WO2012026791A2 - 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성방법 - Google Patents

전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method of forming a conductive metal ink composition and 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 a roll printing process, enabling the formation of a conductive pattern exhibiting improved conductivity and excellent adhesion to a substrate.
  • This application claims the benefit of the filing date of Korean Patent Application No. 10-2010-0083589 filed with the Korea Intellectual Property Office on August 27, 2010, the entire contents of which are incorporated herein.
  • the conductive ink composition for forming the conductive pattern should have a low initial viscosity so that it can be well applied to the roller, and after being applied to the roller in a desired pattern form It should be able to transfer well on the substrate.
  • the conductive metal included in the conductive ink composition has poor adhesion to the substrate and is easily agglomerated during the firing process, the surface properties of the conductive pattern and the physical properties of the final product may be reduced. Accordingly, there is a need for a conductive ink composition having properties suitable for forming a good conductive pattern by roll printing and high adhesion to 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 and excellent adhesion to a substrate.
  • the present invention is to provide a method of forming a conductive pattern using the conductive metal ink composition.
  • the present invention is a.
  • a non-aqueous solvent comprising a first non-aqueous solvent having a vapor pressure of 3 torr or less at 25 ° C. and a second non-aqueous solvent having a vapor pressure of more than 3 torr at 25 ° C .;
  • Adhesion promoters comprising at least one second metal powder or a compound of a second metal selected from the group consisting of tantalum (Ta), niobium (Nb) magnesium (Mg) tungsten (W) and vanadium (V); And
  • It provides a conductive metal ink composition comprising a.
  • It provides a conductive pattern forming method comprising a.
  • a conductive metal ink composition and a method of forming a conductive pattern using the conductive metal ink composition which are suitably applied to a roll printing process and enable the formation of a conductive pattern exhibiting improved conductivity and excellent adhesion to a substrate, Is provided.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a process of forming a conductive pattern through a roll printing process.
  • Example 2 is a view showing an attachment state of a conductive pattern on a substrate according to Example 1 of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing an adhesion state of a conductive pattern on a substrate according to Comparative Example 1 of the present invention.
  • the conductive first metal powder comprising a non-aqueous solvent having a vapor pressure of 3 torr or less at 25 ° C. and a second non-aqueous solvent having a vapor pressure of more than 3 torr at 25 ° C .; Nickel (Ni), bismuth (Bi), tin (Sn), titanium (Ti), palladium (Pd), chromium (Cr), cobalt (Co), germanium (Ge), zinc (Zn), molybdenum (Mo), An adhesion promoter comprising at least one second metal powder or a compound of a second metal selected from the group consisting of tantalum (Ta), niobium (Nb), magnesium (Mg), tungsten (W) and vanadium (V); And a conductive metal ink composition comprising a polymer coating improver can be provided.
  • a non-aqueous solvent comprising a first non-aqueous solvent having a vapor pressure of 3 torr or less at 25 °
  • the present inventors by using the conductive metal ink composition comprising the non-aqueous solvent and adhesion promoter, it is possible to better transfer the desired pattern shape on the substrate and to form a fine conductive pattern well, such a conductive pattern is Experiments confirmed that it has a high adhesion to the substrate and completed the invention.
  • the conductive metal powder does not adhere well to a substrate such as glass, it is difficult to stably form the conductive pattern in the roll printing process using the conventional conductive metal ink composition, and also in the PECVD process under severe conditions. There was a problem that the phenomenon of peeling (peeling) of the film occurs.
  • an adhesion promoter including the second metal powder or the compound of the second metal is applied, and the adhesion promoter including the second metal powder or the compound of the second metal is easily applied to a substrate such as glass. Not only can be attached, but also an alloy with the conductive first metal powder can be formed, thereby significantly improving the adhesion of the conductive pattern and the substrate. Accordingly, the conductive pattern formed by using the conductive metal ink composition is firmly attached to the substrate without the phenomenon of peeling of the conductive pattern film even when the PECVD process under the harsh conditions applied in the flat panel display manufacturing process using TFT or the like is applied. The state can be maintained.
  • the second metal powder or the compound of the second metal acts as a kind of compatibilizer between the first metal powder and the glass, so that the thin film including the first metal powder having poor adhesion with the glass is formed. It maintains stable contact with glass.
  • the adhesion between the second metal powder or the compound of the second metal and the glass should be good. There is a characteristic that can form a positive bond.
  • the adhesion stability of the second metal and the glass is better than that of the other metal.
  • the second metal can be combined with the first metal to form a stable alloy, the first metal is partially alloyed with the second metal through heat treatment, and a part of the second metal is formed of glass and atoms. It is possible to achieve a positive combination. Through this process, a conductive metal thin film having improved adhesion to glass can be formed.
  • metals capable of forming stable silicides include nickel (Ni), bismuth (Bi), tin (Sn), titanium (Ti), palladium (Pd), chromium (Cr), cobalt (Co), and germanium (Ge) , Zinc (Zn), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), niobium (Nb), magnesium (Mg), tungsten (W) vanadium (V) and the like.
  • the conductive metal ink composition includes, as a medium, first and second non-aqueous solvents having different vapor pressures at room temperature. These first and second nonaqueous solvents have different volatility by different vapor pressures, and in particular, the second nonaqueous solvent exhibits low vapor pressure and thus high volatility at room temperature.
  • the conductive metal ink composition comprising these first and second nonaqueous solvents has a low viscosity during storage and until applied to a roller for roll 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 roller.
  • the second non-aqueous solvent may immediately volatilize, and the viscosity may be greatly increased in about several minutes. Therefore, it becomes easy to pattern the ink composition applied on the roller into a desired shape, and even after the pattern is formed, the ink composition can maintain a good pattern shape without flowing down on the roller.
  • the conductive metal ink composition of one embodiment of the invention includes a first metal powder having conductivity.
  • the first metal powder any metal powder known to exhibit electrical conductivity may be used, but at least one of silver (Ag) and copper (Cu) having high conductivity among metals may be selected.
  • the first metal powder may have a nano-scale average particle diameter.
  • the first metal powder may have an average particle diameter of 1 to 100 nm, preferably 5 to 70 nm, more preferably 5 to 50 nm.
  • the first metal powder may be included in an amount of 15 to 30% by weight based on the weight sum of the first metal powder, the first and second non-aqueous solvents, and the polymer coatability improving agent among the components of the ink composition. Can be. When the content of the first metal powder is too small, the conductivity of the conductive pattern formed from the ink composition may not be sufficient. On the contrary, when the content of the first 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. Uniform application of the ink composition can be difficult to achieve.
  • the conductive metal ink composition includes first and second non-aqueous 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.
  • any non-aqueous solvent known to have a vapor pressure of 3 torr or less at 25 ° C. may be used.
  • an alcohol solvent, a glycol solvent, a polyol solvent, a glycol ether having a vapor pressure of 3 torr or less at 25 ° C. may be used.
  • Two or more mixed solvents selected from these solvents, glycol ether ester solvents, ketone solvents, hydrocarbon solvents, lactate solvents, ester solvents, aprotic sulfoxide solvents or nitrile solvents You can also use More specific examples of such a first non-aqueous solvent 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-methylpyrrolidone, hexadecane, pentadecane, tetradecane, tridecane, dodecane, undecane, decane, DMSO, acetonitrile, acetone alcohol or butyl And cellosolves
  • the second non-aqueous solvent is a solvent having a vapor pressure of more than 3 torr at 25 ° C. and exhibiting high volatility, and as described above, the low viscosity of the ink composition and the roller together with the first non-aqueous solvent until the ink composition is applied onto the rollers. It is a component that maintains excellent applicability to, but is removed by evaporation to increase the viscosity of the ink composition and to facilitate the formation and maintenance of the pattern on the roller.
  • any non-aqueous solvent known to have a vapor pressure of more than 3 torr at 25 ° C. may be used.
  • an alcohol solvent, a glycol ether solvent, or a glycol having a vapor pressure of more than 3 tor at 25 ° C. may be used.
  • An ether ester solvent, a ketone solvent, a hydrocarbon solvent, a lactate solvent, an ester solvent, an aprotic sulfoxide solvent, a nitrile solvent, or the like may be used, or two or more mixed solvents selected from them may be used. .
  • Such a second non-aqueous solvent include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, pentanol, hexanol, nonan, octane, heptane, hexane, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl 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, cyclohexane, tetrahydrofuran, benzene, toluene or xylene, and the like.
  • first and second non-aqueous solvents are, for example, 5 to 70% by weight, based on the weight sum of the first metal powder, the first and second non-aqueous solvents, and the polymer coating improver among the components of the ink composition. And it may be included in an amount of 10 to 74% by weight.
  • the drying rate may be difficult after transferring the ink composition to the roller, thereby making it difficult to transfer the substrate.
  • the drying speed may be slow, resulting in a long process time and difficulty in uniform application of the ink composition.
  • the conductive metal ink composition of one embodiment of the invention is to improve the adhesion with a substrate such as glass to form a conductive pattern stably, nickel (Ni), bismuth (Bi), tin (Sn), titanium (Ti) ), Palladium (Pd), chromium (Cr), cobalt (Co), germanium (Ge), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), niobium (Nb), magnesium (Mg), tungsten (W ), Adhesion promoters comprising a second metal powder or a compound of the second metal of vanadium (V) or mixtures thereof.
  • the second metal component included in the second metal powder or the compound of the second metal may not only form an alloy with the first metal powder, but also has a high adhesion to a substrate such as glass, such that the adhesion promoter comprising the The conductive pattern formed using the conductive metal ink composition can be stably attached to the substrate on glass or the like.
  • Adhesion promoter a powder of the second metal, a compound of the second metal, or a mixture thereof may be used.
  • Adhesion promoters applied in the form of metal powders have a high adhesion to substrates such as glass, can be easily alloyed with the first metal powder, and can be stably dispersed on the ink composition.
  • the compound of the second metal may also serve as an adhesion promoter, like the powder of the second metal.
  • Specific examples thereof include oxides of the second metals, carboxylates of the second metal, and a second metal. Acetylacetonate or a mixture thereof .
  • the powder of the second metal may have an average particle diameter of nanoscale.
  • the compound of the second metal may be added after dissolving in a suitable solvent.
  • the adhesion promoter may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the conductive first metal powder included in the ink composition.
  • the adhesion promoter may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the conductive first metal powder included in the ink composition.
  • the content of the adhesion promoter is too small, the adhesion of the conductive pattern to the substrate may not be sufficiently improved. If the content of the adhesion promoter is too large, the viscosity of the ink composition may be high, which may cause inconvenience in the process.
  • any dispersant known to be used in the conductive metal ink composition may be further added.
  • the dispersant polyethylene glycol, polyethylene glycol nonylphenyl ether, polyethylene glycol sorbitan trioleate, polyethylene glycol sorbitan monooleate, polyethylene glycol sorbitan monolaurate, polyethylene glycol sorbitan monopalmitate, polyethyleneimine, polyacrylic acid , Polymers of known structures such as polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, sodium polyacrylate and derivatives thereof, or BYK's Disperbyk® 111, Disperbyk® 110, Disperbyk® 106, Disperbyk® 140, Disperbyk® 108, Disperbyk ® 174, Disperbyk® 180, Disperbyk® 183, Disperbyk® 184, Disperbyk® 190, or Tego® 652 from Tego, and the like, may
  • the conductive metal ink composition may include a polymer coating improver.
  • a coating enhancer is a component that acts as a binder in the ink composition and imparts adhesion to the ink composition, so that the ink composition can be well applied or transferred to the substrate on which the conductive pattern is to be formed as well as the roller.
  • An epoxy-based polymer, a phenol-based polymer or an alcohol-based polymer may be used as the coating improver, and a mixture of two or more selected from these may be used. More specific examples of the epoxy-based polymer among these coating improvers 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. Epoxy polymers, aliphatic polyglycidyl epoxy polymers or glycidyl amine epoxy polymers.
  • phenolic polymer examples include novolak-type phenolic polymers or resol type phenolic polymers, and the like
  • alcohol-based polymers may include cellulose-based polymers, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol polymers, or benzyl alcohol polymers.
  • ethylene vinyl acetate, rosin-based resin, styrene-butadiene-styrene polymer or polyester polymer may be used.
  • the coating improver As materials belonging to these specific examples, materials well known or commercialized in the art may be used as the coating improver, and in addition to these materials, various polymer materials known to be usable in the conductive ink composition may be used as the coating improver. .
  • the ink composition includes these coatability enhancers, such ink composition can exhibit excellent applicability to rollers and good transferability to a substrate, and thus can be suitably applied to roll printing processes and the like.
  • the conductive pattern can be formed well.
  • the polymer coating improver may be included in an amount of 0.1 to 5 wt% based on the weight sum of the first metal powder, the first and second non-aqueous solvents, and the polymer coating improver among the components of the ink composition. Can be. If the content of the coating improver is too small, the coating property or transferability of the ink composition may not be sufficient, and if too large, the conductivity of the conductive pattern formed from the ink composition may be insufficient.
  • the conductive metal ink composition according to the present invention may further include an additive such as a surfactant.
  • an additive such as a surfactant.
  • the type of the surfactant is not particularly limited, and materials known in the art may be used.
  • the conductive metal ink composition of one embodiment of the present invention may further include 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 (Ag) to form a complex.
  • 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 (Ag) to form a complex.
  • Such organic silver complex compounds may be those disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0029826, for example. They have a high solubility in solvents, maintain liquid phase at room temperature, and exhibit excellent stability in ink compositions without a separate dispersant. Can be. In other words, these organic silver complexes can act as a kind of medium and contain silver (Ag) by itself. Incorporation of such organic silver complexes into the conductive metal ink composition can include more conductive metal components, such as silver (Ag) or other conductive powders, while reducing the amount of non-aqueous solvent contained in the ink composition. have. Therefore, the conductive metal ink composition including such an organic silver complex with the first metal powder having conductivity may exhibit more improved conductivity.
  • Such an organic silver complex 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 may be selected from the group consisting of primary or secondary fatty acid silver (Ag) salts having 2 to 20 carbon atoms.
  • the organic ligand and aliphatic carboxylic acid silver (Ag) constituting such an organic silver complex may be combined 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.
  • Such organic silver complexes can themselves serve as liquid media, and as such are further included in the ink composition, a higher content of conductive metal can be achieved while reducing the content of the medium, ie, non-aqueous solvent, contained in the ink composition.
  • the content of the silver component (eg, Ag) contained in the component, for example, the first 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, and thus, for example, at room temperature (about 25 to 50 cPs at about 25 ° C).
  • the organic silver complex may preferably function as a kind of medium of the ink composition, and the ink composition may maintain excellent dispersion stability even under low content of non-aqueous solvent.
  • the ink composition further comprises the organic silver complex, it is possible to form a conductive pattern exhibiting 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 Korean Patent Laid-Open Publication No. 2008-0029826, wherein solvents such as methanol and terpineol Or butyl carbitol acetate.
  • the organic silver complex may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the conductive first metal powder included in the ink composition.
  • the content of the organic silver complex compound is too small, the conductivity of the conductive pattern formed from the ink composition may become 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 be.
  • the conductive metal ink composition according to the embodiment of the present invention may have an initial viscosity of 10 cPs or less, preferably 5 cPs or less.
  • the initial viscosity may refer to the viscosity from the time of initial manufacture of the conductive metal ink composition to when applied to a roller for a roll printing process.
  • the conductive metal ink composition may have such a low initial viscosity, including the first and second nonaqueous solvents, and thus may exhibit good applicability to the roller.
  • the viscosity may be high on the rollers due to the evaporation of the second non-aqueous solvent, which is highly volatile, which results in good pattern formation and retention on the rollers and good transfer of patterns on the substrate. You can.
  • the roll printing process using the conductive metal ink composition it is possible to form a finer conductive pattern on the substrate well, such that the conductive pattern can exhibit a superior conductivity.
  • the conductive metal ink composition may be preferably applied by a roll printing process to be printed on a substrate, for example, a glass substrate or the like to form a conductive pattern, 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 roller with a cliché in which a pattern corresponding to the conductive pattern is engraved to form a pattern of an ink composition corresponding to the conductive pattern on the roller; Transferring the ink composition pattern on the roller onto a substrate; 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 corresponding to the conductive pattern may be formed on the cliché.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a process of forming a conductive pattern through a roll 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 allow the conductive pattern to be evenly formed.
  • the conductive ink composition 22 is applied to the roller 20.
  • the outer surface of the roller 20 may be covered with a blanket 21, the blanket 21 may be made of polymethyl cellulose (PDMS).
  • PDMS polymethyl cellulose
  • Such PDMS is excellent in viscoelasticity, deformation property or transferability compared to other polymer materials, and thus may be suitably used as the blanket 21.
  • 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 may be high. It starts to increase at a speed.
  • a cliché in which a pattern corresponding to a desired conductive pattern is engraved in contact with the roller is used to contact the roller with a pattern of the ink composition corresponding to the conductive pattern.
  • the cliché 30 serves to selectively remove the ink portion 32 which is not necessary for forming the conductive pattern in contact with the blanket 21 to which the ink composition 22 is applied, and as a result, the desired composition on the roller A pattern of the ink composition corresponding to the conductive pattern can be formed.
  • the cliché 30 has a shape in which a pattern corresponding to a 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 blanket 21.
  • the ink portion 32 which is not required for the formation of the conductive pattern in contact with the ink composition 22 on the X-rays), can be transferred to the protrusions 31 and removed.
  • the pattern of the ink composition is transferred onto the substrate.
  • the blanket 21 of the roller on which the pattern of the ink composition is formed can 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 can be 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 type of the conductive pattern to be formed. For example, when the conductive pattern is an electrode pattern of a flat panel display device, the firing process may be performed at 400 to 600 ° C. It may proceed for 50 minutes, for example, it may proceed for 10 to 40 minutes at 450 °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 showing excellent conductivity, for example, an electrode pattern of a flat panel display device, etc. Can be.
  • the blanket was contacted with a cliché in which a pattern corresponding to a desired conductive pattern was intaglio, thereby forming a pattern of the ink composition on the roller.
  • This roller was then contacted with the glass substrate to form a pattern on the glass substrate. This was baked for 10 minutes in a 450 °C thermal kiln to form a conductive pattern.
  • An ink composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that nickel nanoparticles having an average particle diameter of 100 nm were not added, and a conductive pattern was formed.
  • the adhesion of the conductive patterns formed in Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 was evaluated according to ASTM D3359 method (cross cutting tape test). Specifically, eleven gold was drawn on the conductive patterns of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 at intervals of 1 mm in width and length, respectively, and the ratio of the area removed when the Nichibang tape was attached and detached was evaluated.
  • FIGS. 1 and 2 Attachment states of the conductive patterns on the substrate according to Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 1 and 2.
  • the sheet resistance of the conductive patterns of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 was measured by a 4-point probe, and the thickness thereof was measured using an Alpha step surface profiler to determine the conductive patterns of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1. The specific resistance was obtained.
  • the conductive patterns of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1 were rubbed several times with a soft, dust-free cloth, and measured to the extent that ink appeared on the cloth.
  • the removed area is ' ⁇ ' when the ratio is not changed to 0% at all, ' ⁇ ' when it is more than 0% and 5% or less, ' ⁇ ' when it is more than 5% and 20% or less, and 20 Exceeding% is indicated by 'x'.
  • the conductive metal ink composition according to the present invention can be suitably applied to a roll printing process, etc., to form a conductive pattern exhibiting more improved conductivity and excellent adhesion to a substrate.

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Abstract

본 발명은 전도성을 갖는 제1 금속 분말 비수용매 부착 증진제 및 고분자 코팅성 향상제를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물과, 이러한 전도성 금속 잉크 조성물을 이용한 전도성 패턴의 형성방법에 관한 것으로서, 이러한 전도성 금속 잉크 조성물은 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용될 수 있으며, 보다 향상된 전도도 및 기재에 대한 우수한 부착력을 나타내는 전도성 패턴을 형성할 수 있다.

Description

전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성방법
본 발명은 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용되어, 보다 향상된 전도도 및 기재에 대한 우수한 부착력을 나타내는 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 금속 잉크 조성물 및 이를 이용한 전도성 패턴의 형성방법에 관한 것이다. 본 출원은 2010년 8월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2010-0083589호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
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 제조공정을 복잡하게 하며, 공정의 경제성 또한 크게 저하시킬 수 있다.
이 때문에, 최근에는 잉크젯 프린팅법 또는 롤프린팅법 등에 의한 전도성 패턴 형성방법에 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 롤러에 잘 도포될 수 있어야 하고, 롤러에 도포된 이후에는 원하는 패턴 형태로 기판 상에 양호하게 전사될 수 있어야 한다. 또한, 전도성 잉크 조성물에 포함되는 전도성 금속은 기재에 대한 부착력이 좋지 않으며 소성 과정에서 쉽게 응집(agglomeration)되기 때문에, 전도성 패턴의 표면 특성 및 최종 제품의 물성을 저하시킬 수 있다. 이에 따라, 롤프린팅법에 의해 양호한 전도성 패턴을 형성하기에 적절한 특성 및 기재에 대한 높은 부착력을 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 전도성 잉크 조성물을 적용하는 경우, 전도성 패턴의 전도도 및 기재에 대한 부착력이 충분치 못하였으며, 이로 인해 보다 우수한 특성을 갖는 미세 전도성 패턴의 형성을 가능케하는 전도성 잉크 조성물의 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
본 발명은 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용되어, 보다 향상된 전도도및 기재에 대한 우수한 부착력을 나타내는 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 금속 잉크 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 이용한 전도성 패턴의 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은
전도성을 갖는 제1 금속 분말;
25℃에서 증기압이 3torr 이하인 제1 비수용매 및 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하는 제2 비수용매를 포함하는 비수용매;
니켈(Ni), 비스무트(Bi), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 코발트(Co), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb) 마그네슘(Mg) 텅스텐(W) 및 바나듐(V)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물을 포함하는 부착 증진제; 및
고분자 코팅성 향상제
를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기 전도성 금속 잉크 조성물을 롤러에 도포하는 단계;
전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 롤러에 접촉시켜, 상기 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 롤러 상에 형성하는 단계;
상기 롤러 상의 잉크 조성물 패턴을 기판 상에 전사하는 단계; 및
상기 기판 상에 전사된 패턴을 소성하는 단계
를 포함하는 전도성 패턴 형성방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용되어, 보다 향상된 전도도 및 기재에 대한 우수한 부착력을 나타내는 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 금속 잉크 조성물 및 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 이용한 전도성 패턴의 형성방법이 제공된다.
도 1은 롤프린팅 공정을 통한 전도성 패턴의 형성 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 기판 상의 전도성 패턴의 부착 상태를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1에 따른 기판 상의 전도성 패턴의 부착 상태를 나타낸 도이다.
<도면의 주요 부호의 설명>
10: 잉크공급기
20: 롤러
21: 블랭킷
22: 전도성 잉크 조성물
30: 클리셰
31: 돌출부
32: 전도성 패턴 형성에 필요 없는 잉크 부분
40: 기판
41: 패턴
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴 형성방법에 대하여 보다 상세히 설명한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 전도성을 갖는 제1 금속 분말; 25℃에서 증기압이 3torr 이하인 제1 비수용매 및 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하는 제2 비수용매를 포함하는 비수용매; 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 코발트(Co), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W) 및 바나듐(V)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물을 포함하는 부착 증진제; 및 고분자 코팅성 향상제를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물이 제공될 수 있다.
본 발명자들은, 상기 비수용매 및 부착증진제를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물을 사용하면, 기판 상에 원하는 패턴 형태를 보다 양호하게 전사할 수 있으며 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있고, 이러한 전도성 패턴이 기재에 대하여 높은 부착력을 갖는다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
전도성 금속 분말은 유리 등의 기재에 잘 부착되지 않는 성질을 갖기 때문에, 종래의 전도성 금속 잉크 조성물을 적용하는 롤프린팅 공정에서는 전도성 패턴이 안정적으로 형성되기 어려울 뿐만 아니라, 가혹 조건의 PECVD 공정 등에서전도성 패턴막의 들뜸(peeling) 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
이에 반하여, 발명의 일 구현예에서는 상기 제2 금속 분말 또는제2 금속의 화합물을 포함한 부착 증진제를 적용하는데, 이러한 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물을 포함한 부착 증진제는 유리 등의 기재에 용이하게 부착될수 있을 뿐만 아니라, 상기 전도성을 갖는 제1 금속 분말과 합금(alloy)을 형성할 수 있어서, 전도성 패턴과 기재의 부착성을 현저하게 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 이용하여 형성된 전도성 패턴은 TFT 등을 이용한 평판 디스플레이 제조 공정에서 적용되는 가혹 조건의 PECVD 공정을 적용하여도 전도성 패턴막의 들뜸(peeling) 현상 없이 기재에 견고하게 부착된 상태가 유지될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물은 상기 제1 금속 분말과 유리 사이에 일종의 상용화제(compatibilizer)로서 작용하여, 유리와 부착력이 좋지 않은 제1 금속 분말을 포함하는 박막이 유리와 안정적인 접촉을 유지하게 하는 역할을 한다. 상기 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물이 이러한 역할을 원활하게 수행하려면, 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물과 유리의 부착력이 양호해야 하는데, 유리와의 부착력이 양호한 금속은 유리와 원자적인 결합을 형성할 수 있는 특징이 있다.
예를 들어, 제2 금속이 유리의 성분 중 하나인 실리콘 원자적인 결합을 통하여 안정적인 규화물을 형성할 수 있다면, 제2 금속과 유리의 부착안정성은 그렇지 않은 금속에 비하여 양호하다. 그리고, 이에 덧붙여서 제2 금속이 제1 금속과 결합하여 안정한 합금을 형성할 수 있으면, 제1 금속은 열처리를 통하여 일부 소량이 제2 금속과 합금을 형성하고, 제2 금속의 일부는 유리와 원자적인 결합을 이루는 것이 가능하다. 이러한 과정을 통하여 유리와의 부착력이 향상된 전도성 금속 박막을 형성할 수 있다. 안정적인 규화물을 형성할 수 있는 금속의 예는 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 코발트(Co), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W) 바나듐(V) 등이 있다.
또한, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 상온에서 증기압이 서로 다른 제1 및 제2 비수용매를 매질로서 포함한다. 이들 제1 및 제2 비수용매는 서로 다른 증기압에 의해 상이한 휘발성을 가지며, 특히, 제2 비수용매는 상온에서 낮은 증기압 및 이에 따른 높은 휘발성을 나타낸다. 따라서, 이들 제1 및 제2 비수용매를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물은 저장되는 동안과, 롤프린팅을 위한 롤러에 도포될 때까지는 낮은 점도를 가지며, 상기 제1 및 제2 비수용매를 포함하는 매질 내에서 전도성 금속 분말 등의 균일한 조성이 유지될수 있다. 그러므로, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 상기 롤러 상에 균일하게 도포하기가 용이하다.
그리고, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 매질 중의 제2 비수용매의 높은 휘발성으로 인해 공기 중에 노출되면 상기 제2 비수용매가 즉시 휘발되기 시작하여, 대략 수 분 내에 점도가 크게 증가될 수 있다. 따라서, 롤러 상에 도포된 잉크 조성물을 원하는 형태로 패터닝하기가 용이하게 되며, 패턴 형성 후에도 상기 잉크 조성물이 롤러 상에서 흘러내리지 않고 양호한 패턴 형태를 유지할수 있다.
따라서, 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 이용하여 롤프린팅 공정을 적용하면, 기판 상에 원하는 패턴 형태를 보다 양호하게 전사할 수 있게 되며, 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 된다.
한편, 발명의 일 구현예의 전도성 금속 잉크 조성물은 전도성을 갖는 제1 금속 분말을 포함한다. 이러한 제1 금속 분말로는 전기적 전도성을 나타내는 것으로 알려진 임의의 금속 분말을 사용할수 있으나, 금속 중에서 높은 전도도를 갖는 은(Ag)이나 구리(Cu) 중 1종 이상을 택하는 것이 바람직하다.
상기 잉크 조성물 내에서 상기 제1 금속 분말이 균일하게 분산되고 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴이 우수하고도 균일한 전도도를 나타낼 수 있도록 하기 위해, 상기 제1 금속 분말은 나노 스케일의 평균 입경을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 금속 분말은1 ~ 100nm, 바람직하게는 5 ~ 70nm, 더욱 바람직하게는 5 ~ 50nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
상기 제1 금속 분말은 상기 잉크 조성물의 각 성분 중, 예를 들어, 제1 금속 분말, 제1 및 제2 비수용매 및 고분자 코팅성 향상제의 중량 합에 대해, 15 내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 제1 금속 분말의 함량이 지나치게 작아지면 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴의 전도도가 충분치 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.
또한, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 제1 및 제2 비수용매를 포함한다. 제1 비수용매는 25℃에서 증기압이 3torr 이하이고 비교적 낮은 휘발성을 나타내는 용매로서, 소성 전까지 잉크 조성물의 분산매로서 작용할 수 있는 것이다.
이러한 제1 비수용매로는 25℃에서 증기압이 3torr 이하인 것으로 알려진 임의의 비수용매를 사용할수 있으며, 예를 들어, 25℃에서 증기압이 3torr 이하인 알코올계 용매, 글리콜계 용매, 폴리올계 용매, 글리콜 에테르계 용매, 글리콜에테르 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 하이드로카본계 용매, 락테이트계 용매, 에스테르계 용매, 비양자성 설폭사이드계 용매 또는 니트릴계 용매 등을 사용하거나, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합 용매를 사용할 수도 있다. 이러한 제1 비수용매의 보다 구체적인 예로는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세롤, 프로필렌글리콜 프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르, 에틸렌글리콜 모노이소프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 에틸에테르, N-메틸피롤리돈, 헥사데칸, 펜타데칸, 테트라데칸, 트리데칸, 도데칸, 운데칸, 데칸, DMSO, 아세토니트릴, 아세톤알코올 또는 부틸셀로솔브 등을 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합 용매도 사용할 수 있음은 물론이다.
한편, 제2 비수용매는 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하고 높은 휘발성을 나타내는 용매로서, 상술한 바와 같이, 잉크 조성물이 롤러 상에 도포될 때까지는 제1 비수용매와 함께 잉크 조성물의 낮은 점도 및 롤러에 대한 우수한 도포성을 유지하다가, 증발에 의해 제거되어 잉크 조성물의 점도를 높이고 롤러 상에서의 패턴 형성 및 유지가 잘 이루어질 수 있도록 하는 성분이다.
이러한 제2 비수용매로는 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하는 것으로 알려진 임의의 비수용매를 사용할수 있으며, 예를 들어, 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하는 알코올계 용매, 글리콜 에테르계 용매, 글리콜 에테르 에스테르계 용매, 케톤계 용매, 하이드로카본계 용매, 락테이트계 용매, 에스테르계 용매, 비양자성 설폭사이드계 용매 또는 니트릴계 용매 등을 사용하거나, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합 용매를 사용할 수도 있다. 이러한 제2 비수용매의 보다 구체적인 예로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, t-부탄올, 펜탄올, 헥산올, 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, 시클로헥산, 테트라하이드로푸란, 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌 등을 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합 용매도 사용할 수 있음은 물론이다.
상술한 제1 및 제2 비수용매는 상기 잉크 조성물의 각 성분 중, 예를 들어, 제1 금속 분말, 제1 및 제2 비수용매 및 고분자코팅성 향상제의 중량 합에 대해, 각각 5 내지 70 중량% 및 10 내지 74 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 제1 비수용매의 함량이 지나치게 작아지거나 상기 제2 비수용매의 함량이 지나치게 커지는경우, 잉크 조성물을 롤러에 도포한 후 건조속도가 빨라져 기판에 대한 전사가 어려울 수 있다. 반대로, 상기 제1 비수용매의 함량이 지나치게 커지거나 상기 제2 비수용매의 함량이 지나지게 작아지면, 건조속도가 느려져 공정 시간이 길어지고 잉크 조성물의 균일한 도포가 이루어지기 어려울수 있다.
한편, 발명의 일 구현예의 전도성 금속 잉크 조성물은 유리 등의 기재와의 부착력을 향상시켜 전도성 패턴이 안정적으로 형성되게 하기 위하여, 니켈(Ni), 비스무트(Bi), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 코발트(Co), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W), 바나듐(V) 또는 이들의 혼합물의 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물을 포함한 부착 증진제를 사용할 수 있다. 상기 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물에 포함되는 제2 금속성분은 제1 금속 분말과 합금을 형성할 수 있을 뿐만 아니라유리 등의 기재에 대한 부착력도 현저히 높아서, 이를 포함하는 부착 증진제는 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 사용하여 형성된 전도성 패턴이 유리 등에 기재에 안정적으로 부착되게 할 수 있다.
보다 더 바람직하게는, 상기 부착 증진제로는 상기 제2 금속의 분말, 제2 금속의 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 금속의 분말 형태로 적용되는 부착 증진제는 유리 등의 기재에 대하여 높은 부착력을 갖고, 제1 금속 분말과 용이하게 합금을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 상기 잉크 조성물 상에서 안정적으로 분산될수 있다.
또한, 상기 제2 금속의 화합물 또한 상기 제2 금속의 분말과 같이 부착 증진제의 역할을 할 수 있는데, 이의 구체적인 예로는 상술한 제2 금속들의 산화물이나 제2 금속의 카르복실레이트, 제2 금속의 아세틸아세토네이트 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 부착 증진제가 상기 잉크 조성물 내에서 균일하게 분산되고, 제1 금속 분말과 용이하게 합금을 형성하고 기재에 대하여 높은 부착력을 구현하기 위하여, 상기 제2 금속의 분말은 나노 스케일의 평균 입경을 가질 수 있고, 제2 금속의 화합물은 적절한 용매에 용해 후 첨가할 수 있다.
상기 부착 증진제는 상기 잉크 조성물에 포함된 전도성을 갖는 제1 금속 분말의 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 10 중량부의 함량으로 포함될수 있다. 이러한 부착 증진제의 함량이 지나치게 작아지면, 상기 전도성 패턴의 기재에 대한 부착력이 충분히 향상될 수 없으며, 상기 부착 증진제의 함량이 지나치게 커지면, 잉크 조성물의 점도가 높아져 공정 진행에 불편을 초래할 수 있다.
상기 잉크 조성물 상에서 상기 제2 금속 분말을 안정적으로 분산시키기 위하여, 전도성 금속 잉크 조성물에 사용될 수 있는 것으로 알려진 임의의 분산제를 추가로 첨가할 수 있다. 상기 분산제로는 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜 소비탄 트리올리에이트, 폴리에틸렌글리콜 소비탄 모노올리에이트, 폴리에틸렌글리콜 소비탄 모노라우레이트, 폴리에틸렌글리콜 소비탄 모노팔미테이트, 폴리에틸렌이민, 폴리아크릴산, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산 나트륨 등의 구조가 알려진 고분자 및 이의 유도체를 사용하거나, BYK사의 Disperbyk® 111, Disperbyk® 110, Disperbyk® 106, Disperbyk® 140, Disperbyk® 108, Disperbyk® 174, Disperbyk® 180, Disperbyk® 183, Disperbyk® 184, Disperbyk® 190 또는 Tego사의 Tego® 652 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 고분자 코팅성 향상제를 포함할 수 있다. 이러한 코팅성 향상제는 잉크 조성물내에서 바인더로서 작용하고 잉크 조성물에 접착성을 부여하여, 상기 잉크 조성물이 롤러뿐 아니라 전도성 패턴이 형성될기판에 잘 도포 또는 전사될 수 있도록 하는 성분이다.
이러한 코팅성 향상제로는 에폭시계 고분자, 페놀계 고분자 또는 알코올계 고분자 등을 사용할수 있고, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합물을 사용할 수도 있다. 이러한 코팅성 향상제 중 에폭시계 고분자의 보다 구체적인 예로는, 비스페놀 A형 에폭시 고분자, 비스페놀 F형 에폭시 고분자, 노볼락형 에폭시 고분자, 브롬화 에폭시 고분자 등의 난연성 에폭시 고분자, 지방족환을 갖는 에폭시 고분자, 고무 변성 에폭시 고분자, 지방족 폴리글리시딜형 에폭시 고분자 또는 글리시딜 아민형 에폭시 고분자등이 있다. 또한, 페놀계 고분자의 보다 구체적인 예로는 노볼락형 페놀 고분자 또는 레졸형페놀 고분자 등이 있으며, 알코올계 고분자로는 셀룰로오스계 고분자, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 고분자또는 벤질알코올 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, 예를 들어, 제1 금속 분말, 제1 및 제2 비수용매 및 고분자코팅성 향상제의 중량 합에 대해, 0.1 내지 5 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 코팅성 향상제의 함량이 지나치게 작아지면, 잉크 조성물의 도포성이나 전사성이 충분치 못할 수 있고, 반대로 지나치게 커지면 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴의 전도도가 충분치 못하게 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전도성 금속 잉크 조성물은 계면활성제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 계면활성제의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니고, 당 기술분야에 알려진 물질들을 이용할 수 있다.
한편, 발명의 일 구현예의 전도성 금속 잉크 조성물은 아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은(Ag)과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물을 더 포함할 수 있다.
이러한 유기 은 착화합물은 한국 특허 공개 제2008-0029826호에 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, 전도성을 갖는 상기 제1 금속 분말과 함께 이러한 유기 은 착화합물을 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물은 보다 향상된 전도성을 나타낼 수 있다.
이러한 유기 은 착화합물은 알코올기로 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 내지 20의 1급 또는 2급 지방산 은(Ag) 염으로 이루어진 그룹에서 선택될수 있다. 이러한 유기 은 착화합물을 이루는 상기 유기 리간드 및 지방족 카르복실산 은(Ag)은 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 띌 수 있다. 이러한 유기 은 착화합물은 그 자체로 액상 매질의 역할을 할 수 있으므로, 이를 상기 잉크 조성물에 더 포함시킴에 따라, 잉크 조성물 내에 포함되는 매질, 즉, 비수용매의 함량을 줄이면서 보다 많은 함량의 전도성 금속 성분, 예를 들어, 제1 금속 분말이나 상기 착화합물에 포함된은(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℃에서 50 ~ 2,000cPs의 높은 점도를나타낼 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 더 포함하면, 보다 높은 전도성 금속 성분의 밀도 및 이에 따른 우수한 전도도를 나타내는 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있다.
이러한 유기 은 착화합물은 한국 특허 공개 제2008-0029826호에 개시된 바와 같이, 용매 하에서 상술한 유기 리간드 및 지방족 카르복실산 은을 반응시키는 방법으로 제조할 수 있으며, 이때의 용매로는 메탄올, 터피네올 또는 부틸카비톨아세테이트 등을 사용할 수 있다.
상기 유기 은 착화합물은 상기 잉크 조성물에 포함된 전도성을 갖는 제1 금속 분말의 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 5 중량부의 함량으로 포함될수 있다. 이러한 유기 은 착화합물의 함량이 지나치게 작아지면, 상기 잉크 조성물로부터 형성된 전도성 패턴의 전도도가 충분치 못하게 될 수 있으며, 상기 유기 은 착 화합물의 함량이 지나치게 커지면, 잉크 조성물의 점도가 높아져 공정 진행에 불편을 초래할 수 있다.
상술한 발명의 일 구현예에 따른 전도성 금속 잉크 조성물은 10cPs 이하, 바람직하게는 5cPs 이하의 초기 점도를 가질 수 있다. 이 때, 초기 점도라 함은 상기 전도성 금속 잉크 조성물의 최초 제조시부터 롤프린팅 공정을 위한 롤러에 도포될때까지의 점도를 포괄하여 의미할 수 있다. 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 제1 및 제2 비수용매를 포함하여 이러한 낮은 초기 점도를 가질 수 있고, 이에 따라, 롤러에 대한 우수한 도포성을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 롤러에 대한 도포 후에는, 휘발성이 높은 제2 비수용매의 증발로 인해 롤러 상에서 점도가 높아질 수 있고, 이로 인해 롤러 상에서 양호하게 패턴이 형성 및 유지되고, 기판 상에 양호하게 패턴을 전사시킬 수 있다.
따라서, 상기 전도성 금속 잉크 조성물을 이용해 롤프린팅 공정을 적용함으로서, 기판 상에 보다 미세한 전도성 패턴을 양호하게 형성할 수 있게 되며, 이러한전도성 패턴이 보다 우수한 전도도를 나타낼 수 있게 된다.
그러므로, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 롤프린팅 공정에 의해, 기판, 예를 들어, 유리 기판 등에 인쇄되어 전도성 패턴을 형성하기 위해 바람직하게 적용될수 있고, 특히, 평판 디스플레이 소자의 전극 패턴 등을 형성하기 위해 매우 바람직하게 적용될 수 있다.
발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 전도성 금속 잉크 조성물을 사용한 전도성 패턴의 형성방법이 제공된다. 이러한 전도성 패턴의 형성방법은 상술한 전도성 금속 잉크 조성물을 롤러에 도포하는 단계; 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 롤러에 접촉시켜, 상기 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 롤러 상에 형성하는 단계; 상기 롤러 상의 잉크 조성물패턴을 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 대응하는 패턴이음각으로 형성될 수 있다.
한편, 첨부한 도면을 참고로, 상기 발명의 다른 구현예에 따른 전도성 패턴 형성 방법을 각 단계별로 설명하면 다음과 같다. 도 1은 롤프린팅 공정을 통한 전도성 패턴의 형성 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 상술한 전도성 금속 잉크 조성물을 형성한다. 이를 위해 각 성분을 혼합한 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 롤러(20)에 도포한다. 이 때, 상기 롤러(20)의 외면은 블랭킷(21)으로 덮일 수 있고, 이러한 블랭킷(21)은 폴리메틸셀록산(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 블랭킷(21) 상에 도포될수 있으며, 이때부터 제 2 비수용매가 증발하기 시작하면서 상기 잉크 조성물(22)의 점도가 빠른 속도로 증가하기 시작한다.
상기 잉크 조성물(22)을 블랭킷(21) 상에 도포한 후에는, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 롤러에 접촉시켜, 상기 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 롤러 상에 형성한다.
즉, 상기 클리셰(30)는 잉크 조성물(22)이 도포된 블랭킷(21)에 접촉하여 전도성 패턴 형성에 필요 없는 잉크 부분(32)을 선택적으로 제거하는 역할을 하며, 그 결과 상기 롤러 상에 원하는 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴이 형성될수 있다. 이를 위해, 상기 클리셰(30)는 블랭킷(21)과 접촉하는 면에, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 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 필요 없는 잉크 부분(32)을 상기 돌출부(31)에 전사시켜 제거할 수 있다.
상기 롤러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성한 후에는, 이러한 잉크 조성물의 패턴을 기판 상에 전사한다. 이를 위해, 잉크 조성물의 패턴이 형성된 롤러의 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 400 ~ 600℃에서 5 ~ 50분 동안 진행될 수 있으며, 예를 들어, 450℃에서 10 ~ 40분 동안 진행될 수 있다.
상술한 롤프린팅 공정을 이용한 전도성 패턴 형성방법을 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.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
<실시예 1> 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, Tackirol 160 0.7g, 실리콘계 계면활성제인 BYK® 333 0.2g 및 평균 입경 100nm의 니켈 나노 입자 0.0857g과 Disperbyk® 180 0.004g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 브룩필드 점도계를 사용하여 잉크의 초기점도를 측정한 결과 3.2 cps이었다.
상기 잉크 조성물을 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리세와 상기 블랭킷을 접촉시켜, 상기 롤러 상에 잉크 조성물의 패턴을 형성하였다. 이후, 이러한 롤러를 유리 기판에 접촉시켜 상기 유리 기판 상에 패턴을 형성하였다. 이를 450℃ 열 소성로에서 10분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다.
<실시예 2>
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, Tackirol 160 0.7g. BYK® 333 0.2g 및 평균 입경 100 nm의 주석 나노 입자 0.0857g와 주석(II) (2-에틸헥사노에이트) 0.01g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 이후 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 패턴을 형성하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하였다.
<실시예 3>
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, Tackirol 160 0.7g, BYK® 337 0.8g 및 평균 입경 20 nm의 산화 마그네슘 나노 입자 0.0857g과 Disperbyk® 180 0.005g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 이후 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 패턴을 형성하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하였다.
<실시예 4>
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 우레탄 디올계 고분자 0.03g, BYK® 333 0.2g 및 비스무트(III) 네오데카노에이트 0.08g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 이후 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 패턴을 형성하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하였다.
<실시예 5>
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 아세톤알코올(25℃에서 증기압 2.95 torr) 0.24g, Tackirol 160 0.7g, Tego® Glide 482 0.2g 및 팔라듐(II) 아세테이트 0.08g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 이후 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 패턴을 형성하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하였다.
<실시예 6>
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 스티렌-벤질메타크릴레이트의 공중합체 0.08g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 아세톤알코올(25℃에서 증기압 2.95 torr) 0.24g, BYK® 333 0.2g 및 니켈(II) (2-에틸헥사노에이트) 0.08g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 이후 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 패턴을 형성하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하였다.
<실시예 7>
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 아세톤알코올(25℃에서 증기압 2.95 torr) 0.24g, Tackirol 160 0.7g, BYK® 333 0.2g 및 코발트(III) 아세테이트 0.08g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 이후 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 패턴을 형성하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하였다.
<실시예 8>
평균 입경 50nm의 은 나노 입자 8.57g, 메틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸 셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, BYK® 373 0.2g 및 은 헥사노에이트와 디에탄올 아민이 2 대 1의 당량비로 결합한 착화합물 0.86g 및 팔라듐(II) 아세테이트 0.02g을 혼합하고, 24시간 동안 교반한 후 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 이후 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 전도성 패턴을 형성하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 물성을 평가하였다.
<비교예 1>
상기 평균 입경 100nm의 니켈 나노 입자를 첨가하지 않은 점을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하고, 전도성 패턴을 형성하였다.
<실험예 1> 부착성 테스트
상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1에서 형성된 전도성 패턴의 부착성을 ASTM D3359 방법(cross cutting tape test)에 준하여 평가하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1의 전도성 패턴에 가로 및 세로 각각 1mm 간격으로 11개의 금을 긋고, 니치방 테이프를 붙인 후 떼어내었을 때 제거된 면적의 비율을 평가하였다.
<실험예 2> PECVD 증착 테스트
상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1의 전도성 패턴이 형성된 유리 기판에, 350℃및 진공의 조건에서 SiNx를 500nm 두께로 증착한후, 전도성 패턴막의 들뜸(peeling) 현상의 발생 유무를 SEM 및 육안으로 평가하였다.
실시예 1의 전도성 패턴은 유리 기판에 안정적으로 부착되어 들뜸(peeling) 현상이 발생되지 않는 것이 관찰되었다. 이에 반하여, 비교예 1의 전도성 패턴은 유리 기판에 불안정하게 부착되어 들뜸(peeling) 현상이 나타나는 점이 확인되었다.
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 기판 상의 전도성 패턴의 부착 상태를 하기 도 1 및 도 2에 나타내었다.
<실험예 3> 전도성 패턴의 비저항 측정
상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1의 전도성 패턴의 면저항을 4-point probe로 측정하고, 두께는 Alpha step surface profiler를 이용하여 측정하여, 상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1의 전도성 패턴의 비저항을 구하였다.
<실험예 4> 경도(hardness) 측정
상기 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1의 전도성 패턴을 부드러운 무진천으로 수회 문질러 잉크가 천에 묻어나오는 정도로 측정하였다.
상기 실험예 1 ~ 4의 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure PCTKR2011006343-appb-I000001
※상기 테이프 테스트 결과에서, 제거된 면적이 비율이 0%로 전혀 변화 없는 경우 '◎'로, 0% 초과 5% 이하인 경우 '○'로, 5% 초과 20% 이하인 경우 '△', 그리고 20% 초과하는 경우 '×'로 나타내었다.
※상기 무진천 테스트 결과에서, 무진천으로 수 회 문질렀을 때, 무진천에 잉크가 묻어나온 것을 육안으로 확인할 수 없고, 또한 유리기판에서도 잉크가 제거된 흔적을 찾을 수 없는 경우를 '◎'로, 무진천에 잉크가 매우 미량 묻어나오므로 무진천에서는 묻어나온 잉크를 육안으로 확인하기 어려우나 유리기판에는 문지른 흔적이 육안으로 식별가능할 정도로 남은 경우를 '○'로, 그리고 잉크가 묻어나온 것을 무진천과 유리기판 모두에서 확인할 수 있는 경우를 '×'로 나타내었다.
상기 결과와 같이, 본 발명에 따른 전도성 금속 잉크 조성물은 롤프린팅 공정 등에 적합하게 적용되어, 보다 향상된 전도도 및 기재에 대한 우수한 부착력을 나타내는 전도성 패턴을 형성할 수 있다.

Claims (16)

  1. 전도성을 갖는 제1 금속 분말;
    25℃에서 증기압이 3torr 이하인 제1 비수용매 및 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하는 제2 비수용매를 포함하는 비수용매;
    니켈(Ni), 비스무트(Bi), 주석(Sn), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 코발트(Co), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 텅스텐(W) 및 바나듐(V)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 제2 금속 분말 또는 제2 금속의 화합물을 포함하는 부착 증진제; 및
    고분자 코팅성 향상제
    를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 금속 분말은 은(Ag) 및 구리(Cu)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 금속 분말의 평균 입경은 1 ~ 100nm인 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 비수용매는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세롤, 프로필렌글리콜 프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르, 에틸렌글리콜 모노이소프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 에틸에테르, N-메틸피롤리돈, 헥사데칸, 펜타데칸, 테트라데칸, 트리데칸, 도데칸, 운데칸, 데칸, DMSO, 아세토니트릴, 아세톤알코올 및 부틸셀로솔브로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 비수용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, t-부탄올, 펜탄올, 헥산올, 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, 시클로헥산, 테트라하이드로푸란, 벤젠, 톨루엔및 자일렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 부착 증진제는 제2 금속 분말 단독, 제2 금속의 산화물, 제2 금속의 카르복실레이트 및 제2 금속의 아세틸아세토네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 부착 증진제의 함량은 상기 제1 금속 분말의 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 고분자 코팅성 향상제는 에폭시계 고분자, 페놀계 고분자및 알코올계 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 유기 은 착화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 유기 은 착화합물은 알코올기로 치환된 1차 내지 4차 아민으로 이루어진 군에서 선택되는 유기 리간드와 지방족 카르복실산 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 유기 은 착화합물의 함량은 상기 제1 금속 분말의 100 중량부를 기준으로, 0.1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 금속 잉크 조성물의 점도는 10cPs 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 롤프린팅 공정용인 것을 특징으로 하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항의 전도성 금속 잉크 조성물을 롤러에 도포하는 단계;
    전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰를 상기 롤러에 접촉시켜, 상기 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴을 상기 롤러 상에 형성하는 단계;
    상기 롤러 상의 잉크 조성물 패턴을 기판 상에 전사하는 단계; 및
    상기 기판 상에 전사된 패턴을 소성하는 단계
    를 포함하는 전도성 패턴의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 소성하는 단계는 400 ~ 600℃에서 5 ~ 50분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 전도성 패턴의 제조방법.
  16. 청구항 14의 전도성 패턴의 제조방법에 따라 제조되고, 비저항이 4 μΩ·cm 이하인 것을 특징으로 하는 전도성 패턴.
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