선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서는 롤투롤 슬롯-다이 시스템에서의 투명전극필름 생산을 위한 공정에서 고려되어야 할 여러가지 설계 파라미터들을 제시하였다. 시스템적 관점에서 외란을 최소화하기 위한 관점들을 제시하였으며, 기존의 슬롯-다이 코팅 공정 모델을 발전시켜 새롭게 제안하였다.
제안 방법
- 시스템적 관점에서 외란을 최소화하기 위한 관점들을 제시하였으며, 기존의 슬롯-다이 코팅 공정 모델을 발전시켜 새롭게 제안하였다. AgNW/CNT 하이브리드 용액을 이용하여 대면적 슬롯-다이 코팅을 수행하였으며 예측된 공정 모델을 활용하여 실험 결과를 분석하였다. 최종적으로 우수한 투명전극필름 생산을 위한 공정조건에 따른 메타 모델 및 가이드라인을 제시하였다.
- 면 저항 성능은 4-point 프로브(digital multimeter 2001, Keithley)를 사용하였으며, 투과율은 spectrometer (Lambda 15 UV/Vis, Perkin Elmer)를 사용하였다. 그리고 주사전사현미경(scanning electron microscope, S-4800, Hitachi)를 이용하여 투명전극 물질의 분산 정도를 확인하였다.
- 첫 번째 코팅에서는 AgNW/CNT 하이브리드 물질을 슬롯-다이 공정을 이용하여 필름 상에 코팅하였다. 둘째로 CNT 네트워크의 금속 촉매(catalyst) 및 불순물 제거를 위해 증류수를 이용한 세척을 수행하였으며, 마지막으로 투과율 향상을 위해 무반사(anti-reflection: AR) 코팅을 수행하였다. 사용된 물질 및 공정의 상세한 조건은 Table 1 및 Table 2와 같다.
- 본 모델은 식(5)와 같이 나타낼 수 있으며, 모관값(capillary number)와 코팅 간극의 관계로 두께 환산이 가능하다는 장점이 있다. 본 모델은 젖음 두께를 나타내기 때문에 고형분 계산을 통해 건조 후 두께를 계산하였다.14
- 본 연구에서는 롤투롤 슬롯-다이 코팅 공정을 통해 AgNW 및 CNT 용액을 이용한 대면적 투명 전극필름을 생산하였다. 추가적으로 투과율 향상을 위해 무반사 코팅을 전극필름 상에 코팅하였으며, 300 mm폭의 소재 위에 면저항 40 Ω/□ 및 투과율 88%의 투명전극필름을 얻었다.
- 앞 절에서 언급한 것 같이 무반사 코팅의 두께 변화는 투과율 향상에 도움을 주지만 면저항 성능에도 영향을 끼치기 때문에 최종 제품의 목표에 맞추어 조율이 필요하다. 본 절에서는 투명전극필름의 성능과 무반사 코팅에 따른 성능을 고려하여 평가하기 위해 무차원수(dimensionless number) N을 아래 식(8)과 같이 제안하였다.
- 생산된 필름의 투과율을 향상 시키기 위해 투명전극필름 위에 무반사 코팅을 수행하였다. Figs.
- 추가적으로 투과율 향상을 위해 무반사 코팅을 전극필름 상에 코팅하였으며, 300 mm폭의 소재 위에 면저항 40 Ω/□ 및 투과율 88%의 투명전극필름을 얻었다. 서론에서는 최근 투명전극필름의 성능 및 공정 기술 동향을 소개하였으며 본론에서는 롤투롤 슬롯-다이 코팅 시스템에서 고려되어야 할 설계 파라미터를 언급하고 최적화하였으며, 공정 조건 변화에 따른 박막 두께를 예측하고 실험 결과와 함께 분석하였다. 본 이론 및 실험적 접근은 롤투롤 연속생산시스템에서 슬롯-다이를 이용한 코팅 공정 시에 생산 가이드라인으로서 활발히 활용이 가능하다 사료된다.
- 선택된 물질 및 공정 조건을 바탕으로 실험을 수행 후 제작된 투명전극필름의 성능을 평가하였다. 면 저항 성능은 4-point 프로브(digital multimeter 2001, Keithley)를 사용하였으며, 투과율은 spectrometer (Lambda 15 UV/Vis, Perkin Elmer)를 사용하였다.
- 본 연구에서는 롤투롤 슬롯-다이 시스템에서의 투명전극필름 생산을 위한 공정에서 고려되어야 할 여러가지 설계 파라미터들을 제시하였다. 시스템적 관점에서 외란을 최소화하기 위한 관점들을 제시하였으며, 기존의 슬롯-다이 코팅 공정 모델을 발전시켜 새롭게 제안하였다. AgNW/CNT 하이브리드 용액을 이용하여 대면적 슬롯-다이 코팅을 수행하였으며 예측된 공정 모델을 활용하여 실험 결과를 분석하였다.
- 코팅 구간에서 의 속도, 장력 동기화는 제품의 품질과 직접적으로 연관되기 때문에 실험을 수행하기 전에 선행적으로 점검되어야 한다. 정확한 웹 이송을 위해 백업 롤은 마스터 속도 드라이브(master speed drive: MSD)로 설정되어 그림과 같이 기준 속도 vref 를 유지하는 입력 u를 위한 PI 제어를 수행하 였다.
- 전 공정은 총 세 가지 스텝으로 이루어져 있다. 첫 번째 코팅에서는 AgNW/CNT 하이브리드 물질을 슬롯-다이 공정을 이용하여 필름 상에 코팅하였다. 둘째로 CNT 네트워크의 금속 촉매(catalyst) 및 불순물 제거를 위해 증류수를 이용한 세척을 수행하였으며, 마지막으로 투과율 향상을 위해 무반사(anti-reflection: AR) 코팅을 수행하였다.
- AgNW/CNT 하이브리드 용액을 이용하여 대면적 슬롯-다이 코팅을 수행하였으며 예측된 공정 모델을 활용하여 실험 결과를 분석하였다. 최종적으로 우수한 투명전극필름 생산을 위한 공정조건에 따른 메타 모델 및 가이드라인을 제시하였다.
- 본 연구에서는 롤투롤 슬롯-다이 코팅 공정을 통해 AgNW 및 CNT 용액을 이용한 대면적 투명 전극필름을 생산하였다. 추가적으로 투과율 향상을 위해 무반사 코팅을 전극필름 상에 코팅하였으며, 300 mm폭의 소재 위에 면저항 40 Ω/□ 및 투과율 88%의 투명전극필름을 얻었다. 서론에서는 최근 투명전극필름의 성능 및 공정 기술 동향을 소개하였으며 본론에서는 롤투롤 슬롯-다이 코팅 시스템에서 고려되어야 할 설계 파라미터를 언급하고 최적화하였으며, 공정 조건 변화에 따른 박막 두께를 예측하고 실험 결과와 함께 분석하였다.
- 3(a)는 코팅된 투명전극필름의 사진이다. 코팅된 필름은 수백미터 코팅 후 건조기를 거쳐 리와인더에서 롤 형태로 제작이 완료되었으며, 샘플링(sampling)된 필름의 면저항, 투과율 및 표면 측정을 수행하였다. Fig.
대상 데이터
- 맥동(surging) 현상이 코팅 조건 설정에 많은 장애가 될 수 있기 때문에, 적절한 펌프를 설정하는 것이 중요하다. 본 실험에서는 단일 편심 스크류(eccentric screw)를 가지는 로터리 용적 펌프(rotary positive-displacement)를 사용하였다. 펌프 사용 시 용액은 저 유량부터 고 유량으로 서서히 증가시키면서 기포의 발생을 최소화하고 사전 보정(calibration)을 통해 설정 유량과 실제 유량의 차이를 확인해야 한다.
- 투명전극필름을 구성하는 물질은 AgNW와 CNT로 선정하였다. 전 공정은 총 세 가지 스텝으로 이루어져 있다.
이론/모형
- 면 저항 성능은 4-point 프로브(digital multimeter 2001, Keithley)를 사용하였으며, 투과율은 spectrometer (Lambda 15 UV/Vis, Perkin Elmer)를 사용하였다.
- 본 연구에서는 슬롯-다이 코팅 방식을 사용하였다. 슬롯-다이 공정은 노즐로부터 토출되는 용액이 소재와 메니스커스(meniscus)를 형성하면서 대면적의 코팅 면 형성이 가능하며 공정 조건에 따른 박막 두께 예측이 용이하여 양산 공정에 적합한 방법이다.
- 속도에 따른 유량 조건 변화에 따른 두께 특성 변화를 확인하기 위해서는 Kang17에 의해 제안된 부피 모델 사용이 가능하다. 본 모델은 노즐에서 토출되는 용액의 부피와 유량 조건이 검사체적 내에서 정상 상태일 경우를 수식으로 나타낸 것으로 다음 식(6)와 같이 나타낼 수 있다.
성능/효과
- Fig. 4(a)와 같이 두께의 증가는 면저항의 감소를 보여주며 최소 53.2 Ω/□의 면저항을 나타냈다. 투과율은 Fig.
- 1은 최근 연구된 투명 전극 물질들의 각 공정에 따른 성능을 보여준다. 주목할 것은 두 가지 물질을 혼합하거나 다층으로 코팅한 하이브리드(hybrid) 공정이 한 물질을 사용한 것보다 더욱 좋은 성능을 보여주었다. 대표적으로 AgNW/PEDOT:PSS를 바(bar) 코팅한 것이 면저항 25 Ω/□, 투과율 90%의 성능을 가져4 전자빔(e-beam) 증착을 수행한 ITO 필름 성능 (30 Ω/□, 90%)2 과 유사한 결과를 나타냈다.
- 투과율은 면저항 값이 낮을수록 급격하게 변화한다. 최적 무차원수는 1.4에서 1.6으로 분포하며 투명전극필름 두께가 가장 높고 무반사 코팅 두께는 낮은 공정 조건이 면저항 40 Ω/□, 투과율 88%의 우수한 결과를 얻었다.
후속연구
- 서론에서는 최근 투명전극필름의 성능 및 공정 기술 동향을 소개하였으며 본론에서는 롤투롤 슬롯-다이 코팅 시스템에서 고려되어야 할 설계 파라미터를 언급하고 최적화하였으며, 공정 조건 변화에 따른 박막 두께를 예측하고 실험 결과와 함께 분석하였다. 본 이론 및 실험적 접근은 롤투롤 연속생산시스템에서 슬롯-다이를 이용한 코팅 공정 시에 생산 가이드라인으로서 활발히 활용이 가능하다 사료된다.
- 일정 크기(1~10 pl)의 액적(droplet)이 기판 상에 자유롭게 패터닝(patterning)이 가능하다는 장점이 있지만 코팅 면이 좁고 대면적 코팅 시에 수 개의 노즐이 필요할 뿐만 아니라 coffee ring 효과가 수반되므로 박막 공정 시에 많은 고려 점이 존재한다. 스프레이 코팅은 본 연구에서 사용된 슬롯-다이 코팅과 유사하게 균일한 박막 형성이 가능하고 롤투롤 공정에도 적용이 가능하지만 강한 압력의 가스 분무를 이용한 나노와이어 도포 시에 결함을 발생시킬 수 있으며, 소재로의 낮은 도착 효율의 문제점이 있을 수 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.