 20 중량%의 중량비로 분산시켜 제조되었다.

다음으로, 370-800 ㎚ 파장대역을 가지는 광원(linear A-type) for Xenon PLA-2010 sintering system)을 이용하여, 전압 2.0 kV, 이동속도 250 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사하여 전도성 전극을 제조하였다.

[실시예 5]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 대신 폴리이미드(PI) 기판을 사용하였으며, 전압 2.3 kV, 이동속도 390 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사한 것 외 모든 공정을 실시예 4와 동일하게 진행하였다.

[실시예 6]

폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 대신 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 기판을 사용하였으며, 전압 2.0 kV, 이동속도 250 ㎜/s 및 광소결 시간 2 s의 조건으로 연속적으로 광을 조사한 것 외 모든 공정을 실시예 4와 동일하게 진행하였다.

[비교예 17]

전압 2.0 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 4와 동일하게 진행하였다.

[비교예 18]

전압 2.3 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 5와 동일하게 진행하였다.

[비교예 19]

전압 2.0 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조한 것 외 모든 공정을 실시예 6과 동일하게 진행하였다.

[비교예 20]

평균 직경 20 ㎚의 은 나노입자: 평균 직경 90 ㎚의 구리 나노입자: 평균 직경 75 ㎚의 구리주석(CuSn) 합금 나노입자 : 평균 직경 40 ㎚의 니켈 나노입자를 2 : 5.32 : 0.28 : 2.4의 중량비로 혼합한 후, 이를 포함하는 혼합 잉크조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 기판 상에 도포하여 두께 1 ㎛의 혼합나노입자층을 형성하였다. 상기 혼합 잉크조성물은 혼합 나노입자를 톨루엔 용매에 20 중량%의 중량비로 분산시켜 제조되었다.

다음으로, 370-800 ㎚ 파장대역을 가지는 광원(linear A-type) for Xenon PLA-2010 sintering system)을 이용하여, 전압 2.0 kV 및 광소결 시간 1.5 ms의 조건으로 1회(1 pulse) 광을 조사하여 전도성 전극을 제조하였다.

[비교예 21]

은 나노입자: 구리 나노입자: 구리주석(CuSn) 합금 나노입자 : 니켈 나노입자의 중량비를 4 : 3.99 : 0.21 : 1.8로 달리한 것 외의 모든 공정을 비교예 20과 동일하게 진행하였다.

[비교예 22]

은 나노입자: 구리 나노입자: 구리주석(CuSn) 합금 나노입자 : 니켈 나노입자의 중량비를 6 : 2.66 : 0.14 : 0.12로 달리한 것 외의 모든 공정을 비교예 20과 동일하게 진행하였다.

[비교예 23]

은 나노입자: 구리 나노입자: 구리주석(CuSn) 합금 나노입자 : 니켈 나노입자의 중량비를 8 : 1.33 : 0.07 : 0.6로 달리한 것 외의 모든 공정을 비교예 20과 동일하게 진행하였다.

[물성 평가]

실시예 4 내지 6 및 비교예 17 내지 23을 통해 제조된 전도성 전극의 비저항은 4-point probe를 이용하여 측정하였으며, 장기안정성 테스트를 위해 85%/85℃의 고온다습조건에서 28일 동안 보관한 후의 비저항 변화율(R/R₀, R: 28일 후 비저항, R₀:초기 비저항)을 측정하여 이를 표 2 및 도 5에 나타내었다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 은 나노입자층 상에 구리 나노입자층을 형성하여 연속 광소결한 실시예 4 내지 6의 경우, 우수한 비저항 특성을 가짐을 알 수 있었으며, 고온다습 환경에서도 비저항이 크게 증가하지 않아 매우 우수한 내습성을 가짐을 확인 할 수 있었다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (10)

1. a) 투명 유기기판 상에 은 나노입자를 포함하는 은 잉크조성물을 도포하여 은 나노입자층을 형성하는 단계;
   b) 상기 은 나노입자층 상에 구리 나노입자, 구리 합금 나노입자 또는 이들의 혼합물을 포함하는 구리 잉크조성물을 도포하고 구리 나노입자층을 형성하여 금속이중층을 형성하는 단계; 및
   c) 상기 금속이중층을 광소결하는 단계;를 포함하는, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 은 나노입자층의 두께는 5 내지 100 ㎚이며, 구리 나노입자층의 두께는 500 ㎚ 내지 20 ㎛인, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 c)단계는 200 내지 800 ㎚의 파장 대역을 포함하는 광이 연속적으로 조사되는 것인, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 광은 0.05 내지 5 J/㎠의 광량으로 조사되는, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 광은 150 내지 500 ㎜/초의 이동 속도로 조사되는, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 구리 합금 나노입자는 구리-주석 합금 나노입자, 구리-니켈 합금 나노입자 및 구리-주석-니켈 합금 나노입자에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 구리 잉크조성물은 주석 나노입자, 니켈 나노입자, 주석으로 코팅된 구리 나노입자 또는 니켈로 코팅된 구리 나노입자를 더 포함하는, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 투명 유기기판은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르술폰(PES) 또는 폴리이미드(PI)인, 광소결 전도성 전극의 제조방법.
9. 투명 유기기판; 상기 투명 유기기판 상에 형성된 은 나노입자층; 상기 은 나노입자층 상에 형성된 구리 나노입자층;을 포함하는, 광소결 전도성 전극.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 은 나노입자층의 두께는 5 내지 100 ㎚이며, 구리 나노입자층의 두께는 500 ㎚ 내지 20 ㎛인, 광소결 전도성 전극.

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