KR101221716B1 - 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법 - Google Patents

전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법 Download PDF

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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

전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법{CONDUCTIVE METAL INK COMPOSITION AND PREPARATION METHOD FOR CONDUCTIVE PATTERN}
본 발명은 전도성 금속 잉크 조성물 및 전도성 패턴의 형성 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 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.
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 롤프린팅법 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 롤러에 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 충분치 못하였으며, 이로 인해 보다 우수한 특성을 갖는 미세 전도성 패턴의 형성을 가능케 하는 전도성 잉크 조성물의 개발이 계속적으로 요구되고 있다.
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 조성물을 이용하여 보다 향상된 전도성 패턴을 형성하는 전도성 패턴의 형성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 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 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 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 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℃에서 증기압이 3torr 이하인 제 1 비수용매 및 25℃에서 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, 롤프린팅을 위한 롤러에 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 롤러 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, 롤러 상에 도포된 잉크 조성물을 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 롤프린팅 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(Al), 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 ~ 100nm, 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%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 전도성 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.
상기 전도성 금속 잉크 조성물은 또한 제 1 및 제 2 비수용매를 포함한다. 제 1 비수용매는 25℃에서 증기압이 3torr 이하이고 비교적 낮은 휘발성을 나타내는 용매로서, 소성 전까지 잉크 조성물의 분산매로서 작용할 수 있는 것이다.
이러한 제 1 비수용매로는 25℃에서 증기압이 3torr 이하인 것으로 알려진 임의의 비수용매를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 25℃에서 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 혼합 용매를 사용할 수도 있다. 이러한 제 1 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 또는 부틸셀로솔브 등을 들 수 있으며, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합 용매도 사용할 수 있음은 물론이다.
한편, 제 2 비수용매는 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하고 높은 휘발성을 나타내는 용매로서, 상술한 바와 같이, 잉크 조성물이 롤러 상에 도포될 때까지는 제 1 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 제 2 비수용매로는 25℃에서 증기압이 3torr를 초과하는 것으로 알려진 임의의 비수용매를 사용할 수 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 등의 휘발성 용매를 사용하거나, 이들 중에 선택된 2종 이상의 혼합 용매를 사용할 수도 있다. 이러한 제 2 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 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%, 바람직하게는 약 20 내지 50 중량% 및 약 25 내지 55 중량%, 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 롤러에 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 혼합물을 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, 알코올계 고분자로는 셀룰로오스계 고분자, 폴리비닐알코올 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%, 더욱 바람직하게는 약 2 내지 3 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.
상술한 각 구성 성분 외에도, 상기 전도성 금속 잉크 조성물은 아민기와 하이드록시기를 포함하는 유기 리간드가 지방족 카르복실산 은과 결합하여 착체를 형성한 유기 은 착화합물을 포함한다. 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 2~20의 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 띌 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℃)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 반응시키는 방법으로 제조할 수 있으며, 이때의 용매로는 메탄올, 터피네올 또는 부틸카비톨아세테이트 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 충분치 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 롤러에 도포할 때 디웨팅 현상 또는 핀홀 발생을 더욱 억제할 수 있다. 이로 인해, 롤러 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 롤러 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 롤프린팅 공정을 위한 롤러에 도포될 때까지의 점도를 포괄하여 의미할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 초기 점도라 함은 상기 전도성 금속 잉크 조성물의 최초 제조시부터 롤러에 도포되기 전에 보관 중일 때의 점도(다시 말해서, 롤러에 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, 롤러에 대한 우수한 도포성을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 롤러에 대한 도포 후에는, 휘발성이 높은 제 2 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.
만일, 초기 점도가 지나치게 높아지는 경우, 상기 잉크 조성물을 롤러에 도포할 때 잉크 조성물의 토출압을 지나치게 높여야 해서 제어가 어렵고 롤러에 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 롤프린팅 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 롤프린팅 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 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 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 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 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. 이때, 상기 롤러(20)의 외면은 블랭킷(21)으로 덮일 수 있고, 이러한 블랭킷(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 블랭킷(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)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 필요없는 잉크 부분(32)을 선택적으로 제거하는 역할을 하며, 그 결과 상기 롤러 상에 원하는 전도성 패턴에 대응하는 잉크 조성물의 패턴이 형성될 수 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 필요없는 잉크부분(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 약 300~600℃에서 약 5~50분 동안 진행될 수 있으며, 예를 들어, 약 400~480℃에서 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.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 롤프린팅 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, 보다 우수한 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 디스플레이 소자의 미세 전극 패턴 등을 양호하게 형성할 수 있다.
도 1은 롤프린팅 공정을 통한 전도성 패턴의 형성 과정을 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.
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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.22g, 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량%의 은(Ag)(헥사노에이트)(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 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g, 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g 을 혼합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량%의 은(Ag)(헥사노에이트)(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, 3.63cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 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 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량%의 은(Ag)(스테아레이트)(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, 3.29cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량%의 은(Ag)(헥사노에이트)(2-메톡시에틸아민)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 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량%의 은(Ag)(헥사노에이트)(2-메틸아미노에탄올)2을 첨가하여 12 시간 동안 진탕한 후, 1㎛의 필터로 여과하여 잉크 조성물을 제조하였다. 후술하는 방법에 따라, 이러한 잉크 조성물의 초기 점도를 측정한 결과, 2.83cPs인 것으로 확인되었다.
상기 잉크 조성물을 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 상기 은 나노 입자의 중량 기준으로 5 중량%의 은(Ag)(헥사노에이트)(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 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 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℃에서 증기압 6.2torr) 2.3g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7g, 부틸셀로솔브(25℃에서 증기압 0.76torr) 10g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 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 롤러의 PDMS 블랭킷에 도포한 후, 원하는 전도성 패턴에 대응하는 패턴이 음각으로 형성된 클리셰와 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 30분간 소성하여 전도성 패턴을 형성하였다.
참고예 1: 고점도 잉크 조성물의 형성
평균 입경 16nm의 은 나노 입자 7.5g, 메틸셀로솔브(25℃에서 증기압 6.2torr) 2.6g, 에탄올(25℃에서 증기압 59.3torr) 7.7g, 프로필셀로솔브(25℃에서 증기압 0.975torr) 9.9g, N-메틸피롤리돈(25℃에서 증기압 0.375torr) 0.8g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 12시간 동안 진탕하였다. 그 결과물을 1㎛의 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℃에서 증기압 6.2torr) 6.1g, 프로필셀로솔브(25℃에서 증기압 0.975torr) 11.4g, N-메틸피롤리돈(25℃에서 증기압 0.375torr) 0.5g, 폴리디메틸실록산계 계면활성제 0.2g 및 페놀계 고분자의 일종인 페놀 알데히드 노볼락 수지 0.7g을 혼합하고, 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 90i를 사용하였다. 도 2를 참조하면, 실시예의 잉크 조성물을 사용하여 대략 10㎛의 선폭을 갖는 전도성 패턴이 양호하게 형성될 수 있음이 확인된다. 이에 비해, 10cPs를 넘는 참고예 1 및 2의 조성물을 사용한 경우 롤러에 잉크를 도포하는 것조차 불가능하였다.
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.
비저항(μΩ·cm)
실시예 1 9.80
실시예 2 4.50
실시예 5 17.29
실시예 6 13.31
실시예 7 15.92
비교예 1 79.60
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 (15)

  1. 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 포함하고,
    유기 은 착화합물을 제외한 전도성 금속 잉크 조성물의 나머지 성분의 중량 합에 대해,
    전도성 금속 분말은 15 내지 30 중량%;
    제 1 비수용매는 5 내지 70 중량%;
    제 2 비수용매는 10 내지 74 중량%; 및
    고분자 코팅성 향상제는 0.1 내지 5 중량%를 포함하고,
    상기 전도성 금속 분말의 100 중량부를 기준으로, 유기 은 착화합물은 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 롤프린팅 공정에 의해 기판에 인쇄되어 전도성 패턴을 형성하기 위해 사용되는 전도성 금속 잉크 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 평판 디스플레이 소자의 전극을 형성하기 위해 사용되는 전도성 금속 잉크 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 금속 분말은 은(Ag), 구리(Cu), 금(Au), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 아연(Zn), 니켈(Ni), 철(Fe), 백금(Pt) 및 납(Pb)으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 금속 분말인 전도성 금속 잉크 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 금속 분말은 1~100nm의 평균 입경을 갖는 전도성 금속 잉크 조성물.
  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 알코올기로 치환된 1차 내지 4차 아민으로 이루어진 그룹에서 선택되는 전도성 금속 잉크 조성물.
  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.
  8. 제 1 항에 있어서, 제 1 비수용매는 25℃에서 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 및 니트릴계 용매로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 비휘발성 용매를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 2 비수용매는 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 및 니트릴계 용매로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 휘발성 용매를 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  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.
  11. 제 2 항에 있어서, 20cPs 이하의 초기 점도를 갖는 전도성 금속 잉크 조성물.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서, 유기 은 착화합물을 제외한 전도성 금속 잉크 조성물의 나머지 성분의 중량 합에 대해, 계면 활성제는 0.01 내지 4 중량%를 더 포함하는 전도성 금속 잉크 조성물.
  14. 제 1 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 단계를 포함하는 전도성 패턴 형성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 전도성 패턴은 평판 디스플레이 소자의 전극 패턴인 전도성 패턴 형성 방법.
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