초록 ▼

연구의 목적 및 내용
○ 플렉서블 일렉트로닉스, 광학필름, 투명전극과 같은 첨단 전자소재용 박막의 생산에 사용되는 용액에는 다양한 크기의 나노 혹은 마이크로 입자들이 첨가되며, 기존의 용액과 다른 거동을 보임.
○ 이러한 박막의 고속 생산을 위하여 액상 코팅 공정 연구 필요.
○ 공정의 성공은 계면의 조절과 내부 유동 및 입자 움직임을 통한 미세구조의 제어가 핵심임.
○ 이러한 연구를 체계적으로 수행하기 위하여 1. 코팅 유동 연구 / 2. 나노입자 거동 및 미세구조 형성 연구 2가지 연구를 수행함.
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연구의 목적 및 내용
○ 플렉서블 일렉트로닉스, 광학필름, 투명전극과 같은 첨단 전자소재용 박막의 생산에 사용되는 용액에는 다양한 크기의 나노 혹은 마이크로 입자들이 첨가되며, 기존의 용액과 다른 거동을 보임.
○ 이러한 박막의 고속 생산을 위하여 액상 코팅 공정 연구 필요.
○ 공정의 성공은 계면의 조절과 내부 유동 및 입자 움직임을 통한 미세구조의 제어가 핵심임.
○ 이러한 연구를 체계적으로 수행하기 위하여 1. 코팅 유동 연구 / 2. 나노입자 거동 및 미세구조 형성 연구 2가지 연구를 수행함.
○ 해당 연구를 통하여 후속 연구를 수행할 수 있는 기법들(코팅 유동 연구를 위한 전산모사 모델의 확보, 입자계 코팅 막을 정량 분석할 수 있는 영상 분석 알고리즘)이 확보되었음.
○ 또한 이러한 기법들의 활용하여, 투명전극 제작 및 분석, 나노물질 공정법 등와 같은 학문적 성과는 물론, 세건의 특허와 두 건의 산업체 자문을 통한 기술 개발 및 확산 하였음.

연구결과
○ 학문적 성과 : 지난 연구를 통하여 하기 연구주제의 논문이 도출됨 (주저자 10, 공저자2)
1. 코팅 유동 연구
a. 진동 영향 평가 모델 개발 및 활용 (주저자 2편)
b. 이중층 모델 개발 및 이중층 모델 안정성 평가 (주저자 2편)
c. 항복력을 고려한 슬롯 다이 모델 개발 (주저자 1편)
d. 점탄성 유체의 코팅 유동 (신장 유동) 모델을 전산모사법 개발 (공저자 1편)

2. 나노 입자 거동 및 필름내 미세구조 형성 연구
a. 간단한 딥코팅 법을 통한 나노입자 필름 제작 및 블레이드 코팅을 이용한 나노와이어 배열 연구(주저자 2편)
b. 투명 전극내 필름내 은나노 와이어를 영상으로 구분 및 나노와이어 네트워크 분석을 위한 알고리즘 개발(주저자 2편)
c. 나노 소재의 유동내 움직임을 이용한 공정법 개발 : 나노튜브 Fiber 외벽 코팅, 계면의 그래핀 분포 조절 공정법 개발(주저자 1편, 공저자 1편)

○ 기술 확산: 신진 연구를 통하여 축적된 기술 기반으로 크게 2건의 기술지도 진행함.
1. 코팅 유동 연구
a. 코팅 다이 내부 유동 분석 기술을 확보를 통하여 이를 바탕으로 기존의 다이 디자인을 개선한 개선안을 기술 지도함.
b. 개발된 분석을 기반으로 두께 편차에 영향을 미치는 공정 요소를 분석을 통해 양산 생산속도를 약 40%이상 증대할 수 있도록 기술 지도함.

○ 기술 개발: 연구 성과를 바탕으로 출원 1건/등록 3건 진행함.
2. 나노 입자 거동 및 필름내 미세구조 형성 연구
a. 나노입자 코팅 유동 연구를 통하여 도출된 아이디어를 바탕으로, 새로운 특별한 건조공정이 필요없는 코팅법을 제안(출연/등록 1건)
b. 나노와이어 투명전극 내부의 나노와이어 네트워크 형성 구조를 분석하기 위한 영상 분석 기법의 개발(특허 출원 2건)

연구결과의 활용계획
○ 다기능성 박막제조 공정의 디자인 및 핵심 파라미터 규명을 통하여 산업체 연구 성과 파급
○ 현재 연구성과를 통하여, 2건의 기술 지도를 진행함 (SKC 다이설계 및 평탄도 개선을 통한 공정 속도 향상)
○ 현재 진행된 연구의 경우, 코팅 유동의 예측이 가능한 전산모델과 미세구조의 정량 평가의 바탕이 되는 영상 분석 알고리즘이 확보됨.
- 이를 활용하여 실제 산업계에서 발생하는 다양한 요구들 대응 가능
- 공정 장비의 설계 (코팅 유동 전산모델 활용) 및 제조된 필름의 구조 평가 (영상분석 활용)
○ 해당 기술들을 기반으로, 좀더 효율적인 후속연구가 수행될 수 있음.
○ 후속연구로 좀더 산업밀착형 롤투롤 공정 (roll-to-roll process) 의 원천 기술 확보할 예정임.

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
The proposed research is consist of two parts: 1) analysis of slot coating flow and 2) analysis of flow and drying of coating liquids with suspended particles by theory and experiments. The first part consists of expanding a previously proposed model to check the desirable operat

Purpose&contents
The proposed research is consist of two parts: 1) analysis of slot coating flow and 2) analysis of flow and drying of coating liquids with suspended particles by theory and experiments. The first part consists of expanding a previously proposed model to check the desirable operating parameters and quantify the effect of disturbance on the coating uniformity. The second part consists of adding solvent evaporation to recently proposed computational model and run experiments to check the effect of drying condition micro particle aggregation and structure formation during drying of coated layers.

Result
○ Achievements: Through out the research, various academic results. More than 13 peer-articles are published, 11 of them are first / corresponding author (main author). reviewed journal
1. Coating flow research
a. frequency response computational anlaysis and applications(2 ariticls, main authors)
b. Two-layer slot coating model and stability analysis (2 articles, main authors)
c. Slot coating with viscoplastic fluid (1 article, main author)
d. Computational method for Viscoelastic liquid bridge thinning(1 article, coauthor)

2. Nanoparticle flow interaction and microstructures inside films
a. Dip coating and blade coating based nanoparticle film fabrication(2 articles, main author)
b. Image segmentation of nanorods inside films and nanorod network analysis (2 article, main author)
c. Developing processing method for nanoparticle distributions (2 article, main author and coauthor)

○ Spreading of techonology: based on the proposed research, the principal investigator performed two technology guidance projects for companies.
1. Coating flow research
a. Throughout the research, the fundmentals on the design of coating die manifold(internal coating die structure) are studied. Based on this knowledge, the principal investigator are actively involved on the new design project for a coating company.
b. The newly designed coating die is used for the actual production of optical film coating products and the optimization of coating process based on fluid mechanics research enables the company to improve 40% production speed to cut down tremendous cost reductions.

○ Technology development: one application and two registration of patents
2. Nanoparticle flow interaction and microstructures inside films
a. Base on the new coating method idea, the coating method without drying step is proposed(application/registration)
b. Nanowire detecting image analysis method are proposed (2 registration)

Expected Contribution
○ The research is about the fundamentals on multi-functional coating fabrications. Such fundamentals are critical in understanding physical and chemical phenomena behind the coating process. In this research, we identify key design factors and phenomena for the slot die coating process and this knowledge is propagated to industry through various company projects and technology guidances by the principal investigator.
○ Currently, we have two major technology guidances for the company, SKC (die design and process optimization)
○ Throughout the research, computational models for coating flows and image analysis algorithms are proposed. These analysis tools are used in
- Trouble shooting of coating process or microstructure evaluation of produced films
- Coating process design
○ It is highly expected to expand current coating flow and nanostructure identification research because it is critical for the design of other roll-to-roll process.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 2연구계획 요약문 ... 3연구결과 요약문 ... 4 한글요약문 ... 4 SUMMARY ... 5연구내용 및 결과 ... 6 1. 연구개발과제의 개요 ... 6 2. 국내외 기술개발 현황 ... 8 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 14 5. 연구결과의 활용계획 ... 15 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 17 7. 참고문헌 ... 19 8. 연구성과 ... 20 9. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 28 10. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 28 11. 기타사항 ... 31끝페이지 ... 31