WO2011025228A2 - 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법 - Google Patents

전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2011025228A2
WO2011025228A2 PCT/KR2010/005651 KR2010005651W WO2011025228A2 WO 2011025228 A2 WO2011025228 A2 WO 2011025228A2 KR 2010005651 W KR2010005651 W KR 2010005651W WO 2011025228 A2 WO2011025228 A2 WO 2011025228A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ink composition
conductive metal
solvent
pattern
metal ink
Prior art date
Application number
PCT/KR2010/005651
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2011025228A3 (ko
Inventor
성지현
허수연
이종택
전경수
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to CN201080038144.6A priority Critical patent/CN102666747B/zh
Priority to JP2012526638A priority patent/JP5388150B2/ja
Priority to US13/392,260 priority patent/US8691118B2/en
Priority claimed from KR1020100081974A external-priority patent/KR101221716B1/ko
Publication of WO2011025228A2 publication Critical patent/WO2011025228A2/ko
Publication of WO2011025228A3 publication Critical patent/WO2011025228A3/ko
Priority to US14/199,532 priority patent/US8961835B2/en

Links

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/52—Electrically conductive inks
    • 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
    • H05K1/097—Inks comprising nanoparticles and specially adapted for being sintered at low temperature

Definitions

  • the present invention relates to a conductive metal ink composition and a method of forming a conductive pattern. More specifically, the present invention relates to a conductive metal ink composition and a method of forming a conductive pattern using the same, which is suitably applied to the printing process, to enable the formation of a conductive pattern exhibiting improved conductivity.
  • the conductive ink composition for the formation of the conductive pattern should have a low initial viscosity so that it can be applied to the roller well, and after being applied to the roller in the desired pattern form
  • a conductive ink composition having suitable properties such as being able to be well transferred onto a substrate.
  • the present invention is applied to a roll printing process or the like, to provide a conductive metal ink composition that allows the formation of a conductive pattern exhibiting improved conductivity.
  • the present invention also provides a method of forming a conductive pattern to form a more improved conductive pattern using the conductive metal ink composition.
  • the present invention is a conductive metal powder; Organic silver complexes in which an organic ligand comprising an amine group and a hydroxyl group is bonded to an aliphatic carboxylic acid silver (Ag) to form a complex; At 25 ° C the non-aqueous solvent to a vapor pressure of a second non-aqueous solvent having a vapor pressure at 3torr than the first non-aqueous solvent and 25 ° C exceeds 3torr; And it provides a conductive metal ink composition comprising a polymer coating improver.
  • the present invention also includes applying the conductive metal ink composition to a lor; Contacting the cliché with an intaglio patterned recess formed in the conductive pattern to form the pattern of the ink composition opposed to the conductive pattern on the reller; Transferring the ink composition pattern on the roller onto a substrate; And it provides a conductive pattern forming method comprising the step of firing the pattern transferred on the substrate.
  • a conductive metal ink composition and a method of forming a conductive pattern using the same according to a specific embodiment of the present invention will be described.
  • conductive metal powder Organic silver complexes in which an organic ligand comprising an amine group and a hydroxyl group is bonded to an aliphatic carboxylic acid silver (Ag) to form a complex;
  • the first non-aqueous solvent having a vapor pressure of 3 torr or less at 25 ° C. and the second having a vapor pressure of more than 3 tor at 25 ° C.
  • Non-aqueous solvents including non-aqueous solvents;
  • a polymer coating improver is provided.
  • the conductive metal ink composition may be formed of different vapor pressures at room temperature.
  • First and second non-aqueous solvents are included as the medium. These first and second nonaqueous solvents have different volatility by different vapor pressures, and in particular, the second nonaqueous solvent exhibits high vapor pressure and thus high volatility at room temperature.
  • the conductive metal ink compositions comprising these first and second nonaqueous solvents have a low viscosity during storage and until they are applied to the furnace for printing, and the medium comprising the first and second nonaqueous solvents.
  • a uniform composition such as conductive metal powder can be maintained within. Therefore, the conductive metal ink composition is easy to apply uniformly on the lor.
  • the second non-aqueous solvent may immediately volatilize, and the viscosity may increase greatly in about several minutes. Therefore, it is easy to pattern the ink composition applied on the roller into a desired pattern shape, and even after the pattern formation, the ink composition can maintain a good pattern shape without flowing down on the roller.
  • the conductive metal ink composition includes an organic silver complex wherein an organic ligand comprising an amine group and a hydroxyl group is bonded to an aliphatic carboxylic acid silver (Ag) to form a complex.
  • organic silver complex compounds include those disclosed in Patent Publication No. 2008-0029826, which have a high solubility in a solvent and maintain liquid phase at room temperature, and exhibit excellent stability in the ink composition without a separate dispersant. have.
  • these organic silver complexes can also act as a medium and contain silver (Ag) by themselves.
  • a conductive metal ink composition comprising such an organic silver complex together with a conductive metal powder may exhibit more improved conductivity.
  • the conductive metal ink composition includes a conductive metal powder as a basic component for exhibiting conductivity.
  • a conductive metal powder any metal powder known to exhibit electrical conductivity may be used.
  • One or more metal powders selected from tungsten (W), zinc (Zn), nickel (Ni), iron (Fe), platinum (Pt), lead (Pb) and the like can be used.
  • the metal powder may have an average particle diameter of nanoscale.
  • the metal powder may have an average particle diameter of about 1 to 100 nm, preferably about 5 to 70 nm, more preferably about 10 to 50 nm.
  • the conductive metal powder is a weighted sum of the remaining components excluding the organic silver complex compound among the components of the ink composition (for example, the conductive metal powder, the first and second non-aqueous solvents, the polymer coating improver and optionally a surfactant Weight sum), about 15 to 30% by weight, preferably about 20 to 30% by weight, and more preferably about 23 to 30% by weight.
  • the content of the conductive metal powder is too small, the conductivity of the conductive pattern formed from the ink composition may be uneven.
  • the content of the conductive metal powder is too large, the dispersibility of the metal powder in the ink composition may be poor, resulting in poor properties of the conductive pattern. It may be difficult to achieve or even application of the ink composition.
  • the conductive metal ink composition also includes first and second nonaqueous solvents.
  • the first nonaqueous solvent is a solvent having a vapor pressure of 3 torr or less at 25 ° C. and exhibiting relatively low volatility, and may serve as a dispersion medium of the ink composition before firing.
  • the first to the non-aqueous solvent may be any non-aqueous, solvents that are known to not more than the vapor pressure at 25 ° C 3torr, for example, 25 ° or less vapor pressure at C 3torr alcohol-based solvents, glycol-based solvent, a polyol solvent Or non-volatile solvents such as glycol ether solvents, glycol ether ester solvents, ketone solvents, hydrocarbon solvents, lactate solvents, ester solvents, aprotic sulfoxide solvents or nitrile solvents. It is also possible to use two or more mixed solvents selected from among them.
  • first non-aqueous solvent examples include ethylene glycol, propylene glycol, glycerol, propylene glycol propyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether.
  • Diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol ethyl ether, N-methylpyridone, nucleodecane, pentadecane, tetradecane, tridecane, dodecane, undecane, decane, DMS0, acetonitrile or butylcello Solves etc. Two or more types of mixed solvents selected from these can also be used, of course.
  • the second non-aqueous solvent is a solvent that exhibits a high volatility at a vapor pressure of more than 3 torr at 25 ° C.
  • any non-aqueous solvent known to have a vapor pressure of more than 3 torr at 25 ° C. may be used.
  • Volatile solvents such as glycol ether ester solvents, ketone solvents, hydrocarbon solvents, lactate solvents, ester solvents, aprotic sulfoxide solvents or nitrile solvents, or two or more selected from these Solvents may also be used.
  • Such a second non-aqueous solvent include methanol, ethanol, propane, isopropanol, n-butanol, t-butanol, pentanol, nucleic acidol, nonan, octane, heptane, hexane, acetone, methyl ethyl ketone, and methyl iso Butyl ketone Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1 , 1,2-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethene, cyclonucleic acid, tetrahydrofuran, benzene, toluene or xylene, and the like, and
  • the first and second non-aqueous solvents described above may include the sum of the weights of the remaining components excluding the organic silver complex compound among the components of the ink composition (eg, conductive metal powder, first and second non-aqueous solvents, polymer coating enhancers, and optionally Weight sum of the surfactants), about 5 to 70 weight percent and about 10 to 74 weight 3 ⁇ 4, preferably about 20 to 50 weight percent and about 25 to 55 weight 3 ⁇ 4, more preferably about 25 to 48 weight, respectively % And about 30 to 53 weight%.
  • the organic silver complex compound among the components of the ink composition eg, conductive metal powder, first and second non-aqueous solvents, polymer coating enhancers, and optionally Weight sum of the surfactants
  • the conductive metal ink composition includes a polymer coating improver.
  • a coat improver is a component that acts as a binder in the ink composition and imparts tack to the ink composition so that the ink composition can be well applied or transferred to the substrate as well as the roller as well as the conductive pattern to be formed.
  • an adhesive polymer such as an epoxy polymer, a phenol polymer or an alcohol polymer may be used, and two or more kinds of mixtures selected from them may be used.
  • the epoxy example polymer among these coating enhancers include flame retardant epoxy polymers such as bisphenol A type epoxy polymers, bisphenol F type epoxy polymers, novolac type epoxy polymers, brominated epoxy polymers, epoxy polymers having aliphatic rings, and rubber modifications.
  • the phenolic polymer include novolak-type phenolic polymers or resol-type phenolic polymers, and the like.
  • the alcohol-based polymers may include cellulose-based polymers, polyvinyl alcohols, or ethylene vinyl alcohol polymers.
  • cellulose-based polymers polyvinyl alcohols
  • ethylene vinyl alcohol polymers ethylene vinyl acetate, rosin-based resin, styrene-butadiene-styrene polymer or polyester polymer may be used.
  • the coating improver materials well known or commercially known in the art may be used as the coating improver, and various polymer materials known to be usable in the conductive ink composition may be used as the coating improver in addition to these materials. .
  • the ink composition includes these coatability enhancing agents, such ink composition can exhibit excellent applicability to rollers and good transferability to substrates, and can be suitably applied to roll printing processes and the like and can be applied to finer substrates.
  • the conductive pattern can be formed well.
  • the polymer coating improver may be a weighted sum of the remaining components excluding the organic silver complex compound among the components of the ink composition (for example, conductive metal powder, first and second non-aqueous solvents, polymer coating improver, and optionally a surfactant). Weight sum), about 0.1 to 5 weight, preferably about 1 to 4 weight 3 ⁇ 4, more preferably about 2 to 3 weight>. If the content of the coating enhancer is too small, the coating property or transferability of the ink composition may be insufficient. On the contrary, if the coating improver is too large, the conductivity of the conductive pattern formed from the ink composition may be insufficient.
  • the conductive metal ink composition includes an organic silver complex in which an organic ligand including an amine group and a hydroxyl group is bonded to an aliphatic carboxylic acid silver to form a complex.
  • an organic silver complex compound may be one in which an organic ligand selected from the group consisting of primary to quaternary amines substituted with alcohol groups is combined with aliphatic carboxylic acid silver.
  • the aliphatic carboxylic acid silver is a C2-C20 primary or secondary fatty acid Silver (Ag) may be selected from the group consisting of salts.
  • the organic ligand and aliphatic carboxylic acid silver constituting such an organic silver complex may be bonded at an equivalent ratio of 2: 1 to form a complex.
  • organic silver complexes exhibit low crystallinity and thus good solubility in solvents depending on the shape of the complex and can be liquid at room temperature. Since the organic silver complex may itself serve as a liquid medium, the inclusion of the organic silver complex in the ink composition results in a higher content of the conductive metal component while reducing the content of the medium, that is, the non-aqueous solvent, For example, the content of the silver (Ag) component contained in the conductive metal powder or the complex compound may be increased. Accordingly, it has been found that by applying such an ink composition, a conductive pattern exhibiting improved conductivity can be formed by a roll printing process.
  • the organic silver complex compound includes an organic ligand and an aliphatic carboxylic acid silver in an equivalent ratio of 2: 1, and thus has two hydroxyl groups per molecule, for example, 50 to 2000 cPs at room temperature (about 25 ° C). It can exhibit a high viscosity of. Therefore, the organic silver complex may preferably function as a kind of medium of the ink composition, and may allow the ink composition to maintain excellent dispersion stability even under low content of non-aqueous solvent.
  • the ink composition includes the organic silver complex compound, it is possible to satisfactorily form a conductive pattern showing a higher density of the conductive metal component and thus excellent conductivity.
  • Such organic silver complex compounds may be prepared by a method of reacting the above-described organic ligand and aliphatic carboxylic acid silver under a solvent, as disclosed in Patent Publication No. 2008-0029826, wherein the solvent is methanol, terpineol Or butyl carbiacetate.
  • the organic silver complex compound may be present in an amount of about 0.1 to 5 parts by weight, preferably about 1 to 5 parts by weight, and more preferably about 3 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the conductive metal powder included in the ink composition. Included Can be. When the content of the organic silver complex compound is too small, the conductivity of the conductive pattern formed from the ink composition may be insufficient. If the content of the organic silver complex compound is too large, the viscosity of the ink composition may be high, resulting in inconvenience in the process. Can cause.
  • the above-described conductive metal ink composition may further include a surfactant in addition to the above-mentioned components.
  • a surfactant is further included, dewetting or pinholes may be further suppressed when the ink composition is applied to the lor.
  • the ink composition can be favorably applied onto the lor to form a more precise and good conductive pattern.
  • a silicone-based surfactant for example, a polydimethylsiloxane-based surfactant, which has been conventionally used in a conductive metal ink composition, may be used, and various other surfactants may be used without particular limitation.
  • Such a surfactant may be added to the sum of the weights of the remaining components excluding the organic silver complex of each component of the ink composition (for example, the sum of the weights of the conductive metal powder, the first and second non-aqueous solvents, the polymer coating improver, and the surfactant).
  • the ink composition can be applied onto the lor better, including the surfactant.
  • the conductive metal ink composition according to the embodiment of the present invention may have an initial viscosity of about 20 cPs or less, preferably about 7 cPs, more preferably about 5 cPs or less.
  • the initial viscosity may mean the viscosity from the initial production of the conductive metal ink composition to the application of the viscosity to the lor for printing process. More specifically, the initial viscosity may refer to the viscosity of the conductive metal ink composition when it is being stored before being applied to the lor (that is, before being exposed to air for application to the lor). Can be.
  • the conductive metal ink composition can have such a low initial viscosity, including the first and second non-aqueous solvents, and thus can exhibit good applicability to lor. Also, After application to the lor, the viscosity of the second non-aqueous solvent, which is highly volatile, may increase in viscosity on the lor, which results in good pattern formation and retention on the lor and good transfer of the pattern onto the substrate. have. If the initial viscosity is too high, when the ink composition is applied to the lor, the discharge pressure of the ink composition must be excessively increased, so that control is difficult and good application to the lor may be difficult.
  • the ink composition should be leveled to form a uniform coating film after the application of the ink composition and before the high-volatile second non-aqueous solvent evaporates. This leveling may be difficult when the initial viscosity is high. For this reason, it may become difficult to apply the said ink composition to a roller favorably.
  • the conductive metal ink composition may be preferably applied to form a conductive pattern by printing on a substrate, for example, a glass substrate, or the like by a printing process, and in particular, to form an electrode pattern or the like of a flat panel display element. Very preferably.
  • a method of forming a conductive pattern using the above-described conductive metal ink composition may include applying the aforementioned conductive metal ink composition to a roller; Contacting the cliché having a pattern corresponding to the conductive pattern intaglio with the curler to form a pattern of the ink composition corresponding to the conductive pattern on the roller; Transferring the ink composition pattern-ol substrate on the wafer; And firing the transferred pattern on the substrate.
  • the cliché means a kind of uneven plate used for patterning the ink composition applied on the roller in the form of a desired conductive pattern.
  • a pattern opposed to the conductive pattern may be formed intaglio on the cliché.
  • the conductive pattern forming method according to another embodiment of the present invention will be described in each step as follows. 1 is a view schematically illustrating a process of forming a conductive pattern through an e-printing process.
  • the above-mentioned conductive metal ink composition is formed.
  • the components may be mixed and then stirred or shaken to form a uniform ink composition.
  • the step of filtering the ink composition may be further performed to remove impurities and to form a conductive pattern evenly.
  • the conductive ink composition 22 is applied to the lor 20.
  • the outer surface of the roller 20 may be covered with a blanket 21, the blanket 21 may be made of polydimethylsiloxane (PDMS).
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the conductive ink composition 22 may be discharged from the discharge port 10 of the supply apparatus and applied onto the blanket 21, from which the second non-aqueous solvent begins to evaporate, and thus the viscosity of the ink composition 22 Begins to increase at a rapid pace.
  • a crest formed with a negative pattern for a desired conductive pattern is engraved in contact with the lor to form a pattern of the ink composition corresponding to the conductive pattern.
  • the cliché 30 is in contact with the blanket 21 to which the ink composition 22 is applied to selectively remove the ink portion 32 which is not necessary for the formation of the conductive pattern, and as a result, the cliché 30 is A pattern of the ink composition opposed to the conductive pattern can be formed.
  • the cliché 30 has a shape in which a pattern that concave the desired conductive pattern is engraved on the surface in contact with the blanket 21, so that only the protrusions 31 of the cliché 30 are blanketed ( The ink portion 32, which is in contact with the ink composition 22 on 21), which is not necessary for the formation of the conductive pattern, can be transferred to and removed from the protrusion 31.
  • the blanket 21 of Ehller in which the pattern of the ink composition is formed, may be brought into contact with the substrate 40, and as a result, the pattern of the ink composition is transferred to the substrate 40 so that a predetermined pattern on the substrate 40 is obtained. 41 can be formed.
  • a firing process may be performed to form a conductive pattern on the substrate.
  • the firing process may be performed under appropriate conditions depending on the kind of the conductive pattern to be formed. For example, when the conductive pattern becomes an electrode pattern of a flat panel display device, the firing process may be performed at about 300 to 600 ° C. It may be performed for 5 to 50 minutes, for example, may be performed for about 10 to 40 minutes at about 400 ⁇ 480 ° C.
  • the conductive pattern forming method using the above-described roll printing process it is possible to form the conductive pattern on the substrate in a very simple and fast process compared to the photolithography process, etc. previously applied.
  • the conductive metal ink composition and the like according to the embodiment of the invention described above in the roll printing process it is possible to form a fine conductive pattern, for example, an electrode pattern of a flat panel display device having excellent conductivity, Can be.
  • a conductive metal ink composition may be provided, which is suitably applied to a printing process so that a fine conductive pattern can be formed well.
  • a conductive metal ink composition it is possible to form a conductive pattern showing a superior conductivity. Therefore, by the roll printing process using the conductive metal ink composition or the like, a fine conductive pattern exhibiting excellent electrical characteristics, for example, a fine electrode pattern of a flat panel display device, etc. can be formed well.
  • FIG. 1 is a view schematically illustrating a process of forming a conductive pattern through a roll printing process.
  • Example 2 is an optical micrograph of the conductive pattern formed in Example 1.
  • 3 is an electron micrograph showing the microstructure of the conductive pattern formed in Example 1.
  • 4 is an electron micrograph showing the microstructure of the conductive pattern formed in Comparative Example 1.
  • the blanket was contacted with a cliché in which a pattern corresponding to a desired conductive pattern was engraved to form a pattern of the ink composition on the lor.
  • the ruffler was contacted with the glass substrate to form a pattern on the glass substrate. This was baked for 30 minutes in a 450 ° C thermal kiln to form a conductive pattern.
  • the clit was formed by contacting the clit with a pattern engraved with a desired conductive pattern intaglio to form a pattern of the ink composition on the Ehler. Subsequently, this lor was contacted with the glass substrate to form a pattern on the glass substrate. This was baked for 30 minutes in a 45CTC thermal kiln to form a conductive pattern.
  • Example 4 Formation of Conductive Metal Ink Composition and Conductive Pattern
  • the blanket was contacted with a cliché in which a pattern concave to a desired conductive pattern was engraved to form a pattern of the ink composition on the Ewler.
  • This roller was then contacted with the glass substrate to form a pattern on the glass substrate. This was baked for 30 minutes in a 450 ° C thermal kiln to form a conductive pattern.
  • the clinker was formed by contacting the cliché with a negative pattern formed on the conductive pattern to form a pattern of the ink composition on the lor. Subsequently, the ruffler was contacted with the glass substrate to form a pattern on the glass substrate. This was baked for 30 minutes in a 450 ° C thermal kiln to form a conductive pattern.
  • Example 7 Formation of Conductive Metal Ink Composition and Conductive Pattern
  • the blanket was contacted with a cliché in which a pattern corresponding to a desired conductive pattern was engraved to form a pattern of the ink composition on the lor. Thereafter, this ripper was contacted with the glass substrate to form a pattern on the glass substrate. This was baked for 30 minutes in a 450 ° C thermal kiln to form a conductive pattern.
  • Comparative Example 1 Formation of Conductive Metal Ink Composition and Conductive Pattern 6.67 g of silver nanoparticles with an average particle diameter of 50 nm, methyl cellosolve (6.2torr vapor pressure at 25'C) 2.3g, ethanol (vapor pressure 59.3torr at 25 ° C) 7g, butylcellosolve (vapor pressure 0.76torr at 25 ° C) 10g), 0.2g of polydimethylsiloxane surfactant and 0.7g of phenol aldehyde novolak resin, a kind of phenolic polymer, were mixed and shaken for 12 hours. The resultant was filtered with a filter of 1 to prepare an ink composition. According to the method mentioned later, the initial viscosity of this ink composition was measured and found to be 2.93 cPs.
  • Example 1 An optical micrograph of the conductive pattern formed in Example 1 was taken and shown in FIG. 2. At this time, Nikon's Eclipse 90 / was used as the optical microscope. Referring to FIG. 2, it is confirmed that a conductive pattern having an approximately line width can be formed well using the ink composition of the embodiment. In contrast, even when the compositions of Reference Examples 1 and 2 over lOcPs were used, it was impossible to apply ink to the lor.
  • Example 1 the conductive patterns formed in Example 1 and Comparative Example 1 were observed before and after firing with an electron microscope, respectively, and their electron micrographs are shown in FIGS. 3 and 4, respectively.
  • S-4800 made by HITACHI was used as the electron microscope. 3 and 4, it is confirmed that the conductive pattern of Example 1 includes a conductive metal component (that is, a silver (Ag) component) at a higher density than the conductive pattern of Comparative Example 1.
  • a conductive metal component that is, a silver (Ag) component
  • each conductive pattern was evaluated by measuring the specific resistance of each of the conductive patterns formed in Examples 1, 2, 5 to 7, and Comparative Example 1. Resistivity was measured from Mitsubishi Chemical's MCP-T600 4-point probe, and the thickness was measured in alpha steps. These specific resistance measurement results are shown in Table 1 below. TABLE 1
  • the conductive patterns of Examples 1, 2, 5, 6, and 7 exhibited very low resistivity and excellent conductivity, including organic silver complexes, while the conductive pattern of Comparative Example 1 had high resistivity and low conductivity. This is confirmed.

Abstract

본 발명은 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용되어, 보다 향상된 전도도를 나타내는 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 금속 잉크 조성물 및 이를 이용한 전도성 패턴의 형성 방법에 관한 것이다. 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 전도성 금속 분말; 아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은(Ag)과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물; 25℃에서 증기압이 3torr 이하인 제 1 비수용매 및 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하는 제 2 비수용매를 포함하는 비수용매; 및 고분자 코팅성 향상제를 포함한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법
【기술분야】
본 발명은 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로， 본 발명은 를프린팅 공정 등에 적합하게 적용되어, 보다 향상된 전도도를 나타내는 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 금속 잉크 조성물 및 이를 이용한 전도성 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.
【배경기술】
최근 다양한 평판 디스플레이 소자가 널리 사용되고 있다. 이러한 평판 디스플레이 소자의 제조를 위해， 전극， 배선 또는 전자파 차폐 필터 등 다양한 전도성 패턴들을 기판 상에 형성하게 되는데, 이들 패턴 형성을 위해 가장 널리 이용되었던 것이 바로 포토리소그래피이다.
그러나， 이러한 포토리소그래피에 의한 패턴 형성을 위해서는， 감광성 물질의 도포 노광， 현상 및 식각 등의 여러 단계의 공정이 진행되어야 하므로， 전체적인 소자 제조 공정을 복잡하게 하며, 공정의 경제성 또한 크게 저하시킬 수 있다.
이 때문에， 최근에는 잉크젯 프린팅법 또는 를프린팅법 등에 의한 전도성 패턴 형성 방법에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히， 롤프린팅법의 경우 잉크젯 프린팅법으로는 형성하기 어려운 미세한 전도성 패턴까지 형성할 수 있는 등 공정상의 장점이 있어 더욱 주목받고 있다.
그런데, 상기 롤프린팅법에 의해 양호한 전도성 패턴을 형성하기 위해서는, 전도성 패턴의 형성을 위한 전도성 잉크 조성물이 낮은 초기 점도를 가져 를러에 잘 도포될 수 있어야 하고, 롤러에 도포된 이후에는 원하는 패턴 형태로 기판 상에 양호하게 전사될 수 있어야 하는 등， 적절한 특성을 갖는 전도성 잉크 조성물이 요구된다.
그러나， 아직까지 롤프린팅법에 의해 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 하는 전도성 잉크 조성물을 제대로 개발되지 못하고 있는 실정이다. 더구나， 이전에 개발된 낮은 초기 점도의 전도성 잉크 조성물을 적용하는 경우， 전도성 패턴의 전도도가 층분치 못하였으며， 이로 인해 보다 우수한 특성을 갖는 미세 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 잉크 조성물의 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
【발명의 내용】
【해결하려는 과제】
본 발명은 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용되어, 보다 향상된 전도도를 나타내는 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 금속 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한 상기 전도성 금속 잉크 조성물올 이용하여 보다 향상된 전도성 패턴을 형성하는 전도성 패턴의 형성 방법을 제공하는 것이다.
【과제의 해결 수단】
본 발명은 전도성 금속 분말; 아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은 (Ag)과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물; 25°C에서 증기압이 3torr 이하인 제 1 비수용매 및 25°C에서 증기압이 3torr를 초과하는 제 2 비수용매를 포함하는 비수용매; 및 고분자 코팅성 향상제를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한， 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 를러에 도포하는 단계; 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 를러에 접촉시켜， 상기 전도성 패턴에 대웅하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 를러 상에 형성하는 단계; 상기 롤러 상의 잉크 조성물 패턴을 기판 상에 전사하는 단계; 및 상기 기판 상에 전사된 패턴을 소성하는 단계를 포함하는 전도성 패턴 형성 방법을 제공한다. 이하， 발명의 구체적인 구현예에 따른 전도성 금속 잉크 조성물 및 이를 사용한 전도성 패턴 형성 방법에 대해 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따라， 전도성 금속 분말; 아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은 (Ag)과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물; 25°C에서 증기압이 3torr 이하인 제 1 비수용매 및 25°C에서 증기압이 3torr를 초과하는 제 2 비수용매를 포함하는 비수용매; 및 고분자 코팅성 향상제를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물이 제공된다.
이러한 전도성 금속 잉크 조성물은 상온에서 증기압이 서로 다른 제
1 및 제 2 비수용매를 매질로서 포함한다. 이들 제 1 및 제 2 비수용매는 서로 다른 증기압에 의해 상이한 휘발성을 가지며， 특히, 제 2 비수용매는 상온에서 높은 증기압 및 이에 따른 높은 휘발성을 나타낸다. 따라서， 이들 제 1 및 제 2 비수용매를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물은 저장되는 동안과， 를프린팅을 위한 를러에 도포될 때까지는 낮은 점도를 가지며， 상기 제 1 및 제 2 비수용매를 포함하는 매질 내에서 전도성 금속 분말 등의 균일한 조성이 유지될 수 있다. 그러므로， 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 상기 를러 상에 균일하게 도포하기가 용이하다.
또한, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 매질 중의 제 2 비수용매의 높은 휘발성으로 인해 공기 중에 노출되면 상기 제 2 비수용매가 즉시 휘발되기 시작하여， 대략 수 분 내에 점도가 크게 증가될 수 있다. 따라서, 를러 상에 도포된 잉크 조성물올 원하는 패턴 형태로 패터닝하기가 용이하게 되며， 패턴 형성 후에도 상기 잉크 조성물이 롤러 상에서 흘러내리지 않고 양호한 패턴 형태를 유지할 수 있다.
그러므로, 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 이용하여 를프린팅 공정을 적용하면， 기판 상에 원하는 패턴 형태를 보다 양호하게 전사할 수 있게 되며， 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 된다.
한편， 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은 (Ag)과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물을 포함한다. 이러한 유기 은 착화합물은 특허 공개 제 2008-0029826 호에 개시된 것 등을 예로 들 수 있는데, 용매에 대한 높은 용해도를 가지면서 상온에서 액상을 유지하며, 별도의 분산제 없이도 잉크 조성물 내에서 우수한 안정성을 나타낼 수 있다. 즉， 이러한 유기 은 착화합물은 일종의 매질로서도 작용할 수 있으며 그 자체로 은 (Ag)을 포함하고 있다. 이러한 유기 은 착화합물을 상기 전도성 금속 잉크 조성물에 포함시키면， 잉크 조성물 내에 포함되는 비수용매의 함량을 줄이면서 보다 많은 함량의 전도성 금속 성분, 예를 들어, 은 (Ag) 또는 기타 전도성 분말을 포함시킬 수 있다. 따라서, 전도성 금속 분말과 함께 이러한 유기 은 착화합물을 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물은 보다 향상된 전도성을 나타낼 수 있다.
이하， 상기 발명의 일 구현예에 따른 전도성 금속 잉크 조성물을 각 성분별로 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 전도성을 나타내기 위한 기본적 성분으로서 전도성 금속 분말을 포함한다. 이러한 전도성 금속 분말로는 전기적 전도성을 나타내는 것으로 알려진 임의의 금속 분말을 사용할 수 있으며， 예를 들어， 은 (Ag), 구리 (Cu), 금 (Au), 크롬 (Cr), 알루미늄 (A1), 텅스텐 (W), 아연 (Zn), 니켈 (Ni), 철 (Fe), 백금 (Pt) 또는 납 (Pb) 등에서 선택된 1종 이상의 금속 분말을 사용할 수 있다. 상기 잉크 조성물 내에서 상기 금속 분말이 균일하게 분산되고 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴이 우수하고도 균일한 전도도를 나타낼 수 있도록 하기 위해， 상기 금속 분말은 나노 스케일의 평균 입경을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 분말은 약 1 ~ lOOnm, 바람직하게는 약 5 ~ 70nm, 더욱 바람직하게는 약 10 ~ 50nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
또한， 상기 전도성 금속 분말은 상기 잉크 조성물의 각 성분 중 유기 은 착화합물을 제외한 나머지 성분의 중량 합 (예를 들어， 전도성 금속 분말， 제 1 및 제 2 비수용매， 고분자 코팅성 향상제 및 선택적으로 계면 활성제의 중량 합)에 대해, 약 15 내지 30 중량 %, 바람직하게는 약 20 내지 30 중량 %， 보다 바람직하게는 약 23 내지 30 중량 ¾의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 전도성 금속 분말의 함량이 지나치게 작아지면, 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴의 전도도가 층분치 못할 수 있고， 반대로 지나치게 커지면， 잉크 조성물 내에서 금속 분말의 분산성이 열악해져 상기 전도성 패턴의 특성이 열악해지거나 잉크 조성물의 균일한 도포가 이루어지기 어려울 수 있다.
상기 전도성 금속 잉크 조성물은 또한 제 1 및 제 2 비수용매를 포함한다. 제 1 비수용매는 25°C에서 증기압이 3torr 이하이고 비교적 낮은 휘발성을 나타내는 용매로서, 소성 전까지 잉크 조성물의 분산매로서 작용할 수 있는 것이다. 이러한 제 1 비수용매로는 25°C에서 증기압이 3torr 이하인 것으로 알려진 임의의 비수'용매를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 25°C에서 증기압이 3torr 이하인 알코올계 용매， 글리콜계 용매, 폴리올계 용매， 글리콜 에테르계 용매， 글리콜 에테르 에스테르계 용매， 케톤계 용매， 하이드로카본계 용매， 락테이트계 용매， 에스테르계 용매， 비양자성 설폭사이드계 용매 또는 니트릴계 용매 등의 비휘발성 용매를 사용하거나， 이들 중에 선택된 2종 이상의 흔합 용매를 사용할 수도 있다. 이러한 제 1 비수용매의 보다 구체적인 예로는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세를， 프로필렌글리콜 프로필에테르， 에틸렌글리콜 모노페닐에테르， 에틸렌글리콜 모노이소프로필에테르， 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 에틸에테르， N-메틸피를리돈， 핵사데칸， 펜타데칸， 테트라데칸， 트리데칸， 도데칸， 운데칸， 데칸， DMS0, 아세토니트릴 또는 부틸셀로솔브 등을 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 흔합 용매도 사용할 수 있음은 물론이다.
한편, 제 2 비수용매는 25°C에서 증기압이 3torr를 초과하고 높은 휘발성올 나타내는 용매로서， 상술한 바와 같이， 잉크 조성물이 를러 상에 도포될 때까지는 제 1 비수용매와 함께 잉크 조성물의 낮은 점도 및 롤러에 대한 우수한 도포성을 유지하다가， 증발에 의해 제거되어 잉크 조성물의 점도를 높이고 를러 상에서의 패턴 형성 및 유지가 잘 이루어질 수 있도록 하는 성분이다.
이러한 제 2 비수용매로는 25°C에서 증기압이 3torr를 초과하는 것으로 알려진 임의의 비수용매를 사용할 수 있으며， 예를 들어, 25°C에서 증기압이 3torr를 초과하는 알코을계 용매， 글리콜 에테르계 용매， 글리콜 에테르 에스테르계 용매, 케톤계 용매， 하이드로카본계 용매, 락테이트계 용매， 에스테르계 용매， 비양자성 설폭사이드계 용매 또는 니트릴계 용매 등의 휘발성 용매를 사용하거나, 이들 중에 선택된 2종 이상의 흔합 용매를 사용할 수도 있다. 이러한 제 2 비수용매의 보다 구체적인 예로는， 메탄올， 에탄올， 프로판을， 이소프로판올， n-부탄올， t-부탄올, 펜탄올， 핵산올， 노난， 옥탄, 헵탄， 헥산， 아세톤， 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤， 메틸셀로솔브， 에틸셀로솔브, 에틸렌글리콜 디메틸에테르， 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 클로로포름， 염화메틸렌， 1，2-디클로로에탄, 1，1,1-트리클로로에탄， 1,1,2- 트리클로로에탄， 1，1，2-트리클로로에텐， 시클로핵산， 테트라하이드로푸란, 벤젠, 를루엔 또는 자일렌 등을 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 흔합 용매도 사용할 수 있음은 물론이다.
상술한 제 1 및 제 2 비수용매는 상기 잉크 조성물의 각 성분 중 유기 은 착화합물을 제외한 나머지 성분의 중량 합 (예를 들어， 전도성 금속 분말, 제 1 및 제 2 비수용매, 고분자 코팅성 향상제및 선택적으로 계면 활성제의 중량 합)에 대해, 각각 약 5 내지 70 중량 % 및 약 10 내지 74 중량 ¾， 바람직하게는 약 20 내지 50 중량 % 및 약 25 내지 55 중량 ¾， 더욱 바람직하게는 약 25 내지 48 중량 % 및 약 30 내지 53 중량 %의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 제 1 비수용매의 함량이 지나치게 작아지거나 상기 제 2 비수용매의 함량이 지나치게 커지는 경우, 잉크 조성물을 를러에 도포한 후 건조속도가 빨라져 기판에 대한 전사가 어려울 수 있다. 반대로， 상기 제 1 비수용매의 함량이 지나치게 커지거나 상기 제 2 비수용매의 함량이 지나지게 작아지면, 건조속도가 느려져 공정 시간이 길어지고 잉크 조성물의 균일한 도포가 이루어지기 어려울 수 있다.
한편， 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 고분자 코팅성 향상제를 포함한다. 이러한 코팅성 향상제는 잉크 조성물 내에서 바인더로서 작용하고 잉크 조성물에 점착성을 부여하여, 상기 잉크 조성물이 롤러뿐 아니라 전도성 패턴이 형성될 기판에 잘 도포 또는 전사될 수 있도록 하는 성분이다.
이러한 코팅성 향상제로는 에폭시계 고분자, 페놀계 고분자 또는 알코올계 고분자 등의 접착성 고분자를 사용할 수 있고， 이들 중에 선택된 2종 이상의 흔합물을 사용할 수도 있다. 이러한 코팅성 향상제 중 에폭시예 고분자의 보다 구체적인 예로는， 비스페놀 A형 에폭시 고분자， 비스페놀 F형 에폭시 고분자， 노볼락형 에폭시 고분자, 브롬화 에폭시 고분자 등의 난연성 에폭시 고분자, 지방족 환을 갖는 에폭시 고분자, 고무 변성 에폭시 고분자, 지방족 폴리글리시딜형 에폭시 고분자 또는 글리시딜 아민형 에폭시 고분자 등이 있다. 또한， 페놀계 고분자의 보다 구체적인 예로는 노볼락형 페놀 고분자 또는 레졸형 페놀 고분자 등이 있으며， 알코을계 고분자로는 셀를로오스계 고분자, 폴리비닐알코을 또는 에틸렌비닐알코올 고분자 등을 들 수 있다. 기타, 에틸렌비닐아세테이트， 로진계 수지， 스티렌-부타디엔-스티렌계 고분자 또는 폴리에스테르계 고분자 등을 사용할 수도 있다.
이들 구체적인 예에 속하는 물질로서 당업계에서 널리 알려지거나 상용화된 물질을 상기 코팅성 향상제로 사용할 수 있으며， 이들 물질 외에도 전도성 잉크 조성물에 사용 가능한 것으로 알려진 다양한 고분자 물질 등을 상기 코팅성 향상제로서 사용할 수도 있다.
상기 잉크 조성물이 이들 코팅성 향상제를 포함함에 따라， 이러한 잉크 조성물은 롤러에 대한 우수한 도포성 및 기판에 대한 양호한 전사성 등을 나타낼 수 있어， 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용될 수 있으며 기판 상에 보다 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 된다.
상기 고분자 코팅성 향상제는 상기 잉크 조성물의 각 성분 중 유기 은 착화합물을 제외한 나머지 성분의 중량 합 (예를 들어， 전도성 금속 분말， 제 1 및 제 2 비수용매， 고분자 코팅성 향상제 및 선택적으로 계면 활성제의 중량 합)에 대해， 약 0.1 내지 5 중량 바람직하게는 약 1 내지 4 중량 ¾, 더욱 바람직하게는 약 2 내지 3 중량 >의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 코팅성 향상제의 함량이 지나치게 작아지면, 잉크 조성물의 도포성이나 전사성이 층분치 못할 수 있고， 반대로 지나치게 커지면 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴의 전도도가 충분치 못하게 될 수 있다.
상술한 각 구성 성분 외에도 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물올 포함한다. 이러한 유기 은 착화합물은 알코을기로 치환된 1차 내지 4차 아민으로 이루어진 그룹에서 선택된 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은과 결합한 것으로 될 수 있다. 또， 상기 지방족 카르복실산 은은 탄소수 2~20의 1급 또는 2급 지방산 은 (Ag) 염으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다. 이러한 유기 은 착화합물을 이루는 상기 유기 리간드 및 지방족 카르복실산 은은 2 ： 1의 당량비로 결합하여 착체를 형성할 수 있다.
이러한 유기 은 착화합물은 착체의 형태를 띔에 따라 낮은 결정화도 및 이에 따른 용매에 대한 우수한 용해도를 나타내며， 상온에서 액상을 될 수 있다. 이러한 유기 은 착화합물은 그 자체로 액상 매질의 역할을 할 수 있으므로, 이를 상기 잉크 조성물에 포함시킴에 따라 잉크 조성물 내에 포함되는 매질, 즉， 비수용매의 함량을 줄이면서 보다 많은 함량의 전도성 금속 성분， 예를 들어， 전도성 금속 분말이나 상기 착화합물에 포함된 은 (Ag) 성분의 함량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 이러한 잉크 조성물을 적용하여 롤프린팅 공정에 의해 보다 향상된 전도도를 나타내는 전도성 패턴이 형성될 수 있음이 밝혀졌다.
또한， 상기 유기 은 착화합물은 유기 리간드 및 지방족 카르복실산 은을 2 ： 1의 당량비로 포함하여， 1 분자당 2개의 히드록시기를 가지므로， 예를 들어, 상온 (약 25°C)에서 50~2000cPs의 높은 점도를 나타낼 수 있다. 따라서， 상기 유기 은 착화합물은 상기 잉크 조성물의 일종의 매질로서 바람직하게 작용할 수 있고， 낮은 함량의 비수용매 하에서도 잉크 조성물이 우수한 분산 안정성을 유지할 수 있게 한다.
그러므로， 상기 잉크 조성물이 상기 유기 은 착화합물을 포함하면， 보다 높은 전도성 금속 성분의 밀도 및 이에 따른 우수한 전도도를 나타내는 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있다.
상술한 유기 은 착화합물로는 본 발명자들의 특허 공개 제 2008-
0029826 호에 개시된 것을 사용할 수 있다. 이러한 유기 은 착화합물은 상기 특허 공개 제 2008-0029826 호에 개시된 바와 같이， 용매 하에서 상술한 유기 리간드 및 지방족 카르복실산 은을 반웅시키는 방법으로 제조할 수 있으며, 이때의 용매로는 메탄올， 터피네올 또는 부틸카비를아세테이트 등을 사용할 수 있다.
상기 유기 은 착화합물은 상기 잉크 조성물에 포함된 전도성 금속 분말의 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 내지 5 중량부, 바람직하게는 약 1 내지 5 중량부， 보다 바람직하게는 약 3 내지 5 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 유기 은 착화합물의 함량이 지나치게 작아지면， 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴의 전도도가 층분치 못하게 될 수 있으며， 상기 유기 은 착 화합물의 함량이 지나치게 커지면， 잉크 조성물의 점도가 높아져 공정 진행에 불편을 초래할 수 있다.
상술한 전도성 금속 잉크 조성물은 상술한 각 구성 성분 외에도 계면활성제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 계면활성제가 더 포함됨에 따라, 상기 잉크 조성물을 를러에 도포할 때 디웨팅 현상 또는 핀홀 발생을 더욱 억제할 수 있다. 이로 인해， 를러 상에 잉크 조성물을 양호하게 도포하여 보다 정밀하고도 양호한 전도성 패턴을 형성할 수 있게 된다.
이러한 계면활성제로는 이전부터 전도성 금속 잉크 조성물에 통상적으로 사용되던 실리콘계 계면활성제， 예를 들어， 폴리디메틸실록산계 계면활성제를 사용할 수 있고， 기타 다양한 계면활성제를 별다른 제한없이 사용할 수 있다.
이러한 계면활성제는 상기 잉크 조성물의 각 성분 중 유기 은 착화합물을 제외한 나머지 성분의 중량 합 (예를 들어, 전도성 금속 분말， 제 1 및 제 2 비수용매， 고분자 코팅성 향상제 및 계면 활성제의 중량 합)에 대해， 약 0.01 내지 4 중량 %， 바람직하게는 약 1 내지 4 중량 %， 더욱 바람직하게는 약 2 내지 3 중량 %의 함량으로 포함될 수 있다. 이러한 함량으로 계면활성제를 포함하여， 보다 양호하게 잉크 조성물을 를러 상에 도포할 수 있다.
상술한 발명의 일 구현예에 따른 전도성 금속 잉크 조성물은 약 20cPs 이하， 바람직하게는 약 7cPs, 보다 바람직하게는 약 5cPs 이하의 초기 점도를 가질 수 있다. 이때, 초기 점도라 함은 상기 전도성 금속 잉크 조성물의 최초 제조시부터 를프린팅 공정을 위한 를러에 도포될 때까지의 점도를 포괄하여 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 초기 점도라 함은 상기 전도성 금속 잉크 조성물의 최초 제조시부터 를러에 도포되기 전에 보관 중일 때의 점도 (다시 말해서， 를러에 도포하기 위해 공기에 노출시키기 전까지의 점도)를 의미할 수 있다. 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 제 1 및 제 2 비수용매를 포함하여 이러한 낮은 초기 점도를 가질 수 있고， 이에 따라， 를러에 대한 우수한 도포성을 나타낼 수 있다. 또한， 상기 를러에 대한 도포 후에는， 휘발성이 높은 제 2 비수용매의 증발로 인해 를러 상에서 점도가 높아질 수 있고， 이로 인해 를러 상에서 양호하게 패턴이 형성 및 유지되고， 기판 상에 양호하게 패턴을 전사시킬 수 있다. 만일， 초기 점도가 지나치게 높아지는 경우， 상기 잉크 조성물을 를러에 도포할 때 잉크 조성물의 토출압을 지나치게 높여야 해서 제어가 어렵고 를러에 대한 양호한 도포가 어려울 수 있다. 또， 잉크 조성물의 도포 후 고휘발성의 제 2 비수용매가 증발하기 전에 잉크 조성물이 레벨링되어 균일한 도막을 형성해야 하는데， 초기 점도가 높아지면 이러한 레벨링이 어려울 수 있다. 이 때문에， 상기 잉크 조성물을 롤러에 양호하게 도포하기 어렵게 될 수 있다.
상술한 전도성 금속 잉크 조성물을 이용해 를프린팅 공정을 적용함으로서, 기판 상에 보다 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 되며， 특히, 상기 잉크 조성물이 특정한 유기 은 착화합물을 포함하여 이로부터 형성된 전도성 패턴이 보다 우수한 전도도를 나타낼 수 있게 된다. 그러므로， 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 를프린팅 공정에 의해， 기판， 예를 들어， 유리 기판 등에 인쇄되어 전도성 패턴을 형성하기 위해 바람직하게 적용될 수 있고， 특히, 평판 디스플레이 소자의 전극 패턴 등을 형성하기 위해 매우 바람직하게 적용될 수 있다.
이에 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 전도성 금속 잉크 조성물을 사용한 전도성 패턴의 형성 방법이 제공된다. 이러한 전도성 패턴의 형성 방법은 상술한 전도성 금속 잉크 조성물을 롤러에 도포하는 단계; 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 를러에 접촉시켜， 상기 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 롤러 상에 형성하는 단계 ; 상기 를러 상의 잉크 조성물 패턴올 기판 상에 전사하는 단계; 및 상기 기판 상에 전사된 패턴을 소성하는 단계를 포함할 수 있다.
이러한 전도성 패턴의 형성 방법에서， 상기 클리셰라 함은 롤러 상에 도포된 잉크 조성물을 원하는 전도성 패턴 형태로 패터닝하기 위해 사용되는 일종의 요철판을 의미한다. 이를 위해， 상기 클리셰 상에는 상기 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성될 수 있다. 한편, 첨부한 도면을 참고로， 상기 발명의 다른 구현예에 따른 전도성 패턴 형성 방법을 각 단계별로 설명하면 다음과 같다. 도 1은 를프린팅 공정을 통한 전도성 패턴의 형성 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저， 상술한 전도성 금속 잉크 조성물을 형성한다. 이를 위해 각 성분을 흔합한 후 교반 또는 진탕하여， 균일한 잉크 조성물을 형성할 수 있다. 또한， 불순물을 제거하고 전도성 패턴이 고르게 형성될 수 있도록 하기 위해， 상기 잉크 조성물을 여과하는 단계를 더 진행할 수도 있다.
이어서, 상기 전도성 잉크 조성물 (22)을 를러 (20)에 도포한다. 이때， 상기 롤러 (20)의 외면은 블탱킷 (21)으로 덮일 수 있고， 이러한 블탱킷 (21)은 폴리디메틸실록산 (PDMS)으로 이루어질 수 있다. 이러한 PDMS는 다른 고분자 재료에 비해 점탄성， 변형 특성 또는 전사성이 우수하여， 상기 블랭킷 (21)으로 적합하게 사용될 수 있다. 상기 전도성 잉크 조성물 (22)은 공급 장치의 토출구 (10)로부터 토출되어 상기 블탱킷 (21) 상에 도포될 수 있으며， 이때부터 제 2 비수용매가 증발하기 시작하면서 상기 잉크 조성물 (22)의 점도가 빠른 속도로 증가하기 시작한다. 상기 잉크 조성물 (22)올 블탱킷 (21) 상에 도포한 후에는， 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리세를 상기 를러에 접촉시켜， 상기 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 를러 상에 형성한다.
즉， 상기 클리셰 (30)는 잉크 조성물 (22)이 도포된 블랭킷 (21)에 접촉하여 전도성 패턴 형성에 필요없는 잉크 부분 (32)올 선택적으로 제거하는 역할을 하며, 그 결과 상기 를러 상에 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 잉크 조성물의 패턴이 형성될 수 있다. 이를 위해， 상기 클리셰 (30)는 블탱킷 (21)과 접촉하는 면에, 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 형태를 띄게 되며, 이로 인해 클리셰 (30)의 돌출부 (31)만이 블랭킷 (21) 상의 잉크 조성물 (22)과 접촉하여 전도성 패턴의 형성에 필요없는 잉크부분 (32)을 상기 돌출부 (31)에 전사시켜 제거할 수 있다.
상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성한 후에는， 이러한 잉크 조성물의 패턴을 기판 상에 전사한다. 이를 위해， 잉크 조성물의 패턴이 형성된 를러의 블랭킷 (21)을 기판 (40)에 접촉시킬 수 있고， 그 결과 상기 잉크 조성물의 패턴이 기판 (40)에 전사되어 기판 (40) 상에 소정의 패턴 (41)을 형성할 수 있다.
이러한 패턴 전사 후에는 소성 공정을 진행하여 기판 상에 전도성 패턴을 형성할 수 있다. 이러한 소성 공정은 형성하고자 하는 전도성 패턴의 종류에 따라 적절한 조건으로 진행될 수 있고 예를 들어， 상기 전도성 패턴이 평판 디스플레이 소자의 전극 패턴 등으로 되는 경우， 상기 소성 공정은 약 300~600°C에서 약 5~50분 동안 진행될 수 있으며， 예를 들어， 약 400~480°C에서 10~40분 동안 진행될 수 있다.
상술한 롤프린팅 공정을 이용한 전도성 패턴 형성 방법을 통해， 이전에 적용되던 포토리소그래피 공정 등에 비해 매우 간단하고 빠른 공정으로 기판 상에 전도성 패턴을 형성할 수 있다. 또한， 이러한 롤프린팅 공정에서 상술한 발명의 일 구현예에 따른 전도성 금속 잉크 조성물 등을 사용함에 따라， 우수한 전도도를 나타내는 미세한 전도성 패턴， 예를 들어， 평판 디스플레이 소자의 전극 패턴 등을 양호하게 형성할 수 있다.
【발명의 효과】
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면， 를프린팅 공정에 적합하게 적용되어 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 하는 전도성 금속 잉크 조성물이 제공될 수 있다. 또한， 이러한 전도성 금속 잉크 조성물을 사용하여， 보다우수한 전도도를 나타내는 전도성 패턴을 형성할 수 있다. 따라서， 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 사용한 롤프린팅 공정 등에 의해， 우수한 전기적 특성을 나타내는 미세한 전도성 패턴, 예를 들어， 평판 디스폴레이 소자의 미세 전극 패턴 등을 양호하게 형성할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은 롤프린팅 공정을 통한 전도성 패턴의 형성 과정올 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 1에서 형성된 전도성 패턴의 광학 현미경 사진이다. 도 3은 실시예 1에서 형성된 전도성 패턴의 미세 구조를 보여주는 전자 현미경 사진이다. 도 4는 비교예 1에서 형성된 전도성 패턴의 미세 구조를 보여주는 전자 현미경 사진이다.
【발명올 실시하기 위한 구체적인 내용】
이하， 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며， 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다. 실시예 1: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25°C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.22g, 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고， 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량 %의 은 (Ag) (핵사노에이트) (디에탄올아민 )2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후, 1 의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 4.02cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS 블탱킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 상기 블탱킷을 접촉시켜, 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후, 이러한 를러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 450°C 열 소성로에서 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 실시예 2: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 6.67g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25 °C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실톡산계 계면활성제 0. ， 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g 을 흔합하고， 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량 %의 은 (Ag) (핵사노에이트) (디에탄올아민) 2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후， lΛΠ의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과，
3.63cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS블탱킷에 도포한 후， 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 상기 블랭킷을 접촉시켜， 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후， 이러한 를러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 450°C 열 소성로에서 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 실시예 3: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 6.67g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25°C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸샐로솔브 (25°C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고， 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량 %의 은 (Ag) (프로피오네이트) (디에탄올아민 )2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후， 1 의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 2.97cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS 블탱킷에 도포한 후， 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 상기 블탱킷을 접촉시켜， 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후， 이러한 를러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴올 형성하였다. 이를 45CTC 열 소성로에서 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 실시예 4: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 6.67g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25°C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸샐로솔브 (25°C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고， 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량 %의 은 (Ag) (스테아레이트) (디에탄올아민 )2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후, ljtmi의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라, 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 3.29cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS 블탱킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 상기 블탱킷을 접촉시켜， 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후, 이러한 롤러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 450°C 열 소성로에서 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 실시예 5: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 6.67g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25°C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브 (25 °C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실톡산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량 %의 은 (Ag) (핵사노에이트) (2-메록시에틸아민 )2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후， 1 의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 2.68cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS블탱킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 상기 블탱킷을 접촉시켜， 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후， 이러한 를러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 450°C 열 소성로에서 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 실시예 6: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 6.67g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25 °C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸샐로솔브 (25°C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고， 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량 ¾의 은 (Ag)(핵사노에이트 )(2-메틸아미노에탄을 )2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후, l//m의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 2.83cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS블탱킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 상기 블탱킷을 접촉시켜， 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후， 이러한 를러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 45CTC 열 소성로에서 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 실시예 7: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 6.67g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25°C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량 %의 은 (Ag) (핵사노에이트) (트리에탄올아민 )2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후, 1/ 의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과, 4.05cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS블탱 ¾에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리세와 상기 블탱킷을 접촉시켜， 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후, 이러한 를러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 450°C 열 소성로에서 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 비교예 1: 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 평균 입경 50nm의 은 나노 입자 6.67g, 메틸셀로솔브 (25'C에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올 (25°C에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브 (25°C에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고， 12시간 동안 진탕하였다. 그 결과물을 1 의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 2.93cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 를러의 PDMS블탱킷에 도포한후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 상기 블랭킷을 접촉시켜, 상기 를러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후， 이러한 롤러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 45CTC 열 소성로에서 30분간소성하여 전도성 패턴을 형성하였다. 참고예 1: 고점도 잉크 조성물의 형성
평균 입경 16nm의 은 나노 입자 7.5g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압
6.2torr) 2.6g, 에탄올 (25 °C에서 증기압 59.3torr) 7.7g, 프로필셀로솔브 (25 °C에서 증기압 0.975torr) 9.9g, N- 메틸피를리돈 (25°C에서 증기압 0.375torr) 0.8g, 폴리디메틸실톡산계 계면활성제 0. 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 그 결과물을 liffli의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 128cPs인 것으로 확인되었다. 참고예 2: 고점도 잉크 조성물의 형성
평균 입경 16nm의 은 나노 입자 6.0g, 메틸셀로솔브 (25°C에서 증기압
6.2torr) 6.1g, 프로필샐로솔브 (25°C에서 증기압 0.975torr) 11.4g, N— 메틸피를리돈 (25°C에서 증기압 0.375torr) 0.5g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 흔합하고， 60시간 동안 진탕하였다. 그 결과물을 1 의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라， 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과， 34cPs인 것으로 확인되었다. 시험예 1: 전도성 잉크 조성물의 초기 점도 측정
위에서 제조된 실시예 1 내지 7， 비교예 1, 참고예 1 및 2의 조성물의 초기 점도는 각 조성물의 제조 후에 브룩필드 점도계를 사용하여 측정되었다. 각 조성물의 초기 점도는 상술한 각 실시예， 비교예 및 참고예에 표시된 바와 같았다. 시험예 2: 전도성 패턴의 특성 평가
먼저， 실시예 1에서 형성한 전도성 패턴의 광학 현미경 사진을 찍어 도 2에 나타내었다. 이때， 상기 광학 현미경으로서 Nikon사의 Eclipse 90/를 사용하였다. 도 2를 참조하면, 실시예의 잉크 조성물을 사용하여 대략 의 선폭을 갖는 전도성 패턴이 양호하게 형성될 수 있음이 확인된다. 이에 비해， lOcPs를 넘는 참고예 1 및 2의 조성물을 사용한 경우 를러에 잉크를 도포하는 것조차불가능하였다.
다음으로， 실시예 1 및 비교예 1에서 형성된 전도성 패턴을 소성 전， 후에 각각 전자 현미경으로 관찰하여 이들의 전자현미경 사진을 각각 도 3 및 4에 도시하였다. 이때， 상기 전자현미경으로서 HITACHI사제 S-4800을 사용하였다. 도 3 및 4를 참조하면， 실시예 1의 전도성 패턴은 비교예 1의 전도성 패턴에 비해 보다 높은 밀도로 전도성 금속 성분 (즉, 은 (Ag) 성분)을 포함하고 있음이 확인된다.
그리고， 실시예 1， 2, 5 내지 7 및 비교예 1에서 각 형성된 전도성 패턴의 비저항을 측정하는 방법으로 각 전도성 패턴의 전도도를 평가하였다. 비저항은 면저항을 Mitsubishi chemical의 MCP-T600인 4 point probe로 측정하고， 두께를 alpha step으로 측정한 후， 두 값의 곱으로부터 구하였다. 이러한 비저항 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다. [표 1]
Figure imgf000021_0001
표 1을 참조하면, 실시예 1， 2， 5， 6 및 7의 전도성 패턴은 유기 은 착화합물을 포함하여 매우 낮은 비저항 및 우수한 전도도를 나타내는데 비해， 비교예 1의 전도성 패턴은 비저항이 높고 전도도가 낮음이 확인된다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
전도성 금속 분말;
아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은 (Ag)과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물;
25°C에서 증기압이 3torr 이하인 제 1 비수용매 및 25°C에서 증기압이 3torr를 초과하는 제 2 비수용매를 포함하는 비수용매; 및
고분자 코팅성 향상제를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 2]
제 1 항에 있어서， 를프린팅 공정에 의해 기판에 인쇄되어 전도성 패턴을 형성하기 위해 사용되는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 3】
제 2 항에 있어서， 평판 디스플레이 소자의 전극을 형성하기 위해 사용되는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 4】
제 1 항에 있어서, 상기 전도성 금속 분말은 은 (Ag), 구리 (Cu), 금 (Au), 크롬 (Cr), 알루미늄 (A1), 텅스텐 0， 아연 (Zn), 니켈 (Ni), 철 (Fe), 백금 (Pt) 및 납 (Pb)으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 분말인 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 5】
제 1 항에 있어서， 상기 전도성 금속 분말은 l~100nm의 평균 입경을 갖는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 6】
제 1 항에 있어서, 상기 지방족 카르복실산 은은 탄소수 2~20의 1급 또는 2급 지방산 은 (Ag) 염으로 이루어진 그룹에서 선택되며, 상기 유기 리간드는 알코을기로 치환된 1차 내지 4차 아민으로 이루어진 그룹에서 선택되는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 7】
제 1 항에 있어서， 상기 유기 은 착화합물은 상기 유기 리간드 및 지방족 카르복실산 은이 2 ： 1의 당량비로 결합되어 있는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 8】
저】 1 항에 있어서， 제 1 비수용매는 25°C에서 증기압이 3torr 이하인 알코올계 용매， 글리콜계 용매， 폴리을계 용매， 글리콜 에테르계 용매， 글리콜 에테르 에스테르계 용매, 케톤계 용매， 하이드로카본계 용매, 락테이트계 용매， 에스테르계 용매， 비양자성 설폭사이드계 용매 및 니트릴계 용매로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 비휘발성 용매를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 9]
제 1 항에 있어서， 제 2 비수용매는 25°C에서 증기압이 3torr를 초과하는 알코올계 용매， 글리콜 에테르계 용매， 글리콜 에테르 에스테르계 용매， 케톤계 용매， 하이드로카본계 용매, 락테이트계 용매， 에스테르계 용매， 비양자성 설폭사이드계 용매 및 니트릴계 용매로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 휘발성 용매를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 10】
제 1 항에 있어서， 상기 고분자 코팅성 향상제는 에폭시계 고분자， 페놀계 고분자， 알코올계 고분자， 에틸렌비닐아세테이트， 로진계 수지， 스티렌-부타디엔-스티렌계 고분자 및 폴리에스테르계 고분자로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 접착성 고분자인 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 11】
제 2항에 있어서， 20cPs 이하의 초기 점도를 갖는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 12]
계 1 항에 있어서,
유기 은 착화합물을 제외한 전도성 금속 잉크 조성물의 나머지 성분의 중량 합에 대해，
전도성 금속 분말의 15내지 30중량 %;
제 1 비수용매의 5내지 70중량 %;
제 2 비수용매의 10 내지 74중량 %; 및
고분자 코팅성 향상제의 0.1 내지 5중량 %를 포함하고， 상기 전도성 금속 분말의 100 중량부를 기준으로， 유기 은 착화합물의 0.1 내지 5중량부를 더 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 13]
제 12 항에 있어서, 유기 은 착화합물을 제외한 전도성 금속 잉크 조성물의 나머지 성분의 중량 합에 대해， 계면 활성제의 0.01 내지 4 중량 %를 더 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
【청구항 14]
제 1 항의 전도성 금속 잉크 조성물을 를러에 도포하는 단계;
전도성 패턴에 대웅하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 를러에 접촉시켜, 상기 전도성 패턴에 대웅하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 를러 상에 형성하는 단계 ;
상기 롤러 상의 잉크 조성물 패턴을 기판 상에 전사하는 단계 ; 및 상기 기판 상에 전사된 패턴을 소성하는 단계를 포함하는 전도성 패턴 형성 방법.
【청구항 15]
제 14 항에 있어서， 상기 전도성 패턴은 평판 디스플레이 소자의 전극 패턴인 전도성 패턴 형성 방법.
PCT/KR2010/005651 2009-08-26 2010-08-24 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법 WO2011025228A2 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201080038144.6A CN102666747B (zh) 2009-08-26 2010-08-24 导电金属油墨组合物和形成导电图形的方法
JP2012526638A JP5388150B2 (ja) 2009-08-26 2010-08-24 導電性金属インク組成物および導電性パターンの形成方法
US13/392,260 US8691118B2 (en) 2009-08-26 2010-08-24 Conductive metal ink composition and method for forming a conductive pattern
US14/199,532 US8961835B2 (en) 2009-08-26 2014-03-06 Conductive metal ink composition and method for forming a conductive pattern

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2009-0079361 2009-08-26
KR20090079361 2009-08-26
KR10-2010-0081974 2010-08-24
KR1020100081974A KR101221716B1 (ko) 2009-08-26 2010-08-24 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/392,260 A-371-Of-International US8691118B2 (en) 2009-08-26 2010-08-24 Conductive metal ink composition and method for forming a conductive pattern
US14/199,532 Division US8961835B2 (en) 2009-08-26 2014-03-06 Conductive metal ink composition and method for forming a conductive pattern

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2011025228A2 true WO2011025228A2 (ko) 2011-03-03
WO2011025228A3 WO2011025228A3 (ko) 2011-06-16

Family

ID=43628575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2010/005651 WO2011025228A2 (ko) 2009-08-26 2010-08-24 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2011025228A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104246973A (zh) * 2012-04-20 2014-12-24 Lg化学株式会社 用于形成导电图形的基材以及使用所述基材形成的导电图形
JPWO2014050560A1 (ja) * 2012-09-25 2016-08-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 パターンの形成方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4853036A (en) * 1986-11-25 1989-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Ink for ink-jet recording and ink-jet recording process using the same
JP2005060700A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Samsung Electronics Co Ltd 自己分散可能なビピリジン系金属錯化合物及びそれを含むインク組成物
JP2006147202A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Hitachi Chem Co Ltd 絶縁体インク、印刷配線板及び多層印刷配線板
KR20060130568A (ko) * 2003-11-25 2006-12-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 표면 개질 나노입자 함유 용액
KR20080088712A (ko) * 2007-03-30 2008-10-06 삼성전자주식회사 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 전도성 패턴의 형성방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4853036A (en) * 1986-11-25 1989-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Ink for ink-jet recording and ink-jet recording process using the same
JP2005060700A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Samsung Electronics Co Ltd 自己分散可能なビピリジン系金属錯化合物及びそれを含むインク組成物
KR20060130568A (ko) * 2003-11-25 2006-12-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 표면 개질 나노입자 함유 용액
JP2006147202A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Hitachi Chem Co Ltd 絶縁体インク、印刷配線板及び多層印刷配線板
KR20080088712A (ko) * 2007-03-30 2008-10-06 삼성전자주식회사 전도성 잉크 조성물 및 이를 이용한 전도성 패턴의 형성방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104246973A (zh) * 2012-04-20 2014-12-24 Lg化学株式会社 用于形成导电图形的基材以及使用所述基材形成的导电图形
US20150129290A1 (en) * 2012-04-20 2015-05-14 Lg Chem, Ltd. Base material for forming conductive pattern and conductive pattern formed using same
JPWO2014050560A1 (ja) * 2012-09-25 2016-08-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 パターンの形成方法
US9697954B2 (en) 2012-09-25 2017-07-04 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for forming pattern

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011025228A3 (ko) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101221716B1 (ko) 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법
KR101221780B1 (ko) 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법
KR101302345B1 (ko) 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성방법
KR101356810B1 (ko) 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법
WO2008038976A1 (en) Organic silver complex compound used in paste for conductive pattern forming
KR101142416B1 (ko) 금속박막의 제조방법
JP6187944B2 (ja) 印刷方法
US9449733B2 (en) Conductive ink composition, printing method using the same and conductive pattern manufactured by the same
US8961835B2 (en) Conductive metal ink composition and method for forming a conductive pattern
JP2015166452A (ja) グラビア印刷およびフレキソ印刷のためのゲル化剤を含む銀ナノ粒子インク
WO2011025229A2 (ko) 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법
WO2011025228A2 (ko) 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법
KR101180475B1 (ko) 전도성 패턴의 형성방법 및 이에 의하여 제조된 전도성 패턴을 갖는 기판
KR20120028126A (ko) 도전성 피막의 제조방법, 및 이를 위한 프라이머 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080038144.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10812241

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012526638

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13392260

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10812241

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2