KR101631751B1

KR101631751B1 - Apparatus for Coating with Ag-nano wire by cold spray coating and method for controllling the apparatus

Info

Publication number: KR101631751B1
Application number: KR1020140085098A
Authority: KR
Inventors: 윤석구
Original assignee: 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2016-06-28
Also published as: KR20150118001A

Abstract

본 발명은 은-나노와이어 증착 장치에 관한 것으로, 화학기상증착법과 같은 진공 공정 및 별도의 에칭과 전사 과정 등의 복잡한 제조 공정을 거치지 않고, 은-나노와이어 입자와 휘발성 액체를 혼합한 혼합 용액을 초음속 분사 노즐을 통해 분사하는 단순 스프레이 방식을 통해 은-나노와이어 입자를 기판에 용이하게 증착 코팅시킬 수 있고, 상대적으로 저온 상태에서 은-나노와이어 입자를 증착 코팅시킬 수 있도록 함으로써, 고온의 열에 취약한 유연 기판 등의 표면에도 은-나노와이어 입자의 증착 코팅을 용이하게 수행할 수 있으며 더욱 다양한 용도로 활용할 수 있는 은-나노와이어 증착 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.The present invention relates to a silver-nanowire deposition apparatus, and more particularly, to a silver-nanowire deposition apparatus which does not require a complicated manufacturing process such as a vacuum process such as a chemical vapor deposition process and a separate etching and transfer process, The silver-nanowire particles can be easily vapor-deposited on the substrate through the simple spraying method in which the silver-nanowire particles are sprayed through the supersonic spray nozzle, and the silver-nanowire particles can be deposited and coated at a relatively low temperature, The present invention also provides a silver-nanowire deposition apparatus and a control method thereof which can easily perform deposition coating of silver-nanowire particles on a surface of a flexible substrate or the like and can be utilized for various applications.

Description

TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silver-nanowire deposition apparatus and a method of controlling the same,

본 발명은 저온 스프레이 방식 증착 코팅 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 스퍼터링 증착법과 같은 진공 공정 및 별도의 후처리 과 같은 복잡한 제조 공정을 거치지 않고, 은 나노와이어와 휘발성 액체를 혼합한 혼합용액을 분사 노즐을 통해 분사하는 방식을 통해 은 나노와이어 입자를 증착 코팅시킬 수 있도록 함으로써, 은 나노와이어의 높은 전기 전도도를 위한 네트워크가 자연스럽게 생기면서 높은 성능을 낼 수 있는 저온스프레이 방식 은나노 증작 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a low-temperature spray-type deposition coating apparatus. More specifically, silver nanowires and volatile liquid mixed solution are injected through an injection nozzle without a complicated manufacturing process such as a vacuum process such as a sputter deposition process and a separate post process, The present invention relates to a low-temperature spray-type silver nano-growth device capable of achieving high performance while allowing a network for high electrical conductivity of silver nanowires to naturally occur.

전자 부품 소자의 다양한 연구 및 개발에 따라 박막 형태의 전도층을 형성함에 있어 다양한 재료와 방법이 이루어지고 있다. 일예로 그래핀(Graphene)은 탄소가 육각형의 형태로 서로 연결되어 벌집 모양의 2차원 평면 구조를 이루는 물질로서, 그 특징은 두께가 매우 얇고 투명하고 우수한 전기 전도성을 가지는 차세대 물질로 알려져 있다. 이러한 그래핀의 특수성을 이용하여 최근 투명 디스플레이 또는 플렉서블(Flexible) 디스플레이 등의 전자 장비에 적용하려는 다양한 연구와 노력이 이루어지고 있다. 일반적으로 그래핀은 금속 촉매를 이용한 화학기상증착법(CVD : Chemical vapor deposition)에 의해 금속 촉매 상부에 형성하게 된다. 그 후 금속 촉매를 에칭 과정(etching process)을 통해 제거한 뒤 유연 기판(flexible substrate)과 유리 기판 등의 다양한 기판에 전사(tranfer)시켜 그래핀 박막을 얻게 된다.A variety of materials and methods have been developed to form thin film conductive layers according to various research and development of electronic component devices. Graphene, for example, is a material in which carbon is hexagonally connected to form a honeycomb-like two-dimensional planar structure. It is known as a next-generation material having very thin thickness, transparency and excellent electrical conductivity. Recently, various researches and efforts have been made to apply such graphene to electronic equipment such as a transparent display or a flexible display. Generally, the graphene is formed on the metal catalyst by chemical vapor deposition (CVD) using a metal catalyst. Thereafter, the metal catalyst is removed through an etching process, and then transferred to various substrates such as a flexible substrate and a glass substrate to obtain a graphene thin film.

또 다른 일예로, 은 나노 와이어는 ITO 필름 대비 생산 단가를 낮추기 쉬울 뿐만 아니라, 희소금속인 인듐을 사용하지 않아 원재료 가격도 저렴하다. 또 와이어 형태여서 구부리거나 꺾어도 전기 신호가 끊기지 않고 통하기 때문에 플렉서블 디스플레이 및 터치 패널용 투명전극 소재로 유력시 되고 있다.As another example, silver nanowires are not only easy to lower the production cost of ITO films but also do not use indium, which is a rare metal, so raw material prices are cheap. In addition, since it is a wire type, it can be bent or folded without breaking the electric signal, making it a promising material for transparent electrodes for flexible displays and touch panels.

하지만, 종래의 은 나노 와이어 코팅 관련하여 복잡한 고 진공 방식의 스퍼터링 증착 공정이 요구되어 제조 상의 복잡함이 수반되었다. 이에 고진공 상태에서의 공정을 요하지 않고 상압 하에서 공정을 이루어 신속하고 원활한 코팅을 할 수 있는 다양한 연구들이 진행되었다. 이러한 방식 중의 일예들로는, 스핀코팅, 스프레이 코팅, 정전기 스프레이, 브러쉬, 딥핑 방식 등을 들 수 있다. 하지만, 이러한 전통적인 코팅 방식 하에서 제조된 은 나노 와이어 코팅 방식을 통하여 얻어진 은 나노 와이어의 경우 ITO 필름 등의 ITO 전극과 대비할 때 성능이 낮아 후속 2차 공정을 요하게 된다. However, complicated high vacuum sputter deposition processes have been required with respect to the conventional silver nanowire coating, which has accompanied manufacturing complexity. Therefore, various studies have been carried out in order to perform a rapid and smooth coating process at a normal pressure without requiring a process in a high vacuum state. Examples of such schemes include spin coating, spray coating, electrostatic spraying, brushing, dipping and the like. However, in the case of silver nanowires obtained by the silver nanowire coating method manufactured under the conventional coating method, the performance is low when compared with the ITO electrodes such as the ITO film, and the subsequent secondary processing is required.

즉, 종래의 통상적인 은나노 와이어 코팅 방법의 경우 열처리, 롤링, 광원 조사, 프레싱 등 다양한 후 처리를 요하게 되며, 이로 인하여 제조 공정 시간은 상당히 길어지는 문제점이 수반되었다. 뿐만 아니라, 제조 공정 시간의 증대와 더불어, 공정 단계가 복잡해지고 다단화됨에 따라 코팅 필름 내지 코팅층이 형성되는 베이스 기판 등의 이송 과정에 있어 손상이 발생하여 수율이 저하되고, 궁극적으로 제조 원가를 현격하게 증대시키는 문제점도 수반하였다.
That is, in the conventional silver nano wire coating method, various post-treatments such as heat treatment, rolling, light source irradiation, pressing and the like are required, resulting in a problem that the manufacturing process time is considerably long. In addition, with the increase of the manufacturing process time, the process steps are complicated and multi-shaded, the damage is caused in the transfer process of the base substrate or the like on which the coating film or the coating layer is formed and the yield is lowered, And the problem of increasing it.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 필름을 코팅하거나 도전층을 형성함에 있어 기존의 방식과 달리 복잡한 제조 공정을 거치지 않고 제조 단계를 최소화시켜, 제조 공정 시간 단축 및 제품 손상을 최소화시켜 제조 원가 절감 및 공정 수율을 증대시키는 은-나노 와이어 증착 장치를 제공하는 것이다. 즉, 본 발명은 은-나노 와이어 입자와 휘발성 액체를 혼합한 혼합 용액을 초음속 분사 노즐을 통해 분사하는 단순 스프레이 방식을 통해 은 나노 와이어 입자를 기판에 용이하게 증착 코팅시킬 수 있는 저온 스프레이 방식 은 나노 와이어 증착 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art. It is an object of the present invention to minimize the manufacturing steps without complicated manufacturing processes unlike the conventional methods in coating a film or forming a conductive layer, It is an object of the present invention to provide a silver-nanowire deposition apparatus that minimizes shortening and product damage, thereby reducing manufacturing cost and increasing process yield. That is, the present invention provides a low-temperature spraying method capable of easily depositing silver nanowire particles on a substrate through a simple spraying method in which a mixture solution of a silver-nanowire particle and a volatile liquid is injected through a supersonic injection nozzle, Wire deposition apparatus and a control method therefor.

본 발명의 다른 목적은 상대적으로 저온 상태에서 은 나노 와이어 입자를 증착 코팅시킬 수 있도록 함으로써, 은 나노 와이어 필름에 가장 중요한 융착을 통한 나노 네트워크를 코팅과정 중에 스스로 만들어냄으로써 후 처리 공정이 필요 없고 높은 공정온도를 필요로 하지 않기 때문에 기판 표면에 손상을 가하지 않으며 더욱 빠르고 다양한 기판에 적용 여러 형태의 디바이스를 제작, 활용할 수 있는 저온 스프레이 방식 은 나노 와이어 증착 장치 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a silver nanowire film that can be deposited and coated in a relatively low temperature state, thereby making it possible to form a nanowire network by self-bonding during the coating process, A low-temperature spraying method capable of manufacturing and utilizing various types of devices without damaging the substrate surface because it does not require temperature and applying to a faster and wider variety of substrates provides a nanowire deposition apparatus and a control method thereof.

본 발명은, 기판이 배치되는 베이스; 상기 베이스에 안착되는 기판을 향해 작동 가스를 초음속 상태로 분사하는 초음속 분사 노즐; 및 은-나노와이어 입자와 휘발성 액체가 혼합된 상태의 혼합 용액이 저장되고, 상기 혼합 용액이 상기 초음속 분사 노즐을 통해 상기 작동 가스와 함께 분사되도록 상기 초음속 분사 노즐에 연결되는 용액 공급부를 포함하고, 상기 혼합 용액은 상기 은-나노와이어 입자가 함유된 미립자 액적 상태로 상기 초음속 분사 노즐을 통해 분사되고, 분사되는 과정에서 상기 휘발성 액체가 증발되어 상기 은-나노와이어 입자가 상기 기판에 증착 코팅되는 것을 특징으로 하는 은-나노와이어 증착 장치를 제공한다. The present invention relates to a semiconductor device, comprising: a base on which a substrate is disposed; A supersonic jet nozzle for jetting a working gas into a supersonic state toward a substrate placed on the base; And a solution supply unit connected to the supersonic jet nozzle to store a mixed solution in a state where silver-nanowire particles and a volatile liquid are mixed and to spray the mixed solution with the working gas through the supersonic jet nozzle, The mixed solution is injected through the supersonic injection nozzle in the state of fine particles containing the silver-nanowire particles, and the volatile liquid is evaporated in the process of spraying to deposit the silver-nanowire particles on the substrate The present invention provides a silver-nanowire deposition apparatus.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 초음속 분사 노즐은: 상기 작동 가스가 유동하도록 내부 공간에 가스 유로가 형성되는 노즐 하우징; 및 상기 노즐 하우징에 형성된 가스 유로의 중단부에 연통되도록 상기 노즐 하우징에 형성되는 용액 주입구를 포함하고, 상기 용액 공급부는 상기 가스 유로 내부로 상기 혼합 용액이 공급되도록 상기 용액 주입구에 연통되게 결합될 수도 있다. The supersonic jet nozzle may include: a nozzle housing having a gas passage formed in an inner space thereof to allow the working gas to flow; And a solution injection port formed in the nozzle housing so as to communicate with a middle portion of a gas flow path formed in the nozzle housing, wherein the solution supply unit may be connected to the solution injection port so as to supply the mixed solution into the gas flow path have.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 가스 유로에 연통되는 상기 용액 주입구는 복수 개가 구비될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, a plurality of the solution injection ports communicating with the gas flow path may be provided.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 복수 개의 용액 주입구는 일렬 배치될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the plurality of solution injection ports may be arranged in a line.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 용액 공급부는 복수 개가 구비되고, 상기 초음속 분사 노즐의 단면은 링 타입의 원형 단면을 구비하고, 상기 복수 개의 용액 주입구는 상기 초음속 분사 노즐의 원주 상에서 이격 배치될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, a plurality of solution supply units are provided, the cross section of the supersonic jet nozzle has a ring-shaped circular cross section, and the plurality of solution injection holes are spaced apart on the circumference of the supersonic jet nozzle .

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 용액 공급부는 상기 혼합 용액을 상기 초음속 분사 노즐로 분사하도록 상기 용액 주입구에 배치되는 용액 인젝터를 구비할 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the solution supply unit may include a solution injector disposed in the solution injection port to inject the mixed solution into the supersonic spray nozzle.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 용액 인젝터는 상기 용액 주입구와 상기 초음속 분사 노즐의 중심을 잇는 주입구 중심선과 사전 설정 사이각을 구비하도록 상기 초음속 분사 노즐에 배치될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the solution injector may be disposed in the supersonic jet nozzle so that the solution injector has an angle between the injection port center line connecting the solution injection port and the center of the supersonic jet nozzle, and a preset angle.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 용액 인젝터는: 상기 혼합 용액이 주입 유동하는 인젝터 센터 라인과, 내면으로부터 상기 인젝터 센터 라인이 이격 배치되고 상기 혼합 용액을 상기 상기 초음속 분사 노즐로 유입시키는 용액 공급 가스를 유동시키는 인젝터 아우터 라인을 구비할 수도 있다. The solution injector may include: an injector center line through which the mixed solution flows; a solution injector for injecting the mixed solution into the supersonic spray nozzle, the injector center line being spaced from the inner surface, And an injector outer line for flowing the supply gas may be provided.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 가스 유로에 연통되는 상기 용액 주입구의 단면 형상은 상기 작동 가스의 유동 방향에 대한 직각 방향으로 길게 형성될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the cross-sectional shape of the solution injection port communicating with the gas flow path may be formed to be long in a direction perpendicular to the flow direction of the working gas.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 가스 유로는 양단에 유입구 및 배출구가 형성되고, 중단부에는 유동 단면적이 감소하는 교축부가 형성되며, 상기 교축부로부터 상기 배출구로 향하는 구간에는 상기 배출구로 갈수록 유동 단면적이 증가하는 방향으로 경사지도록 경사면이 형성될 수도 있다. In the silver-nanowire vapor deposition apparatus, an inlet port and an outlet port are formed at both ends of the gas flow path, and a throttling portion is formed at the intermediate portion to reduce the cross-sectional area of the flow path. In the section from the throttle portion to the discharge port, An inclined surface may be formed so as to be inclined in a direction in which the flow cross sectional area gradually increases.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 용액 주입구는 상기 경사면에 형성될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the solution injection port may be formed on the inclined surface.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 용액 주입구는 상기 경사면에 상기 작동 가스의 유동 방향에 대한 직각 방향으로 길게 형성될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the solution injection port may be elongated in the direction perpendicular to the flow direction of the working gas on the inclined surface.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 초음속 분사 노즐은 스틸, 스테인리스 스틸 및 텅스텐 카바이드 중 어느 하나의 재질로 형성될 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the supersonic jet nozzle may be formed of any one of steel, stainless steel, and tungsten carbide.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 베이스는, 상기 은-나노와이어 입자가 상기 기판에 증착 형성되는 과정에서 상기 기판을 가열할 수 있도록 별도의 가열판을 구비할 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the base may have a separate heating plate to heat the substrate during deposition of the silver-nanowire particles on the substrate.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 베이스는: 상기 기판과 접하는 베이스 바디와, 상기 베이스 바디와 연결되어 상기 베이스 바디를 회동시키는 베이스 구동부를 포함할 수도 있다. In the silver-nanowire deposition apparatus, the base may include: a base body contacting the substrate; and a base driving unit connected to the base body to rotate the base body.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 용액 공급부는: 일단이 상기 초음속 유동 노즐에 연결되는 용액 라인과, 상기 용액 라인의 타단에 연결 배치되는 용액 수집부와, 상기 혼합 용액이 수용 배치되는 용액 저장부와, 상기 용액 저장부와 연결되어 상기 용액 저장부에 소정의 진동을 제공하여 상기 혼합 용액을 액적화시키는 용액 베포라이저를 구비할 수도 있다. The solution supply unit includes: a solution line having one end connected to the supersonic flow nozzle; a solution collecting unit connected to the other end of the solution line; And a solution reservoir connected to the solution reservoir for providing a predetermined vibration to the solution reservoir to dropletize the mixed solution.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 초음속 분사 노즐에 공급되는 작동 가스를 가열시키는 히팅부가 더 구비될 수도 있다. The silver-nanowire deposition apparatus may further include a heating unit for heating an operating gas supplied to the supersonic jet nozzle.

상기 은-나노와이어 증착 장치에 있어서, 상기 초음속 분사 노즐의 전단 측에 배치되어 상기 초음속 분사 노즐로 유입되는 작동 가스의 압력을 조정하는 작동 가스 컴프레서와, 상기 베이스와 상기 초음속 분사 노즐 사이에 배치되어 상기 초음속 분사 노즐에서 토출되는 은-나노와이어 입자의 속도를 감지하는 감지부와, 상기 은-나노와이어 입자의 속도와 상기 초음속 분사 노즐의 유입 압력 상관관계를 포함하는 사전 설정 데이터가 저장되는 저장부와, 상기 사전 설정 데이터 및 상기 감지부에서 감지한 입자 속도를 이용하여 상기 입자 속도에 대응하는 작동 가스의 속도인 대응 가스 속도를 산출하는 연산부와, 상기 대응 가스 속도와 상기 사전 설정 데이터를 이용하여 상기 초음속 분사 노즐에서 토출되어 상기 기판에 도달하는 입자의 속도가 사전 설정 속도 범위에 도달하도록 상기 작동 가스 컴프레서로 상기 작동 가스의 압력을 제어하는 압력 제어 신호를 인가할 수도 있다. The supersonic jet nozzle may further include a working gas compressor disposed at a front end side of the supersonic jet nozzle to adjust a pressure of an operating gas flowing into the supersonic jet nozzle, A sensing unit for sensing the speed of the silver-nanowire particles discharged from the supersonic spray nozzle; and a storage unit for storing preset data including a relationship between a velocity of the silver-nanowire particles and an inflow pressure of the supersonic spray nozzle, An operation unit for calculating a corresponding gas velocity which is a velocity of the working gas corresponding to the particle velocity using the preset data and the particle velocity detected by the sensing unit; Wherein the speed of the particles discharged from the supersonic jet nozzle and reaching the substrate And may apply a pressure control signal for controlling the pressure of the working gas to the working gas compressor so as to reach the set speed range.

본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은 기판이 배치되는 베이스; 상기 베이스에 안착되는 기판을 향해 작동 가스를 초음속 상태로 분사하는 초음속 분사 노즐; 및 은-나노와이어 입자와 휘발성 액체가 혼합된 상태의 혼합 용액이 저장되고, 상기 혼합 용액이 상기 초음속 분사 노즐을 통해 상기 작동 가스와 함께 분사되도록 상기 초음속 분사 노즐에 연결되는 용액 공급부를 포함하고, 상기 초음속 분사 노즐의 전단 측에 배치되어 상기 초음속 분사 노즐로 유입되는 작동 가스의 압력을 조정하는 작동 가스 컴프레서와, 상기 베이스와 상기 초음속 분사 노즐 사이에 배치되어 상기 초음속 분사 노즐에서 토출되는 은-나노와이어 입자의 속도를 감지하는 감지부와, 상기 은-나노와이어 입자의 속도와 상기 초음속 분사 노즐의 유입 압력 상관관계를 포함하는 사전 설정 데이터가 저장되는 저장부와, 상기 사전 설정 데이터 및 상기 감지부에서 감지한 입자 속도를 이용하여 상기 입자 속도에 대응하는 작동 가스의 속도인 대응 가스 속도를 산출하는 연산부와, 상기 대응 가스 속도와 상기 사전 설정 데이터를 이용하여 상기 초음속 분사 노즐에서 토출되어 상기 기판에 도달하는 입자의 속도가 사전 설정 속도 범위에 도달하도록 상기 작동 가스 컴프레서로 상기 작동 가스의 압력을 제어하는 압력 제어 신호를 인가하는 은-나노와이어 증착 장치를 제공하는 제공 단계와, 상기 제어부의 감지 제어 신호에 따라 상기 감지부가 상기 초음속 분사 노즐로부터 토출되어 상기 기판에 융착되기 전 상기 은-나노와이어 입자의 속도를 감지하는 감지 단계와, 상기 감지 단계에서 감지된 상기 은-나노와이어 입자로부터 대응 가스 속도를 산출하고, 상기 대응 가스 속도와 상기 사전 설정 데이터를 이용하여 상기 작동 가스 컴프레서의 압력을 제어하는 보상 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 은-나노 와이어 증착 장치 제어 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma display panel comprising: a base on which a substrate is disposed; A supersonic jet nozzle for jetting a working gas into a supersonic state toward a substrate placed on the base; And a solution supply unit connected to the supersonic jet nozzle to store a mixed solution in a state where silver-nanowire particles and a volatile liquid are mixed and to spray the mixed solution with the working gas through the supersonic jet nozzle, A supercritical injection nozzle disposed at a front end of the supersonic jet nozzle for adjusting the pressure of the working gas introduced into the supersonic jet nozzle, and a working gas compressor disposed between the base and the supersonic jet nozzle, A storage unit for storing preset data including a velocity of the silver-nanowire particles and an inflow pressure correlation of the supersonic jet nozzle; a storage unit for storing the preset data and the sensing unit; Of the working gas corresponding to the particle velocity And a control unit for controlling the operation of the operating gas compressor so that the velocity of the particles discharged from the supersonic jetting nozzle and reaching the substrate reaches the preset speed range using the corresponding gas velocity and the preset data A supply step of supplying a pressure control signal for controlling the pressure of the working gas; and a supply step of supplying the silver-nanowire vapor deposition apparatus to the sensing unit in such a manner that the sensing unit is discharged from the supersonic injection nozzle, A step of sensing a velocity of the silver-nanowire particles before the silver-nanowire particles are detected; calculating a corresponding gas velocity from the silver-nanowire particles detected in the sensing step; and using the corresponding gas velocity and the preset data, Including a compensating step of controlling the pressure of the gas compressor Which is characterized in - providing the nanowire deposition apparatus control method.

상기 은-나노 와이어 증착 장치 제어 방법에 있어서, 상기 사전 설정 데이터는 상기 기판에 융착되는 상기 은-나노와이어 입자에 대한 사전 설정 스톡스 넘버(Stokes,p) 및 상기 은-나노와이어를 기판에 융착시키기 위한 상기 기판에 대한 상기 은-나노와이어의 융착 목표 속도(vsnw,p)를 형성하도록 하는 작동 가스의 하는 상기 초음속 분사 노즐의 유입 측에서의 융착 목표 압력(Pi,p)를 포함하고, 상기 사전 설정 데이터는 입자 속도 및 작동 가스 속도에 대한 스톡스 넘버 맵 데이터와 상기 작동 가스의 속도에 대한 압력 맵 데이터와, 상기 초음속 분사 노즐의 형상에 따른 상기 작동 가스의 유입 속도와 유출 속도에 대한 유입 유출 압력 맵 데이터를 포함하고, 상기 보상 단계는: 상기 감지부에서 감지된 상기 은-나노와이어 입자 속도(vsnw)와 상기 사전 설정 스톡스 넘버(Stk.p)를 이용하여 상기 스톡스 넘버 맵 데이터로부터 대응 가스 속도(vg)를 산출하는 대응 가스 속도 산출 단계(S31)와, 상기 압력 맵 데이터를 이용하여, 상기 대응 가스 속도(vg)에 대응하는 상기 초음속 분사 노즐의 토출 측에서의 상기 작동 가스 압력을 나타내는 토출 압력(Pe)을 산출하는 토출 압력 산출 단계(S33)와, 상기 토출 압력(Pe)과 상기 유입 유출 압력 맵 데이터를 이용하여, 상기 초음속 분사 노즐의 유입 측에서의 유입 압력(Pi)을 산출하고, 상기 작동 가스 컴프레서를 통하여 상기 융착 목표 압력(Pi,p)과 유입 압력(Pi)을 비교 제어하는 노즐 제어 단계(S35)를 구비할 수도 있다.
The method of claim 1, wherein the preset data comprises a preset Stokes number (Stokes, p) for the silver-nanowire particles fused to the substrate and a silver- P) at the inlet side of the supersonic injection nozzle of the working gas to form the silver-nanowire fusing target velocity (vsnw, p) with respect to the substrate, Is a graph showing the relation between the Stokes number map data for the particle velocity and the operating gas velocity and the pressure map data for the velocity of the working gas and the inflow outflow pressure map data for the inflow velocity and the outflow velocity of the working gas according to the shape of the supersonic injection nozzle Wherein the compensating step comprises: comparing the silver-nanowire particle velocity (vsnw) sensed by the sensing unit with the silver- A corresponding gas velocity calculating step (S31) of calculating a corresponding gas velocity (vg) from the stock number map data by using a Tox number (Stk.p) A discharge pressure calculating step (S33) of calculating a discharge pressure Pe indicating the working gas pressure at the discharge side of the supersonic injection nozzle corresponding to the discharge pressure Pe and the inflow outflow pressure map data, And a nozzle control step (S35) of calculating the inflow pressure Pi at the inflow side of the supersonic injection nozzle and comparing and controlling the fusion welding target pressure Pi, p and inflow pressure Pi through the working gas compressor It is possible.

본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치 및 이의 제어 방법은, 기존의 방식과 달리 복잡한 제조 공정을 거치지 않고 제조 단계를 최소화시켜, 제조 공정 시간 단축 및 제품 손상을 최소화시켜 제조 원가 절감 및 공정 수율을 증대시킬 수 있다. 즉, 기존 투명 디스플레이에 사용되는 ITO의 비슷한 성능을 내기 위해서는 코팅 공정 후 열치리 및 롤링 같은 후처리가 반드시 필요하다 이러한 이유는 은 나노 와이어의 네트워크 형성 때문인데 저온 스프레이를 이용하여 은 나노 와이어를 코팅하면 300~800m/sec로 날라가 은 나노 와이어가 스스로 네트워크를 형성하게 하도록 할 수 있고, 이로 인하여 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치를 통하여 제조되는 기판 내지 코팅필름은 전기 전도성 등의 특성을 극대화시킬 수도 있다.
The silver-nanowire deposition apparatus and the control method thereof according to the present invention minimize manufacturing steps without complicated manufacturing processes unlike the conventional methods, thereby reducing the manufacturing process time and minimizing product damage, thereby reducing the manufacturing cost and increasing the process yield . In other words, to achieve similar performance of ITO used in conventional transparent displays, it is necessary to post-treat such as heat treatment and rolling after coating process. This is because of the network formation of silver nanowire, The substrate or the coating film manufactured through the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention can maximize the properties of the electric conductivity and the like by making the silver nanowire form a network by itself at 300 to 800 m / sec. .

도 1은 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치 및 이의 제어 방법을 통한 증착 과정을 설명하는 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 초음속 분사 노즐의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 초음속 분사 노즐의 노즐 하우징에 형성되는 용액 주입구의 형상에 따른 변형예를 도시하는 선도이다.
도 5는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 초음속 분사 노즐의 변형예를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 6a는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 초음속 분사 노즐의 다른 변형예를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 초음속 분사 노즐의 또 다른 변형예로서의 인젝터 타입의 용액 공급부 구조의 개략적인 구성도이다.
도 7a는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 초음속 분사 노즐의 또 다른 변형예로서의 용액 공급부의 배치 구조의 개략적인 구성도이다.
도 7b는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 초음속 분사 노즐의 또 다른 변형예로서의 용액 공급부와 용액 주입구에서의 연결 구조에 대한 구체적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 베이스의 균일한 증착 형성을 위한 가열판 내지 베이스 구동부의 개략적인 구성도이다.
도 9는 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치의 미세 입자화를 위한 용액 베포라이저를 포함하는 용액 공급부의 개략적인 구성도이다.
도 10은 본 발명의 은-나노 와이어 증착 장치 및 이의 제어 방법을 통하여 기판에 증착되는 은-나노와이어 입자의 융착 과정 및 상태를 도시하는 상태도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 초음속 분사 노즐의 토출 속도를 변화시켜 기판에 증착된 은-나노와이어 입자에 대한 확대도이다.
도 12는 도 11의 케이스 3에 대한 면저항 및 투과도를 ITO와 비교하는 선도이다.
도 13은 본 발명에 따라 기판 상에 형성된 은-나노와이어와 ITO의 반복 상용에 따른 저항 변화율, 즉 열화 상태를 도시하는 선도이다.
도 14는 본 발명에 따라 가요성 확보 및 대면적화 가능한 구성과 우수한 투명성 확보가 가능한 은-나노와이어 전극을 구비하는 기판의 일예를 나타내는 확대도이다.
도 15는 본 발명에 따른 은-나노와이어 입자의 입자 간의 물리적 결속이 이루어져 융합 상태를 형성하여 기판 상에 융착된 상태를 나타내는 실험 결과 확대도이다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 은-나노와이어 증착 장치의 전체적 개략 구성도이다.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 은-나노와이어 증착 장치의 제어 방법의 전체적 흐름도이다.
도 18 및 도 20은 본 발명의 일실시예에 따른 은-나노와이어 증착 장치의 저장부에 저장되는 사전 설정 데이터는 맵 데이터로서, 스톡스 넘버 맵 데이터와, 압력 맵 데이터와, 유입 유출 압력 맵 데이터를 나타내는 선도이다.1 is a schematic diagram illustrating a deposition process through a silver-nanowire deposition apparatus and a control method thereof according to the present invention.
2 is a schematic exploded perspective view of a supersonic jet nozzle of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
Fig. 3 is a schematic diagram of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
4 is a diagram showing a modification of the shape of the solution injection port formed in the nozzle housing of the supersonic injection nozzle of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a modification of the supersonic jet nozzle of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
6A is a schematic cross-sectional view showing another modification of the supersonic jet nozzle of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
6B is a schematic configuration diagram of an injector type solution supply structure as another modification of the supersonic injection nozzle of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
7A is a schematic configuration diagram of an arrangement structure of a solution supply part as still another modification of the supersonic injection nozzle of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
7B is a specific configuration diagram of a connection structure in a solution supply part and a solution injection port as still another modification of the supersonic injection nozzle of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a heating plate to a base driving unit for uniform deposition of a base of a silver-nanowire deposition apparatus of the present invention. FIG.
FIG. 9 is a schematic diagram of a solution supply unit including a solution canifier for fine particleization of the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention. FIG.
10 is a state diagram showing a fusion process and a state of silver-nanowire particles deposited on a substrate through the silver-nanowire deposition apparatus of the present invention and a control method thereof.
11 is an enlarged view of silver-nanowire particles deposited on a substrate by varying a discharge speed of a supersonic spray nozzle according to an embodiment of the present invention.
Fig. 12 is a diagram comparing the sheet resistance and the transmittance to the case 3 in Fig. 11 with ITO. Fig.
FIG. 13 is a graph showing the rate of change in resistance, that is, the deterioration state, according to the repeated use of silver-nanowire and ITO formed on a substrate according to the present invention.
Fig. 14 is an enlarged view showing an example of a substrate provided with a silver-nanowire electrode capable of securing flexibility and making it large in size and securing excellent transparency according to the present invention.
FIG. 15 is an enlarged view of an experimental result showing a state where the silver-nanowire particles according to the present invention are physically bound to each other to form a fusion state and fusion-bonded on the substrate.
16 is an overall schematic configuration diagram of a silver-nanowire deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
17 is a general flowchart of a control method of a silver-nanowire deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 18 and 20 are diagrams showing a case where the preset data stored in the storage unit of the silver-nanowire deposition apparatus according to the embodiment of the present invention includes map data, stock number map data, pressure map data, Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 일 실시예에 따른 은-나노와이어 증착 장치는 은-나노와이어 입자를 비진공 공정인 저온 스프레이 방식을 통해 기판 표면에 증착 코팅할 수 있는 장치로서, 초음속 분사 노즐(100)과 용액 공급부(300)와 베이스(400)를 포함하여 구성되는데, 경우에 따라 초음속 분사 노즐(100)의 선단 내지 자체에 배치되는 히팅부(200)를 더 구비할 수도 있다.
A silver-nanowire deposition apparatus according to an embodiment of the present invention is an apparatus capable of vapor-depositing silver-nanowire particles on a surface of a substrate through a low-temperature spray process, which is a non-vacuum process. The apparatus includes a supersonic spray nozzle 100, The supersonic injection nozzle 100 may further include a heating unit 200 disposed at the tip or itself of the supersonic injection nozzle 100 according to circumstances.

초음속 분사 노즐(100)은 기판(S)을 향해 작동 가스를 초음속 상태로 분사하는 장치로서, 작동 가스의 초음속 분사 과정에서 용액 공급부(300)로부터 혼합 용액을 공급받아 작동 가스와 함께 혼합 용액을 미립자 액적(P), 즉 솔루션(solution) 상태로 분사하도록 구성된다. 이때, 사용되는 작동 가스는 혼합 용액과의 화학 반응이 억제될 수 있도록 공기, 수소, 질소, 헬륨 등 화학적으로 안정한 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 작동 가스는 초음속 분사 노즐(100)의 전단부 측에 배치되는 작동 가스 컴프레서(Ca,도 15 참조)의 가동을 제어하여 압력 상태를 조정할 수 있고, 작동 가스 유입량의 제어는 작동 가스 컴프레서(Ca)와 초음속 분사 노즐(100) 사이에 배치되는 작동 가스 밸브(50)를 통하여 이루어질 수도 있다. The supersonic injection nozzle 100 is a device for injecting an operating gas into a supersonic state toward the substrate S, and supplies the mixed solution from the solution supply part 300 in the supersonic injection process of the working gas, To form a droplet P, i.e., a solution state. At this time, it is preferable to use a chemically stable material such as air, hydrogen, nitrogen, helium or the like so that the chemical reaction with the mixed solution can be suppressed. The working gas can control the pressure state by controlling the operation of the working gas compressor Ca (see Fig. 15) disposed at the front end side of the supersonic jet nozzle 100, and the working gas inflow amount is controlled by the working gas compressor Ca, And a working gas valve 50 disposed between the supersonic jet nozzle 100 and the supersonic jet nozzle 100.

이러한 초음속 분사 노즐(100)의 재질은 스틸, 스테인리스 스틸 또는 텅스텐 카바이드 등으로 형성될 수 있으며, 텅스텐 카바이드로 제작하게 되면, 재질 자체의 내마모성과 내열성이 우수하여 가열된 작동 가스와 대기 혹은 외부와의 열전달이 최소화되고, 이에 따라 작동 가스의 초음속 유동 속도를 극대화할 수 있다.The material of the supersonic jet nozzle 100 may be formed of steel, stainless steel, tungsten carbide or the like. When the material is made of tungsten carbide, the material itself is excellent in abrasion resistance and heat resistance, Heat transfer is minimized, thereby maximizing the supersonic flow rate of the working gas.

베이스(400)는 초음속 분사 노즐(100)의 토출부에 대응하여 대향 배치되는데, 베이스(400)의 일면에는 기판(S)이 배치되고, 경우에 따라 베이스(400)에는 후속되는 기판(S)을 가열시키는 가열 부재 내지 소정의 구동 장치가 구비될 수도 있다. The base 400 is disposed opposite to the discharge portion of the supersonic injection nozzle 100. A substrate S is disposed on one side of the base 400 and a substrate S, Or a predetermined driving device may be provided.

본 발명의 은-나노와이어 증착 장치(10)는 히팅부(200)를 더 구비할 수도 있다. 히팅부(200)는 초음속 분사 노즐(100)에 공급되는 작동 가스를 가열하는 장치로서, 초음속 분사 노즐(100)의 유입부 전방에 장착되어 작동 가스가 초음속 분사 노즐(100)에 유입되는 과정에서 가열되도록 구성될 수도 있고, 작동 가스의 저장조를 직접 가열하도록 장착되는 방식으로 구성될 수도 있고, 초음속 분사 노즐(100)의 외주에 배치되어 초음속 분사 노즐(100)을 관류하는 작동 가스 및 내포되는 미립자 액적(P)을 직접 가열하는 방식을 취할 수도 있는 등 다양하게 변경 가능하나 본 실시에에서 히팅부(200)는 초음속 분사 노즐(100)의 선단부에 배치되어 초음속 분사 노즐(100)로 유입되는 작동 가스를 예열하는 방식을 취한다. The silver-nanowire deposition apparatus 10 of the present invention may further include a heating unit 200. The heating unit 200 is a device for heating the working gas supplied to the supersonic jet nozzle 100. The heating unit 200 is mounted in front of the inlet of the supersonic jet nozzle 100 and flows into the supersonic jet nozzle 100 The supersonic injection nozzle 100 may be constructed so as to be heated so as to be heated so as to directly heat the reservoir of the working gas or may be constructed in such a manner that the working gas flowing through the supersonic injection nozzle 100, The heating unit 200 may be disposed at the distal end of the supersonic jet nozzle 100 and may be actuated to flow into the supersonic jet nozzle 100. [ The gas is preheated.

본 실시예에서 히팅부(200)에 의한 작동 가스의 가열 온도는 350℃ 정도로 설정될 수 있으나, 이는 솔루션 용액인 미립자 액적(P)의 농도 등의 작동 조건에 따라 다양한 조정이 가능하다. In this embodiment, the heating temperature of the operating gas by the heating unit 200 can be set to about 350 ° C, but it can be variously adjusted according to operating conditions such as the concentration of the fine particle droplets P which are solution solutions.

이와 같이 히팅부(200)를 통해 작동 가스를 가열함으로써, 이후 용액 공급부(300)의 혼합 용액을 작동 가스와 함께 분사하는 과정에서 혼합 용액을 미립자 액적(P) 상태로 용이하게 유도할 수 있고, 미립자 액적(P) 상태에서 휘발성 액체(P2)의 증발을 더욱 가속화시킬 수 있고 미립자 액적(P) 내 은-나노와이어 입자(P1)의 소정의 가열을 통한 추후 기판 상에서의 은-나노와이어 간의 네트워크 형성을 보다 수월하게 할 수도 있다. By heating the working gas through the heating unit 200 as described above, the mixed solution in the solution supplying unit 300 can be easily guided into the particulate droplet (P) state in the process of spraying the mixed solution with the operating gas, It is possible to further accelerate the evaporation of the volatile liquid P2 in the state of the particulate droplet P and to control the temperature of the network between the silver and the nanowires on the substrate through the predetermined heating of the silver- It may be easier to form.

용액 공급부(300)는 은-나노와이어 입자(P1)와 휘발성 액체(P2)가 혼합된 상태의 혼합 용액을 수용 저장하도록 형성되는데, 용액 공급부(300)에 저장된 혼합 용액은 초음속 분사 노즐(100)을 통해 작동 가스와 함께 분사되도록 초음속 분사 노즐(100)에 연결된다. 이때, 휘발성 액체(P2)는 에탄올과 같이 상온에서도 쉽게 휘발할 수 있는 액체가 적용되는 것이 바람직하나, 소정의 휘발성을 구비하는 범위에서 다양한 선택이 가능하다. The mixed solution stored in the solution supply unit 300 is supplied to the supersonic injection nozzle 100. The mixed solution stored in the solution supply unit 300 is supplied to the supersonic injection nozzle 100. The solution supply unit 300 is configured to receive and store the mixed solution in which the silver nanowire particles P1 and the volatile liquid P2 are mixed. To the supersonic jet nozzle 100 to be jetted together with the working gas. At this time, it is preferable that a liquid capable of easily volatilizing even at room temperature, such as ethanol, is applied to the volatile liquid P2, but it is possible to select a variety of volatile liquids having a predetermined volatility.

경우에 따라, 이러한 용액 공급부(300)는 시린저 펌프(미도시)와 같이 일정양의 혼합 용액을 초음속 분사 노즐(100)에 공급하는 방식으로 구성될 수도 있으며, 이와 달리 단순히 혼합 용액을 저장하는 형태로 구성되고 초음속 분사 노즐(100)의 작동 가스 분사시 발생하는 압력 강하 현상에 의해 혼합 용액이 초음속 분사 노즐(100)로 유입되어 함께 분사되도록 하는 방식으로 구성될 수도 있다. In some cases, the solution supply unit 300 may be configured to supply a certain amount of mixed solution to the supersonic jet nozzle 100, such as a syringe pump (not shown). Alternatively, And the mixed solution may flow into the supersonic jet nozzle 100 by the pressure drop phenomenon occurring when the working gas is injected from the supersonic jet nozzle 100 and may be jetted together.

이때, 혼합 용액이 초음속 분사 노즐(100)로 공급되는 유량은 수십μl/mim ~ 수백μl/mim 로 설정될 수 있으나, 이는 본 실시예의 일예일뿐 공급 유량은 생산 공정 하에서의 사용자의 필요에 따라 다양하게 조절할 수 있고, 이에 따라 은-나노와이어 필름의 다양한 적용 분야에 사용할 수 있다.At this time, the flow rate of the mixed solution supplied to the supersonic injection nozzle 100 may be set to several tens of μl / mim to several hundred μl / mim, but this is only an example of this embodiment, and the supply flow rate may vary according to the needs of the user under the production process And thus can be used in a variety of applications of silver-nanowire films.

이와 같은 구조에 따라 초음속 분사 노즐(100)을 통해 작동 가스를 기판(S) 측으로 분사하면, 용액 공급부(300)로부터 혼합 용액이 초음속 분사 노즐(100)로 유입되어 작동 가스와 함께 초음속 상태로 분사된다. 이때, 혼합 용액은 작동 가스의 온도에 의해 가열됨과 동시에 초음속 상태로 가속되기 때문에, 초음속 분사 노즐(100)을 통해 분사되는 과정에서 분무화(atomization)된 미립자 액적(P) 상태로 분사된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 은-나노와이어 입자(P1)를 핵으로 하여 외부 공간에 휘발성 액체(P2)가 응결된 형태의 미립자 액적(P) 상태로 초음속 분사 노즐(100)을 통해 분사된다.According to this structure, when the working gas is jetted toward the substrate S through the supersonic jet nozzle 100, the mixed solution flows into the supersonic jet nozzle 100 from the solution supply part 300, do. At this time, since the mixed solution is heated by the temperature of the working gas and accelerated to the supersonic state, it is injected into the atomized fine particle droplet (P) state in the process of being injected through the supersonic injection nozzle 100. That is, as shown in FIG. 1, in the state of the particulate droplet P in which the volatile liquid P2 is condensed in the outer space using the silver-nanowire particles P1 as nuclei, do.

이러한 초음속 분사 노즐(100)로부터 토출된 미립자 액적(P)은 분사되는 과정에서 초음속 분사 노즐(100)의 출구에서부터 기판(S)의 표면에 도달하는 동안 휘발성 액체(P2)가 증발하게 되고, 따라서, 기판(S)의 표면에는 휘발성 액체(P2)가 증발한 상태로 은-나노와이어 입자(P1)가 증착 코팅된다. 특히, 작동 가스가 히팅부(200)에 의해 가열된 상태로 분사되므로, 미립자 액적(P)이 분사되는 동안에도 작동 가스의 온도에 의해 미립자 액적(P)이 가열되어 휘발성 액체(P2)의 증발이 더욱 활발하게 일어나고, 이에 따라 기판(S)의 표면에는 더욱 순수한 상태의 은-나노와이어 입자(P1)가 증착 코팅될 수 있다. The particulate droplets P discharged from the supersonic jet nozzle 100 evaporate during the ejection of the volatile liquid P2 while reaching the surface of the substrate S from the outlet of the supersonic jet nozzle 100, , The silver-nanowire particles P1 are deposited and coated on the surface of the substrate S with the volatile liquid P2 evaporated. Particularly, since the working gas is injected in a heated state by the heating unit 200, the particulate droplets P are heated by the temperature of the working gas even during the injection of the particulate droplets P to evaporate the volatile liquid P2 So that silver-nanowire particles P1 in a more pure state can be deposited on the surface of the substrate S by vapor deposition.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 은-나노와이어 증착 장치는 작동 가스를 가열하여 초음속 분사 노즐(100)을 통해 분사하고, 은-나노와이어 입자(P1)가 함유된 혼합 용액을 초음속 분사 노즐(100)을 통해 미립자 액적(P) 상태로 작동 가스와 함께 분사함으로써, 분사하는 과정에서 휘발성 액체(P2)가 증발하고 은-나노와이어 입자(P1)만 기판(S)의 표면에 증착 코팅되도록 하는 방식으로 구성된다.That is, the silver-nanowire deposition apparatus according to an embodiment of the present invention heats the working gas through the supersonic jet nozzle 100, and mixes the mixed solution containing the silver-nanowire particles P1 with the supersonic jet nozzle Nanowire particles P1 are deposited and coated on the surface of the substrate S by spraying with the working gas in the state of fine particle droplets P through the substrate 100 so that the volatile liquid P2 evaporates during the spraying process, .

따라서, 종래 기술과 달리 진공 공정인 화학기상증착법을 이용하지 않아도 되고, 별도의 에칭과 전사 과정 등의 복잡한 제조 공정을 거치지 않아도 단순히 스프레이 방식을 통해 은-나노와이어 입자(P1)를 기판(S)의 표면에 증착 코팅시킬 수 있다. 또한, 상대적으로 저온 상태에서 은-나노와이어 입자(P1)를 증착 코팅시킬 수 있기 때문에, 고온의 열에 취약한 유연 기판 등의 표면에도 은-나노와이어 입자(P1)의 증착 코팅을 용이하게 수행할 수 있고, 더욱 다양한 용도로 활용할 수 있다.Therefore, unlike the prior art, it is not necessary to use a chemical vapor deposition method, which is a vacuum process, and it is possible to form the silver-nanowire particles P1 on the substrate S simply by using a spray method without passing through a complicated manufacturing process such as a separate etching and transfer process. On the surface of the substrate. In addition, since the silver-nanowire particles P1 can be deposited and coated at a relatively low temperature, deposition and coating of the silver-nanowire particles P1 can be easily performed on a surface of a flexible substrate susceptible to high temperature heat And can be used for various purposes.

도 14에는 이와 같은 초음속 유동 하에서의 저온 스프레이 코팅을 통한 은-나노 와이어의 코팅의 물리적 상태가 도시된다. 여기서, 은-나노 와이어 코팅에 의하여 은-나노 와이어는 단순하게 기판 상에 적층되는 것이 아니고, 은-나노 와이어 간의 물리적 충돌로 인한 단순 적층을 넘어 입자 간의 물리적 결합으로 인한 그물망처럼 서로 얽히고 결합하여 나노 네트워크를 형성하는 사항의 실험 결과 및 은-나노 와이어의 네트워크 결합 부위의 물리적 상태가 도시된다. Figure 14 shows the physical state of the coating of silver-nanowires through a low temperature spray coating under such supersonic flow. Here, silver-nanowire coating means that silver-nanowires are not simply stacked on a substrate, they are entangled with each other like a network due to physical bonding between particles beyond simple lamination due to physical collision between silver and nanowires, The experimental results of the network formation and the physical state of the network binding site of the silver-nanowire are shown.

도 10에는 다양한 실험 조건, 예를 들어 히팅부에서의 가열 온도의 변화 내지 초음속 노즐에서의 분사 속도의 변화 등과 같이 저온 스프레이 초음속 유동에서의 상태 조절 변수들을 조정하여 얻어진 기판 상에서의 은-나노 와이어의 자가 네트워크 형성 상태를 도시하는 상태 확대도가 도시된다. 10 is a graph showing changes in the state of the silver-nanowires on the substrate obtained by adjusting the state-control parameters in the low-temperature spray supersonic flow, such as the change in the heating temperature in the heating part, the change in the injection speed in the supersonic nozzle, A state enlarged view showing a self network formation state is shown.

본 발명의 은-나노와이어 증착 장치(10)는 초음속 분사 노즐(100)에서 토출되는 토출 속도에 의한 물리력에 의해 기판(S) 상에 코팅되는 은-나노와이어 간의 네트워크가 자가 생성되는 구조를 포함한다. 예를 들어 초음속 분사 노즐(100)에서 토출되는 은-나노와이어 입자(P1)를 포함하는 액적(P)의 토출 속도는 300~800m/s를 이루고, 기판(S) 상에서의 충돌 속도는 대략 200~800 m/s의 속도 범위를 이루는데, 은-나노와이어 입자(P1)가 기판(S) 상에 충돌하는 경우 충돌 속도에 의한 충격량에 의해 기판(S) 상에 증ㅊ가되고 이와 동시에 겹겹이 증착되는 은-나노와이어 입자 간에는 융착에 의한 은-나노와이어 입자(P1) 간의 물리적 네트워크 자가 형성이 이루어질 수도 있다. The silver-nanowire deposition apparatus 10 of the present invention includes a structure in which a network between silver-nanowires coated on a substrate S is self-generated by a physical force based on a discharge speed discharged from the supersonic injection nozzle 100 do. For example, the ejection speed of the droplet P including silver-nanowire particles P1 ejected from the supersonic injection nozzle 100 is 300 to 800 m / s, and the collision speed on the substrate S is approximately 200 The nanowire particles P1 are accelerated on the substrate S by the impact amount due to the collision speed when the silver nanowire particles P1 collide against the substrate S and at the same time, The physical network self-formation between silver-nanowire particles (P1) due to fusion may occur between the silver-nanowire particles to be deposited.

도 10a 내지 도 10d에는 은-나노와이어 입자(P1)의 자가 네트워크 형성 과정이 도시된다. 즉, 먼저 은-나노와이어 입자(P1)가 기판(S) 상에 증착된다(도 10a). 그런 후, 연속 내지 지속적으로 혼합 용액이 초음속 분사 노즐(100)로부터 토출되고 다른 은-나노와이어 입자(P1')가 기판(S)에 증착되되 기판(S)과의 사이에는 앞선 은-나노와이어 입자(P1)가 증착 개재 상태를 형성한다(도 10b). 이때, 다른 은-나노와이어 이자(P1')의 토출 속도의 운동량에 의하여 다른 은-나노와이어 입자(P1')를 앞선 은-나노와이어 입자(P1)와 융착 상태가 형성된다(도 10c). 이와 같은 지속적이면서도 연속적인 혼합 용액 토출 과정을 통하여 소정의 자가 네트워크 형성이 이루어질 수 있다(도 10d).10a-10d illustrate the self-network formation process of silver-nanowire particles P1. That is, silver-nanowire particles P1 are first deposited on the substrate S (Fig. 10A). Thereafter, the mixed solution is continuously or continuously ejected from the supersonic injection nozzle 100 and the other silver-nanowire particles P1 'are deposited on the substrate S and the silver- The particles P1 form a deposition intervening state (Fig. 10B). At this time, due to the momentum of the ejection speed of the other silver-nanowire phosphorus (P1 '), other silver-nanowire particles P1' are welded to the silver-nanowire particles P1 preceding the silver-nanowire particles P1 (FIG. A predetermined self-network can be formed through the continuous and continuous mixed solution discharging process (FIG. 10D).

도 4에는 도 3에서의 실험 조건 중의 하나의 결과(케이스 3)와, 종래 기술에 따른 다양한 은-나노 와이어 코팅에 의하여 얻어진 은-나노 와이어 기판 내지 필름을 통하여 측정된 투과도 및 면저항(sheet resistance)에 대하여 투과도는 대략 87% 내지 92%사이의 값을, 그리고 면저항은 10~20Ω/□의 값을 이루어 상당히 우수한 효과를 나타낸다. 또한, 도 5에는 종래의 도전성 재료의 코팅의 대표적인 재료인 ITO 투명 전극과 은-나노 와이어로 형성된 투명 전극의 반복적 사용 빈도수에 대한 저항 변화율이 도시되는데, 종래의 ITO 투명 전극의 경우 특정 반복 사용 횟수를 넘기면 저항 변화율이 급격히 증대되어 열화를 나타내는 반면, 은-나노 와이어로 형성된 투명 전극의 경우 반복적 사용 빈도수와 무관하게 저항 변화율이 거의 발생하지 않는 상태를 유지함을 볼 수 있다.
FIG. 4 shows the results of one of the experimental conditions (Case 3) in FIG. 3 and the transmittance and sheet resistance measured through silver-nanowire substrates or films obtained by various silver- The transmittance is about 87% to 92%, and the sheet resistance is about 10 ~ 20? / □. FIG. 5 shows the rate of change of resistance with respect to the frequency of repetitive use of a transparent electrode formed of ITO transparent electrode and silver-nanowire, which are representative materials of conventional conductive material coating. In the case of conventional ITO transparent electrodes, , The rate of change of resistance is rapidly increased to show deterioration. On the other hand, in the case of the transparent electrode formed of silver-nanowires, the resistance change rate is kept almost unchanged regardless of the frequency of repeated use.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 은-나노 와이어 증착 장치는 도 8에 도시된 바와 같이 초음속 분사 노즐(100)의 분사를 통해 은-나노 와이어 입자(P1)가 기판(S)의 표면에 증착 형성되는 과정에서 기판(S)을 가열할 수 있도록 별도의 가열판(401)이 구비될 수 있다. 이러한 가열판(401)은 일면에 기판(S)이 안착될 수 있도록 형성되어 열전도 방식으로 기판(S)을 가열할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 가열판(401)은 기판(S)이 안착될 수 있는 스테이지 형태로 내부에는 히팅 코일(미도시)이 내장된 형태로 구성될 수 있다.In the silver-nanowire deposition apparatus according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, silver-nanowire particles P1 are injected onto the surface of the substrate S through the injection of the supersonic injection nozzle 100 A separate heating plate 401 may be provided to heat the substrate S during the deposition process. The heating plate 401 may be configured to allow the substrate S to be mounted on one surface thereof and to heat the substrate S by a thermal conduction method. For example, the heating plate 401 may be in the form of a stage in which the substrate S can be placed, and a heating coil (not shown) may be embedded therein.

이와 같이 가열판(401)에 의해 기판(S)을 가열함으로써, 기판(S)의 표면에 증착될 수 있는 휘발성 액체(P2)의 액막을 증발 제거할 수 있다. 즉, 초음속 분사 노즐(100)로부터 분사되는 미립자 액적(P)은 전술한 바와 같이 기판(S)의 표면에 도달하는 과정에서 휘발성 액체(P2)가 증발하게 되지만, 미립자 액적(P)이 서로 결합되어 액적의 크기가 증가하게 되는 경우 또는 혼합 용액을 과잉 공급하는 경우 등과 같이 특정 상황에서는 미립자 액적(P)의 휘발성 액체(P2)가 완전히 증발하지 않고 기판(S)의 표면에 도달할 수 있고, 이 경우 기판(S)의 표면에는 휘발성 액체(P2)로 인한 액막이 생성될 수 있다. 이렇게 생성된 액막은 주변의 은-나노 와이어 입자(P1)들을 밀어내게 되고 은-나노 와이어 입자(P1)들을 서로 뭉치게 하는 등 증착 코팅의 품질을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 따라서, 기판(S)의 표면에 생성될 수 있는 액막을 제거할 수 있도록 기판(S)의 일면에 접촉하여 열전도 방식으로 기판(S)을 가열할 수 있는 가열판(401)을 장착하고, 이를 통해 기판(S)을 가열하여 액막을 증발 제거할 수 있다.Thus, by heating the substrate S by the heating plate 401, the liquid film of the volatile liquid P2 that can be deposited on the surface of the substrate S can be evaporated and removed. That is, the volatile liquid P2 is evaporated in the process of reaching the surface of the substrate S as described above, but the droplets P are not combined with each other The volatile liquid P2 of the fine particle droplets P can reach the surface of the substrate S without completely evaporating under certain circumstances such as when the size of the droplet is increased or when the mixed solution is supplied in an excess amount, In this case, a liquid film due to the volatile liquid P2 may be generated on the surface of the substrate S. The resulting liquid film may cause the silver-nanowire particles P1 to be pushed out and cause the quality of the deposition coating to deteriorate, such as aggregating the silver-nanowire particles P1 together. Therefore, a heating plate 401 capable of heating the substrate S in a thermal conductive manner in contact with one surface of the substrate S is mounted so as to remove a liquid film that can be formed on the surface of the substrate S, The substrate S can be heated to vaporize and remove the liquid film.

또한, 경우에 따라 기판(S)에 증착 코팅된 은-나노 와이어 층에 레이저 빔을 조사할 수 있도록 부가적으로 레이저 조사기(미도시)가 더 구비되어 이를 통해 은-나노 와이어 층의 균일성을 향상시킬 수 있으나, 본 발명의 초음속 유동을 통한 물리적 증착 과정 상에서의 은-나노와이어 입자 간의 융합을 통하여 충분한 균일성이 확보될 수도 있다.
In addition, a laser irradiator (not shown) may be additionally provided to irradiate the silver-nanowire layer deposited on the substrate S as the case may be, thereby uniformizing the silver-nanowire layer However, sufficient uniformity may be ensured through fusion between the silver nanowire particles in the physical vapor deposition process through the supersonic flow of the present invention.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 은-나노 와이어 증착 장치의 앞서 기술된 히팅부(200) 및 베이스(400)의 가열부(401)는, 이를 통하여 작동 가스 내지 기판(S)에 전달된 열은 휘발성 액체(P)의 증발뿐만 아니라, 본 발명의 초음속 분사 노즐(100)로부터 토출되는 은-나노와이어 입자(P1)의 기판(S) 상의 증착 밀도를 강화하도록 열을 이용할 수도 있다. The heating unit 200 and the heating unit 401 of the base 400 described above of the silver-nanowire deposition apparatus according to an embodiment of the present invention are capable of heating the substrate 401, The heat may utilize heat to enhance the deposition density on the substrate S of the silver-nanowire particles P1 discharged from the supersonic injection nozzle 100 of the present invention as well as the evaporation of the volatile liquid P. [

앞서 기술된 바와 같이, 초음속 분사 노즐(100)로부터 토출되는 가열된 작동 가스와 더불어 경우에 따라 베이스(400)에 부가되는 가열판(401)이 더 배치될 수 있는데, 가열판(401)으로부터 생성되는 열이 기판(S)에 전달되고 은-나노와이어 입자(P1)의 융착 상태를 이루도록 보조하여 기판(S) 상에 증착 코팅되는 은-나노와이어 입자(P1)의 증착 밀도를 증대시킬 수도 있다. As described above, a heating plate 401, which is sometimes added to the base 400 in addition to the heated working gas discharged from the supersonic injection nozzle 100, may further be disposed. The heat generated from the heating plate 401 Nanowire particles P1 that are deposited on the substrate S by being transferred to the substrate S and assisting the fusion of the silver-nanowire particles P1 to increase the deposition density of the silver-nanowire particles P1.

보다 구체적으로, 휘발성 액체(P2)의 가열로 휘발 상태를 형성하여 보다 높은 순도로 기판(S) 상에 증착 코팅이 이루어질 수 있을 뿐만 아니라, 기판(S) 상의 은-나노와이어 입자(P1)의 조밀한 네트워크 상태 형성을 이룰 수도 있다. 즉, 가열된 작동 가스의 미립자 액적(P)의 핵을 이루는 은-나노와이어 입자(P1)에도 열이 전달되어 소정의 가열 상태를 형성함으로써, 기판(S)에 전달된 소정의 열로 인하여 기판(S)에 형성되는 은-나노와이어 입자(P1)의 보다 조밀한 증착 코팅 상태를 이루도록 할 수 있다. 즉, 도면에 도시되는 바와 같이, 앞서 기술된 바와 같이 초음속 작동 가스와 함께 기판(S) 상에 부착 배치되는 은-나노와이어 입자(P1)는 인접한 다른 은-나노와이어 입자(P1')와의 물리적 타격력에 의한 융착과 더불어, 이러한 물리적 타격력에 의한 융착 과정시 제공되는 히팅부(200)를 통한 가열 상태의 작동 가스로부터 전달받은 열 및 베이스(400)의 가열판(401)으로부터 제공되는 열을 통하여 기판(S) 상에 증착 코팅되는 은-나노와이어 입자(P1)에 전달되어 기판(S) 상의 단순 적층을 넘어, 인접 은-나노와이어 입자 간의 보다 긴밀한 융착 상태 형성을 가능하게 하고, 궁극적으로 기판(S) 상의 은-나노와이어 입자(P1) 간의 물리적 네트워크를 이룸으로써 기판(S)상에 증착 코팅된 은-나노와이어 입자(P1)이 이루는 증착층(LP1)의 증착 밀도를 증진시킬 수도 있다. 이와 같이 증착 밀도의 조밀화를 통하여 전기 전도도 등의 전기적 특성을 월등히 향상시킬 수도 있다. 다만 이 경우, 베이스(400)에 배치되는 가열판(401)에 의해 제공되는 온도는 기판(S)의 열변형 발생을 방지하는 범위에서 제공되는 것이 바람직하다.
More specifically, the volatile liquid P2 is heated to form a volatile state so that the deposition coating can be performed on the substrate S with a higher purity, and the deposition of the silver-nanowire particles P1 on the substrate S A dense network state formation may be achieved. That is, the heat is also transferred to the silver-nanowire particles P1 constituting the nuclei of the fine droplets P of the heated working gas to form a predetermined heating state, so that the predetermined heat transferred to the substrate S S) of the silver-nanowire particles (P1) formed on the substrate. That is, as shown in the figure, the silver-nanowire particles P1 adhered and disposed on the substrate S together with the supersonic working gas as described above are physically and physically bonded to the adjacent silver- The heat transferred from the heating gas in the heating state through the heating unit 200 and the heat provided from the heating plate 401 of the base 400 during the welding process by the physical striking force, Nanowire particles P1 that are deposited on the substrate S to go beyond the simple lamination on the substrate S to allow for the formation of tighter fusing between adjacent silver nanowire particles and ultimately to the substrate Nanowire particles P1 formed on the substrate S by forming a physical network between the silver-nanowire particles P1 on the substrate S and the silver-nanowire particles P1 on the substrate S. The deposition density of the deposition layer LP1 formed by the silver- By densifying the deposition density as described above, electrical characteristics such as electric conductivity can be significantly improved. In this case, it is preferable that the temperature provided by the heating plate 401 disposed on the base 400 is provided within a range that prevents the substrate S from being thermally deformed.

본 발명의 일 실시예에 따라 저온 스프레이 방식을 통해 증착 코팅된 은-나노 와이어 필름은 표면 저항 개선을 통한 전기전도도 향상과 더불어 투과도의 특성도 매우 우수하여 박막 기판 내지 디스플레이와 같은 다양한 전기 소자 분야에 적용될 수도 있다.
According to one embodiment of the present invention, the silver-nanowire film deposited through the low temperature spraying method has improved electrical conductivity through improvement of the surface resistance and has an excellent characteristic of the transmittance, .

이상 본 발명의 일실시에에 따른 은-나노와이어 증착 장치의 개략적 구성을 살펴보았는데, 이하 각 구성의 구체적 구조에 대하여 살펴본다. Hereinafter, a schematic configuration of a silver-nanowire deposition apparatus according to an embodiment of the present invention has been described. Hereinafter, a specific structure of each configuration will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음속 분사 노즐의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초음속 분사 노즐의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초음속 분사 노즐의 용액 주입구 형상을 예시적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing a configuration of a supersonic jet nozzle according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating an internal structure of a supersonic jet nozzle according to an embodiment of the present invention, 4 is a view illustrating an exemplary shape of a solution injection port of a supersonic injection nozzle according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 초음속 분사 노즐(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 작동 가스가 유동하도록 내부 공간에 가스 유로(120)가 형성되는 노즐 하우징(110)과, 노즐 하우징(110)에 형성된 가스 유로(120)의 중단부에 직각 방향으로 연통되도록 노즐 하우징(110)에 형성되는 용액 주입구(130)를 포함하여 구성된다. 노즐 하우징(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부 하우징(111)과 하부 하우징(112)으로 분리 형성되고, 상호 결합하여 내부에 하나의 가스 유로(120)를 형성하도록 구성될 수 있다. 이때, 용액 공급부(H,300)는 노즐 하우징(110)의 가스 유로(120) 내부로 혼합 용액이 공급되도록 용액 주입구(130)에 연통되게 결합된다.2 and 3, the supersonic injection nozzle 100 according to an embodiment of the present invention includes a nozzle housing 110 in which a gas flow path 120 is formed in an inner space to flow an operation gas, And a solution injection port 130 formed in the nozzle housing 110 so as to communicate with the center of the gas flow path 120 formed in the nozzle 110 at a right angle. The nozzle housing 110 may be divided into an upper housing 111 and a lower housing 112 as shown in FIG. 2, and may be coupled to each other to form one gas passage 120 therein. At this time, the solution supply part (H) 300 is connected to the solution injection port 130 so as to supply the mixed solution into the gas flow path 120 of the nozzle housing 110.

가스 유로(120)는 양단에 유입구(121-1) 및 배출구(123-1)가 형성되고, 중단부에는 유동 단면적이 감소하는 교축부(122)가 형성된다. 유입구(121-1)로부터 교축부(122)까지는 유동 단면적이 감소하는 형태로 유입부(121)가 형성되고, 교축부(122)로부터 배출구(123-1)까지는 유동 단면적이 증가하는 형태로 배출부(123)가 형성된다. 이때, 유입부(121) 내주면이 곡면을 이루도록 형성되며, 유동 단면적 자체는 교축부(122)로 갈수록 감소하되 그 폭은 증가하는 형태로 형성될 수 있다.An inlet 121-1 and an outlet 123-1 are formed at both ends of the gas flow path 120 and a throttling portion 122 is formed at the intermediate portion of the gas flow path 120 to reduce the flow cross sectional area. The inlet 121 is formed in such a manner that the flow cross-sectional area decreases from the inlet 121-1 to the throttling portion 122 and the flow cross-sectional area from the throttling portion 122 to the outlet 123-1 increases, A portion 123 is formed. At this time, the inner circumferential surface of the inflow portion 121 is formed to have a curved surface, and the flow cross-sectional area itself may be reduced toward the throttling portion 122 and increased in width.

교축부(122)로부터 배출구(123-1)로 향하는 배출부(123) 구간에는 배출구(123-1)로 갈수록 유동 단면적이 증가하는 방향으로 경사지도록 경사면(123-2)이 형성된다. 따라서, 배출부(123) 구간에서는 경사면(123-2) 형태에 의해 상대적으로 가스 유로(120)의 폭이 상대적으로 넓게 형성될 수 있다.The inclined surface 123-2 is formed in the section of the discharge section 123 which is directed from the throttling section 122 to the discharge port 123-1 so as to be inclined in the direction of increasing the flow cross sectional area toward the discharge port 123-1. Therefore, the width of the gas passage 120 can be relatively increased by the shape of the inclined surface 123-2 in the discharge section 123.

이와 같은 수렴-발산 구조의 초음속 분사 노즐(100)을 통하여 초음속 분사 노즐(100)의 배출구(123-1)에서 토출되는 혼합 용액을 포함하는 작동 가스는 초음속 유동 범위 내에서 작동 가능하게 된다. 용액 주입구(130)는 이러한 경사면(123-2)에 형성되어 가스 유로(120)에 연통되도록 형성될 수 있다. 따라서, 가스 유로(120)를 통해 초음속 속도로 작동 가스가 분사되면, 가스 유로(120) 내부에서 압력 강하 현상이 발생하고, 이에 따라 용액 주입구(130)를 통해 혼합 용액이 가스 유로(120) 내부로 유입되고, 유입된 상태에서 작동 가스와 함께 배출구(123-1)를 통해 미립자 액적 상태로 분사된다.The working gas containing the mixed solution discharged from the discharge port 123-1 of the supersonic jet nozzle 100 through the converging-diverging supersonic jet nozzle 100 becomes operable within the supersonic flow range. The solution injection port 130 may be formed on the inclined surface 123-2 so as to communicate with the gas flow path 120. Therefore, when the working gas is injected at the supersonic speed through the gas passage 120, a pressure drop phenomenon occurs in the gas passage 120, and thus the mixed solution flows through the solution inlet 130 into the gas passage 120 And is injected into the particulate droplet state through the outlet 123-1 together with the working gas in the inflow state.

이때, 용액 주입구(130)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 원형 유로를 갖는 형태로 형성될 수도 있으나, 이 경우 미립자 액적(P)의 확산 범위가 상대적으로 좁고 따라서 특정 영역에만 집중적으로 은-나노 와이어 증착 코팅될 수 있다. 이와 달리 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 용액 주입구(130)가 작동 가스의 유동 방향에 대한 직각 방향으로 길게 타원 형태로 경사면(123-2)에 형성되면, 미립자 액적(P)의 확산 범위가 상대적으로 넓어지게 되고, 이에 따라 더욱 넓은 영역으로 미립자 액적(P)이 분사될 수 있으므로, 더 넓은 영역에 은-나노 와이어 입자를 증착 코팅시킬 수 있다. 도한, 도 4의 (c)의 경우와 같이 초음속 분사 노즐(100)의 노즐 하우징(110)의 경산면(123-2)에 복수 개의 용액 주입구(130c)가 형성될 수도 있다. 여기서 각각의 용액 주입구(130c)는 상호 이격 배치되는데, 각각의 용액 주입구(130c)는 용액 공급부(300)에 연결됨으로써, 분사 영역을 증대시켜 액적 용량을 증대시키되, 도 4(b)의 타원형 용액 주입구보다 액적이 미립화를 더욱 향상시킬 수도 있다.At this time, the solution injection port 130 may be formed in a shape having a circular flow path as shown in FIG. 4 (a), but in this case, the diffusion range of the fine particle droplet P is relatively narrow, Silver-nanowire deposition coating. Alternatively, as shown in FIG. 4 (b), when the solution injection port 130 is formed in the oblique surface 123-2 in a long oval shape in the direction perpendicular to the flow direction of the working gas, the diffusion of the fine particle droplets P The range becomes relatively wider, and thus the fine particle droplets P can be injected into a wider area, so that the silver-nanowire particles can be deposited and coated on a wider area. A plurality of solution injection ports 130c may be formed on the hypothetical surface 123-2 of the nozzle housing 110 of the supersonic injection nozzle 100 as in the case of FIG. Each of the solution injection ports 130c is spaced apart from each other. Each of the solution injection ports 130c is connected to the solution supply unit 300 to increase the droplet volume by increasing the jetting area, The droplet may further improve the atomization than the injection port.

한편, 상기 실시에에서 초음속 분사 노즐(100)은 플레이트 타입 구조를 이루나, 본 발명의 초음속 분사 노즐이 이에 국한되지는 않는다. 즉, 초음속 분사 노즐(100d)은 링 타입의 원형 단면 구조를 취할 수도 있다. 또한, 초음속 분사 노즐(100d)에 형성되는 용액 주입구(130d)는 복수 개가 구비되되, 상기 초음속 분사 노즐(100d)의 원주 상에 상호 이격 배치되는 구조를 취할 수도 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 용액 주입구(130d)는 링 타입의 원형 단면 구조의 초음속 분사 노즐(100d)의 원주 상에서 90도 등각 이격 배치되는데, 각 용액 주입구(130d)는 용액 공급부(300)와 연결된다. 앞선 실시에에서 용액 주입구와 연결되는 용액 공급부는 용액 저장수(미도시)와 연결되고 단순 라인으로 도시되었으나, 경우에 따라 본 발명의 용액 공급부(300d)는 시린지 펌프 내지 별도의 펌프를 통하여 고압의 용액 공급 가스와 함게 토출하는 용액 인젝터를 더 포함할 수도 있다. 용액 공급부(300d)는 용액 저장부(310)와 용액 공급 펌프(320)와 용액 인젝터(330)를 포함하는데, 용액 인젝터(330)는 도 6a에 도시된 바와 같이 초음속 분사 노즐(100d)에 형성된 용액 주입구(130d)에 연결된다. 용액 저장부(130)에는 은-나노와이어 입자(P1)와 휘발성 액체(P2)가 혼합된 상태의 혼합 용액이 수용 저장된다. 도시되지는 않았으나, 용액 저장부(310)에는 교반기(미도시)가 구비되어, 은-나노와이어 입자(P1)와 휘발성 액체(P2)의 혼합 상태를 유지하도록 하는 구성을 더 취할 수도 있다. Meanwhile, in the above embodiment, the supersonic jet nozzle 100 has a plate type structure, but the supersonic jet nozzle of the present invention is not limited thereto. That is, the supersonic jet nozzle 100d may have a ring-shaped circular cross-sectional structure. In addition, a plurality of solution injection ports 130d formed in the supersonic injection nozzle 100d may be disposed on the circumference of the supersonic injection nozzle 100d. As shown in FIGS. 5 and 6, the solution injection port 130d is equally spaced 90 degrees apart from the circumference of the supersonic injection nozzle 100d having a ring-shaped circular cross-sectional structure, and each solution injection port 130d is connected to a solution supply part 300). Although the solution supply part connected to the solution injection port in the previous embodiment is connected to the solution storage solution (not shown) and shown as a simple line, the solution supply part 300d of the present invention may be connected to the solution supply part through a syringe pump or a separate pump And a solution injector for discharging the liquid with the solution supply gas. The solution supply unit 300d includes a solution storage unit 310, a solution supply pump 320 and a solution injector 330. The solution injector 330 is formed of a supersonic injection nozzle 100d And is connected to the solution injection port 130d. In the solution storage part 130, a mixed solution in which the silver nanowire particles P1 and the volatile liquid P2 are mixed is accommodated. Although not shown, the solution storage part 310 may be provided with a stirrer (not shown) to further maintain the mixed state of the silver-nanowire particles P1 and the volatile liquid P2.

용액 저장부(310)는 용액 라인(311)을 통하여 용액 인젝터(330)에 연결되는데, 용액 저장부(310)와 용액 인젝터(330) 사이로 용액 라인(311) 상에는 용액 펌프(320)가 배치될 수 있다. 용액 인젝터(330)와 용액 펌프(320)는 제어부(20)와 연결되어 제어부(20)의 인젝터 제어 신호 및 펌프 제어 신호에 따라 가동되어 혼합 용액을 용액 주입구(130d)를 통하여 초음속 분사 노즐(100d)로 공급할 수 있다.
The solution reservoir 310 is connected to the solution injector 330 through the solution line 311 and the solution pump 320 is disposed on the solution line 311 between the solution reservoir 310 and the solution injector 330 . The solution injector 330 and the solution pump 320 are connected to the controller 20 and are operated in response to the injector control signal and the pump control signal of the controller 20 to inject the mixed solution through the solution injection port 130d into the supersonic injection nozzle 100d ).

또한, 상기 실시에에서 용액 인젝터는 솔레노이드 밸브 내지 피에조 소자 타입의 통상적 인젝터로 구현되는 경우를 설명하였으나, 용액 인젝터는 혼합 용액을 제공하는 범위에서 다양한 구조가 가능하다. In addition, although the solution injector in the above-described embodiment is realized by a conventional injector of a solenoid valve or a piezo element type, the solution injector can have various structures within the range of providing the mixed solution.

도 6c에 도시된 바와 같이, 이중관 구조의 용액 인젝터(330d)가 제공될 수도 있다. 이 경우 용액 공급부(300d)는 용액 공급 가스 저장부(340)와 용액 공급 가스 펌프(350)를 더 포함한다. 용액 공급 가스 저장부(340)는 혼합 용액을 수송 토출시키는 용액 공급 가스를 저장 수용하는데, 용액 공급 가스는 공기, 질소 등이 사용될 수 있고, 작동 가스와 동일한 가스를 사용하는 것이 바람직하다. As shown in Fig. 6C, a solution injector 330d with a double pipe structure may be provided. In this case, the solution supply portion 300d further includes a solution supply gas storage portion 340 and a solution supply gas pump 350. [ The solution supply gas storage part 340 stores and holds a solution supply gas for transporting and discharging the mixed solution. The solution supply gas may be air, nitrogen, or the like, and preferably uses the same gas as the working gas.

용액 공급 가스 저장부(340)는 용액 공급 가스 라인(341)을 통하여 용액 인젝터(330d)에 연결되는데, 용액 공급 가스 저장부(340)와 용액 인젝터(330d) 사이로 용액 공급 가스 라인(341) 상에는 용액 공급 가스 펌프(컴프레서,350)가 배치될 수도 있다. The solution supply gas reservoir 340 is connected to the solution injector 330d through the solution supply gas line 341 and between the solution supply gas reservoir 340 and the solution injector 330d on the solution supply gas line 341 A solution supply gas pump (compressor) 350 may be disposed.

경우에 따라, 용액 인젝터(330d)와 용액 공급 가스 펌프(350) 및 용액 공급 펌프(320) 사이에는 각각 용액 공급 가스 제어 밸브(351) 및 용액 제어 밸브(321)가 배치될 수 있고, 용액 공급 가스 제어 밸브(351) 및 용액 제어 밸브(321) 및 용액 공급 가스 펌프(350) 및 용액 공급 펌프(320)는 제어부(20)와 연결되어 소정의 제어 신호에 따라 작동 제어될 수 있다. A solution supply gas control valve 351 and a solution control valve 321 may be disposed between the solution injector 330d and the solution supply gas pump 350 and the solution supply pump 320, respectively, The gas control valve 351 and the solution control valve 321 and the solution supply gas pump 350 and the solution supply pump 320 may be connected to the control unit 20 and may be operated and controlled according to a predetermined control signal.

용액 라인(311)과 용액 공급 가스 라인(341)은 각각 용액 인젝터(330d)에 연결된다. 용액 인젝터(330d)는 인젝터 센터 라인(331d)와 인젝터 아우터 라인(333d)을 포함하고, 인젝터 센터 라인(331d)은 용액 라인(311)에 연결되어 혼합 용액이 주입 유동하고, 인젝터 아우터 라인(333d)은 용액 공급 가스 라인(341)에 연결되어 용액 공급 가스를 유동시킨다. 인젝터 센터 라인(331d)와 인젝터 아우터 라인(333d)은 이중관 구조를 형성하는데, 인젝터 센터 라인(331d)의 외주면은 인젝터 아우터 라인(333d)의 내면과 이격 배치되고, 용액 공급 가스는 혼합 용액을 미립화시키는데 사용된다. 즉, 초음속 분사 노즐로부터 토출되는 혼합 용액은 이와 같은 이중관 구조의 용액 인젝터를 통하여 용액 공급 가스와 혼합되는 과정에서 1차 미립화 과정(atomization)이 실행되고, 용액 주입구를 통하여 작동 가스에 혼입되는 과정에서 2차 미립화 과정이 실행된다.
The solution line 311 and the solution supply gas line 341 are connected to the solution injector 330d, respectively. The solution injector 330d includes an injector center line 331d and an injector outer line 333d. The injector center line 331d is connected to the solution line 311 to inject the mixed solution. The injector outer line 333d Is connected to the solution feed gas line 341 to flow the solution feed gas. The injector center line 331d and the injector outer line 333d form a double pipe structure in which the outer circumferential surface of the injector center line 331d is spaced apart from the inner surface of the injector outer line 333d and the solution supply gas atomizes . That is, the mixed solution discharged from the supersonic injection nozzle is atomized during mixing with the solution supply gas through the solution injector having the double tube structure, and is mixed with the working gas through the solution injection port A secondary atomization process is executed.

또 한편, 상기 실시예에서는 용액 주입구는 초음속 분사 노즐의 원주 상에 이격 배치되고, 용액 인젝터(330) 내지 용액 라인이 직교 배치되는 구조를 취하여 유입되는 혼합 용액이 초음속 분산 노즐의 중앙을 향한 방향 내지 중앙을 통과하는 중앙선을 향하여 직교되는 방향으로 주입되는 구조를 취하였으나, 용액 주입구를 통하여 주입되는 혼합 용액이 중앙 내지 중앙선을 향하지 않고, 중심에서 벗어난 방향으로 이격 유입되는 구조를 취할 수도 있다. In the above embodiment, the solution injection port is disposed on the circumference of the supersonic jet nozzle, and the solution injector 330 and the solution lines are arranged orthogonally, and the mixed solution flowing in the direction of the center of the supersonic dispersion nozzle The solution is injected in a direction perpendicular to the center line passing through the center. However, the mixed solution injected through the solution injection port may be separated from the center line and away from the center line.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 용액 인젝터(330e)는 용액 주입구(130e)와 초음속 분사 노즐(100e)의 중심을 잇는 주입구 중심선(O-A)와 사전 설정 사이각(θ)을 구비하는데, 사전 설정 사이각(θ)은 용액 인젝터(330e)의 길이 방향 선분(E-E)와 주입구 중심선(O-A)의 사이각으로 형성된다. 또한, 용액 인젝터(330e)가 연결되는 용액 주입구(130e)의 외주에는 주입구 스월(131e)이 더 형성될 수 있다. 즉, 용액 인젝터(330e)로부터 용액 주입구(130e)를 통하여 유입되는 혼합 용액이 소정의 사전 설정 사이각으로 초음속 분사 노즐(100e)로 유입되되 용액 주입구(130e)의 외주에 형성된 주입구 스월(131e)을 통하여 초음속 분사 노즐(100e)의 원주 방향 및 중앙 방향을 향하여 혼합 용액을 유도하여 터뷸런스를 통한 작동 가스와의 혼입시 미립 분무화를 촉지시키는 스월링 현상이 발생될 수도 있다. 7, the solution injector 330e has an inlet center line OA connecting the solution inlet 130e and the center of the supersonic injection nozzle 100e and an angle between the preset angle? The angle between the settings is formed at an angle between the longitudinal segment EE of the solution injector 330e and the injection port center line OA. Further, an injection hole swell 131e may be further formed on the outer circumference of the solution injection port 130e to which the solution injector 330e is connected. That is, the mixed solution flowing from the solution injector 330e through the solution injection port 130e flows into the supersonic injection nozzle 100e at a predetermined preset angle, and the injection hole swirl 131e formed on the outer periphery of the solution injection port 130e, A swirling phenomenon may be caused to induce the mixed solution toward the circumferential direction and the center direction of the supersonic jet nozzle 100e and to facilitate atomization when mixed with the working gas through the turbulence.

상기한 용액 인젝터는 초음속 분사 노즐의 외주에 등간격 배치됨으로써 혼합 용액이 작동 가스에 혼입되는 위치를 균등화시켜 혼합 용액이 특정 위치에 편중되지 않고 고른 분포 상태를 형성토록 함으로써, 궁극적으로 베이스(400) 상에 배치되는 기판(S)에서의 균등 증착 코팅을 가능하게 할 수 있다.
The solution injector is disposed equidistantly on the outer periphery of the supersonic injection nozzle to equalize the position where the mixed solution is mixed into the working gas so that the mixed solution is not concentrated at a specific position but forms a uniform distribution state, To enable uniform deposition coating on the substrate S disposed on the substrate S.

한편, 상기 실시예에서 용액 공급부는 단순 용액 라인 내지는 용액 인젝터를 구비하는 구성을 취하였으나, 도 9에 도시된 바와 같이 용액 공급부(300f)는 용액 저장부(310f)와 용액 라인(311f)와 용액 수집부(312f)와 용액 베포라이저(360f)를 구비하는 구성을 취할 수도 있다. 즉, 용액 라인(311f)은 일단이 초음속 유동 노즐(100f)의 용액 주입구(130f)에 연결되고, 용액 수집부(312f)는 용액 라인(311f)의 타단에 연결 배치되고, 용액 저장부(310f)는 혼합 용액이 수용 저장되고 용액 수집부(312f)와 대향 배치되고, 용액 베포라이저(360f)는 용액 저장부(310f)에 연결되어 용액 저장부(310f)에 소정의 진동을 제공하여 혼합 용액을 미립 분무화시켜, 미립 분무화된 혼합 용액이 용액 수집부(312f)를 통하여 수집된 후 용액 라인(311f)을 거쳐 용액 주입구(130f)를 통하여 초음속 분사 노즐(100f)로 진입하여 작동 가스를 통하여 2차 분무화되며 토출되는 구조를 형성한다. 여기서, 용액 베포라이저(360f)는 초음파 진동체로 형성되어 초음파 진동을 통한 혼합 용액의 1차 분무화를 형성하고, 초음속 분사 노즐(100f)의 내부로 진입하는 과정에서 2차 미립 분무화를 형성하는 방식을 취할 수도 있다.
9, the solution supply unit 300f includes a solution storage unit 310f, a solution line 311f, and a solution supply unit 300f. The solution supply unit 300f includes a solution supply line, Collecting section 312f and a solution distributor 360f. That is, one end of the solution line 311f is connected to the solution inlet 130f of the supersonic flow nozzle 100f, the solution collecting portion 312f is connected to the other end of the solution line 311f, The solution is collected and stored in the solution storage part 310f so as to be opposed to the solution collection part 312f and the solution solution 360f is connected to the solution storage part 310f to provide a predetermined vibration to the solution storage part 310f, And the fine atomized mixed solution is collected through the solution collecting part 312f and then passed through the solution line 311f to enter the supersonic jet nozzle 100f through the solution injection port 130f, To form a sprayed structure. Here, the solution can 360f is formed by an ultrasonic vibrator to form a primary atomization of the mixed solution through ultrasonic vibration, and forms secondary atomization in the process of entering the supersonic jet nozzle 100f You can also take the approach.

상기 실시예들에서 기판(S)이 배치되는 베이스(400)는 위치 고정되는 구조를 취하는 경우를 기술하였으나, 본 발명의 베이스(400)는 가동 구조를 형성할 수도 있다. 즉, 도 8에 도시되는 바와 같이, 베이스(400)는 베이스 바디(410)와 베이스 구동부(420)를 포함하는데, 베이스 바디(410)는 소정의 플레이트, 예를 들어 원형 플레이트로 형성되어 일면 상에 기판(S)이 장착되는 구조를 형성하고, 베이스 구동부(420)는 베이스 바디(410)와 연결되어 베이스 바디(410)를 회동 구동 시킨다. 베이스 구동부(420)는 단순 전기 모터로 도시되었으나, 베이스 바디(410)에 회동력을 제공하는 범위에서 다양한 구성이 가능하다. 예를 들어, 베이스 구동부(420)와 베이스 바디(410) 사이에는 감속기가 배치될 수도 있고, 베이스 구동부(420)와 베이스 바디(410)가 직결되지 않고 풀리 내지 기어와 같은 동력 전달 요소를 통하여 연결되는 구조를 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
In the above embodiments, the base 400 on which the substrate S is disposed has a structure in which the position is fixed, but the base 400 of the present invention may also form a movable structure. 8, the base 400 includes a base body 410 and a base drive unit 420. The base body 410 is formed of a predetermined plate, for example, a circular plate, And the base driving unit 420 is connected to the base body 410 to rotate the base body 410. [ Although the base drive unit 420 is illustrated as a simple electric motor, various configurations are possible within a range that provides a rotational force to the base body 410. [ For example, a speed reducer may be disposed between the base driving unit 420 and the base body 410, and a reduction gear may be disposed between the base driving unit 420 and the base body 410 through a power transmission element such as a pulley or a gear, And a variety of modifications are possible.

이와 같은 본 발명에 따른 은-나노 와이어 증착 장치는 롤 장치와 연계되어 연속적 제조 공정을 이루는 구조를 취할 수도 있고 기판에서의 은-나노 와이어 네트워킹을 증대시키는 추가적 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 구성이 가능하다.
The silver-nanowire deposition apparatus according to the present invention may have a structure that is connected to the roll apparatus to form a continuous manufacturing process, and may have an additional configuration to increase the silver-nanowire networking on the substrate. Do.

도 11 내지 도 15에는 본 발명의 일실시에에 따라 실행되어 기판 상에 증착된 은-나노와이어에 대한 개략적인 실험 결과가 도시된다. Figures 11 to 15 show schematic experimental results for silver-nanowires deposited on a substrate in accordance with one embodiment of the present invention.

도 11에는 본 발명의 일실시예에 따른 초음속 분사 노즐의 토출 속도를 변화시켜 기판에 증착된 은-나노와이어 입자에 대한 확대도가 도시되는데, 케이스 1부터 케이스 6까지 진행될수록 은-나노와이어 입자의 융착 상태가 변화한다. 즉, 케이스 1의 경우 은-나노와이어 입자 간에 접합을 이루어지되 서로 물리적으로 섞이게 되는 융착 상태까지 이루어지지 않았으나, 케이스 6의 경우 은-나노 와이어 입자 간의 완연한 융착 상태를 확인할 수 있다. 도 12에는 도 11의 케이스 3에 대한 면저항 및 투과도를 ITO와 비교하는 선도인데, 본 발명의 케이스 3의 경우 투과도 면에서는 거의 비슷한 수치를 나타내나, 면저항에 있어 본 발명에 따른 케이스 3(별표시)가 우수한 결과를 나타내는바, 우수한 전기적 특성을 이용하여 투명 전극 등으로서의 활용성이 ITO(빈 네모 표시)보다 뛰어남을 확인할 수 있다. 도 13에는 본 발명에 따라 기판 상에 형성된 은-나노와이어와 ITO의 반복 상용에 따른 저항 변화율, 즉 열화 상태를 도시하는데, 본 발명의 은-나노와이어 경우 반복 횟수에 따른 열화 상태가 거의 발생하지 않으나, ITO의 경우 일정 반복 횟수에 도달할 경우 급격한 저항율 변화 증가를 나타내어 열화 상태 발생이 나타낸다. 도 14에는 본 발명에 따라 가요성 확보 및 대면적화 가능한 구성과 우수한 투명성 확보가 가능한 은-나노와이어 전극을 구비하는 기판의 일예가 도시된다. 도 15에는 본 발명에 따른 은-나노와이어 입자의 입자 간의 물리적 결속이 이루어져 융합 상태를 형성하여 기판 상에 융착된 상태를 나타내는 실험 결과 확대도가 도시된다.
FIG. 11 is an enlarged view of the silver-nanowire particles deposited on a substrate by varying the discharge speed of the supersonic spray nozzle according to an embodiment of the present invention. As the case goes from case 1 to case 6, silver- The fused state of the film is changed. That is, in case 1 - the nanowire particles are bonded to each other but not to the fusion state where they are physically mixed with each other. In case 6, however, the state of complete fusion between the nanowire particles can be confirmed. Fig. 12 is a graph comparing the sheet resistance and the transmittance of the case 3 of Fig. 11 with that of ITO. Case 3 of the present invention shows almost similar values in terms of the transmittance. However, in case of the sheet resistance, ) Shows excellent results, and it can be confirmed that the usability as a transparent electrode or the like is superior to ITO (hollow square display) by using excellent electrical characteristics. 13 shows the rate of change in resistance, i.e., the deterioration state, of silver-nanowire and ITO formed on a substrate according to the present invention. In the case of the silver-nanowire according to the present invention, However, in the case of ITO, when the repetition number of times is reached, a rapid change in the resistivity shows an increase in the deterioration state. Fig. 14 shows an example of a substrate provided with a silver-nanowire electrode capable of ensuring flexibility and making it possible to make a large area and securing excellent transparency according to the present invention. FIG. 15 is an enlarged view of an experimental result showing a state where the silver-nanowire particles according to the present invention are physically bound to each other to form a fusion state and fusion-bonded on the substrate.

한편, 상기 실시예의 은-나노 와이어 증착 장치(10)는 작동 가스 컴프레서(Ca)와 감지부(60)와, 저장부(30)와, 연산부(40)와 제어부(20)를 포함한다. 작동 가스 컴프레서(Ca,도 16 참조)는 초음속 분사 노즐(100)의 전단 측에 배치되어 초음속 분사 노즐(100)로 유입되는 작동 가스의 압력을 조정하고, 감지부(60)는 베이스(S)와 초음속 분사 노즐(100)의 사이에 배치되어 초음속 분사 노즐(100)에서 토출되는 은-나노와이어 입자의 속도를 감지하고, 저장부(40)는 은-나노와이어 입자의 속도(vsnw)와 초음속 분사 노즐의 유입 압력 상관 관계를 포함하는 사전 설정 데이터를 저장하고, 연산부(40)는 제어부(20)의 연산 제어 신호에 따라 사전 설정 데이터 및 은-나노와이어 입자 속도(vsnw)를 이용하여 입자 속도에 대응하는 작동 가스의 속도인 대응 가스 속도(vg)를 산출하고, 제어부(20)는 대응 가스 속도(vg)와 사전 설정 데이터를 이용하여 초음속 분사 노즐(100)에서 토출되어 기판(S)에 도달하는 은-나노와이어 입자의 속도가 사전 설정 속도 범위에 도달하도록 작동 가스 컴프레서(Ca)로 작동 가스의 압력을 제어하는 압력 제어 신호는 인가한다. The silver-nanowire deposition apparatus 10 of the embodiment includes an operating gas compressor Ca and a sensing unit 60, a storage unit 30, an operation unit 40, and a control unit 20. 16) is disposed on the front end side of the supersonic jet nozzle 100 to adjust the pressure of the working gas introduced into the supersonic jet nozzle 100. The sensing unit 60 is connected to the base S, And the supersonic jet nozzle 100 to sense the speed of the silver-nanowire particles discharged from the supersonic jet nozzle 100. The storage unit 40 senses the velocity of the silver-nanowire particles (vsnw) The arithmetic unit 40 stores the preset data including the inflow pressure correlation of the injection nozzles, and the arithmetic unit 40 calculates the particle velocity (v) using the preset data and the silver-nanowire particle velocity (vsnw) in accordance with the operation control signal of the controller 20 The control unit 20 calculates the corresponding gas velocity vg corresponding to the velocity of the working gas corresponding to the velocity of the working gas The silver that arrives - the genus of nanowire particles The preset pressure for controlling the pressure of the working gas as the working gas compressor (Ca) so as to reach the speed range the control signal applied.

이와 같은 은-나노 와이어 증착 장치 제어 방법의 구체적인 제어 단계는 도 167 도시된다. 먼저, 상기와 같은 은-나노와이어 증착 장치가 제공되는 제공 단계(S10)가 실행된다. 그런 후, 초음속 분사 노즐(100)에서 토출되는 은-나노와이어 입자의 속도를 감지하는 감지 단계(S20)를 실행한다. A specific control step of such a silver-nanowire deposition apparatus control method is shown in FIG. First, a providing step S10 in which the silver-nanowire deposition apparatus as described above is provided is executed. Then, a sensing step (S20) for sensing the velocity of the silver-nanowire particles discharged from the supersonic injection nozzle (100) is executed.

감지부(60)는 베이스(S)와 초음속 분사 노즐(100)의 사이에 배치되어 초음속 분사 노즐(100)에서 토출되는 은-나노와이어 입자의 속도를 감지하는데, 감지부(60)는 본 실시예에서 초고속 카메라로 구현되어 일정 시간 주기로 초음속 분사 노즐(100)에서 토출되는 액적의 이동 경로 및 속도를 산출할 수 있다. 초고속 카메라로 구현되는 감지부(60)는 일정 시간에서 찍힌 영상 정보 내 액적을 목표 액적으로 설정하고, 이동 경로 상에서 해당 목표 액적의 다음 주기에서의 위치를 파악함으로써 해당 액적의 이동 속도, 즉 초음속 분사 노즐에서 토출되는 은-나노와이어 입자의 속도(vsnw)를 감지할 수 있다. 경우에 따라, 은-나노와이어 입자의 속도(vsnw)는 기판(S)의 표면 근처에서 감지되는 속도값을 활용할 수도 있으나 이 경우 초음속 분사 노즐(100)의 토출구와 기판(S)까지 사이 거리 상에서 발생하는 속도의 감쇠룰 감안하는 방법을 취할 수도 있다.The sensing unit 60 is disposed between the base S and the supersonic jet nozzle 100 to sense the speed of the silver-nanowire particles discharged from the supersonic jet nozzle 100. In this example, the moving path and the speed of the liquid droplet discharged from the supersonic jet nozzle 100 can be calculated at a predetermined time period by using an ultra-high speed camera. The sensing unit 60, which is implemented by an ultra-high-speed camera, sets a target droplet in the image information taken at a predetermined time and acquires the position in the next period of the target droplet on the movement path, The speed (vsnw) of the silver-nanowire particles discharged from the nozzle can be detected. In some cases, the speed (vsnw) of the silver-nanowire particles may utilize a velocity value sensed near the surface of the substrate S, but in this case, the distance between the ejection port of the supersonic jet nozzle 100 and the substrate S It is also possible to take the method of considering the attenuation rule of the speed at which it occurs.

본 실시예에서는 하기되는 바와 같이 감지된 은-나노와이어 입자의 속도로부터 압력을 산출한다는 점, 즉 기판(S)에서 양호한 융착 상태 형성을 위하여 필요한 은-나노와이어 입자의 속도 범위 값을 갖도록 초음속 분사 노즐(100)의 토출구에서의 속도를 이루는 초음속 분사 노즐 토출구에서의 압력과 이를 형성하도록 하는 초음속 분사 노즐(100)의 형상(노즐1, 노즐2, 노즐3)에 따른 초음속 분사 노즐(100) 유입구에서의 압력 및 유출구에서의 압력의 비율로부터 얻어지는 초음속 분사 노즐(100)의 유입구에서의 압력을 목표 압력에 맞추도록 제어하는 방식을 취한다는 점에서, 초음속 분사 노즐(100)의 토출구에서의 토출 속도를 감지하는 방식을 취한다. In this embodiment, supersonic jetting is performed so as to have a velocity range value of silver-nanowire particles necessary for formation of a good fusing state in the substrate S, that is, to calculate the pressure from the velocity of the sensed silver- The supersonic injection nozzle 100 according to the shape of the supersonic jet nozzle 100 (nozzle 1, nozzle 2, nozzle 3) for forming the pressure at the supersonic jet nozzle discharging port that forms the velocity at the discharge port of the nozzle 100 and the supersonic jet nozzle 100 forming the velocity, And the pressure at the inlet of the supersonic jet nozzle 100 obtained from the ratio of the pressure at the outlet of the supersonic jet nozzle 100 to the pressure at the inlet of the supersonic jet nozzle 100 is adjusted to the target pressure, As shown in FIG.

그런 후, 제어부(20)는 감지 단계(S20)에서 감지된 은-나노와이어 입자의 속도(vsnw)를 이용하여 대응 가스 속도(vg)를 산출하고, 대응 가스 속도(vg)와 사전 설정 데이터를 이용하여 작동 가스 컴프레서(Ca)의 압력을 제어하는 보상 단계(S30)를 실행한다. Then, the control unit 20 calculates the corresponding gas velocity vg using the velocity (vsnw) of the silver-nanowire particles detected in the sensing step S20, and calculates the corresponding gas velocity vg and the preset data (S30) for controlling the pressure of the working gas compressor (Ca) by using the pressure compensating step (S30).

보다 구체적으로, 보상 단계(S30)는 대응 가스 속도 산출 단계(S31)와, 토출 압력 산출 단계(S33)와, 노즐 제어 단계(S35)를 포함한다. 여기서, 저장부(30)에 저장되는 사전 설정 데이터는 사전 설정 스톡스 넘버(Stk,p)와, 은-나노와이어 입자의 융착 목표 속도(vsnw,p)와, 융착 목표 압력(Pi,p)를 포함하고, 또한 사전 설정 데이터는 맵 데이터로서, 스톡스 넘버 맵 데이터(도 18 참조)와, 압력 맵 데이터(도 19 참조)와, 유입 유출 압력 맵 데이터(도 20 참조)를 포함한다. More specifically, the compensation step S30 includes a corresponding gas velocity calculation step S31, a discharge pressure calculation step S33, and a nozzle control step S35. Here, the preset data stored in the storage unit 30 includes preset Stokes number Stk, p, fusing target velocity vsnw, p of silver-nanowire particles, and fusing target pressure Pi, p (See FIG. 18), pressure map data (see FIG. 19), and inflow and outflow pressure map data (see FIG. 20) as map data.

보다 상세하게, 사전 설정 스톡스 넘버(Stk,p)는 기판(S)에 은-나노와이어 입자가 안정적으로 융착되고 기판(S)의 손상을 방지하는 입자 운동량 범위로 설정되는 은-나노와이어 입자의 속도와 은-나노와이어 입자가 액적을 형성하여 함께 운동하는 작동 가스의 속도에 대한 비율을 나타낸다. 본 실시예에서 사전 설정 스톡스 넘버(Stk,p)는 특정 값을 구비하는 경우를 기술하였으나, 경우에 따라 사전 설정 스톡스 넘버는 범위(△Stk,p)로 형성될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.More specifically, the preset Stokes number Stk, p is the number of silver-nanowire particles set to a range of particle momentum that stably fuses the silver-nanowire particles to the substrate S and prevents damage to the substrate S. Velocity and the ratio of the speed of the working gas that the silver-nanowire particles form together to form a droplet. Although the preset Stokes number Stk, p has a specific value in the present embodiment, various modifications are possible, for example, the preset Stokes number can be formed in the range [Delta] Stk, p .

은-나노와이어 입자의 융착 목표 속도(vsnw,p)는 기판(S)에 은-나노와이어 입자가 안정적으로 융착되고 기판(S)의 손상을 방지하는 입자 운동량 범위를 이루도록 사전 설정되는 은-나노와이어 입자의 기판(S)에 대한 충돌 속도를 나타내고, 융착 목표 압력(Pi,p)은 은-나노와이어 입자의 융착 목표 속도를 형성하기 위하여 초음속 분사 노즐(100)로 유입되는 작동 가스의 유입 압력에 대한 목표 값을 나타내고, 스톡스 넘버 맵 데이터는 스톡스 넘버의 변화에 따른 은-나노와이어 입자의 속도와 작동 가스의 속도의 비율을 나타내는 선도 데이터이다. 본 실시예에서의 스톡스 넘버 맵 데이터(도 18 참조)는 은-나노와이어 입자의 평균 크기 별로 다양한 스톡스 넘버를 제시하여 은-나노와이어 입자의 크기에 대한 제어 과정을 더 수반할 수도 있다. The fusing target velocity (vsnw, p) of the silver-nanowire particles is determined by the silver-nanowire particles that are predetermined to achieve a range of particle momentum that stably fuses the silver-nanowire particles to the substrate S and prevents damage to the substrate S. And the fusing target pressure Pi, p represents the inflow pressure of the working gas introduced into the supersonic injection nozzle 100 to form the fusing target velocity of the silver-nanowire particles And the stocks number map data is the leading data representing the ratio of the velocity of the working gas to the velocity of the silver-nanowire particles as the Stokes number changes. The Stokes number map data (see FIG. 18) in the present embodiment may further include a process of controlling the size of the silver-nanowire particles by presenting various Stokes numbers according to the average size of the silver-nanowire particles.

또한, 압력 맵 데이터는 초음속 분사 노즐(100)의 토출구에서의 토출 속도에 따른 초음속 분사 노즐(100)의 토출구에서의 토출 압력의 값을 나타내는 선도 데이터이고, 유입 유출 압력 맵 데이터는 사전 설정 선택된 초음속 분사 노즐(100)의 형상에 따른 유입 압력(Pi)과 유출(토출) 압력(Pe)의 비율을 나타내는 선도 데이터이다.The pressure map data is the leading data indicating the value of the discharge pressure at the discharge port of the supersonic injection nozzle 100 according to the discharge speed at the discharge port of the supersonic injection nozzle 100. The inflow / Is the line data indicating the ratio of the inflow pressure Pi to the outflow (discharge) pressure Pe in accordance with the shape of the injection nozzle 100.

대응 가스 속도 산출 단계(S31)에서 제어부(20)는 감지부(30)에서 감지된 은-나노와이어 입자 속도(vsnw)와 사전 설정 스톡스 넘버(Stk,p)를 이용하여 스톡스 넘버 맵 데이터로부터 대응 가스 속도(vg)를 산출한다. 즉, 제어부(20)는 감지부(30)에서 감지된 은-나노와이어 입자의 속도(vsnw)로부터 대응 가스 속도(vg)를 산출하는데 대응 가스 속도(vg)는 다음과 같이 표현될 수 있다.In the corresponding gas velocity calculation step S31, the control unit 20 uses the silver-nanowire particle velocity (vsnw) sensed by the sensing unit 30 and the preset Stokes number Stk, p from the Stokes number map data And the gas velocity vg is calculated. That is, the control unit 20 calculates the corresponding gas velocity vg from the velocity (vsnw) of the silver-nanowire particles detected by the sensing unit 30, and the corresponding gas velocity vg can be expressed as follows.

이와 같이 상관 관계를 이용하여 산출된 대응 가스 속도(vg)를 제어부(20)는 단계 S33에서 이용하여 초음속 분사 노즐(100)에서의 토출 압력(Pe)을 산출한다. 즉, 토출 압력 산출 단계(S33)에서 제어부(20)는 압력 맵 데이터를 이용하여 대응 가스 속도(vg)에 대응하는 초음속 분사 노즐(100)의 토출 측에서의 작동 가스 압력을 나타내는 토출 압력(Pe)을 산출하는데, 압력 맵 데이터는 압력이 증가할수록 가스의 속도는 등엔트로피(isentropic) 하에서의 속도(vs)에 수렴하는 관계를 형성하고, 단계 S31에서 산출된 대응 가스 속도(vg)를 이용하여 초음속 분사 노즐(100)의 토출구에서의 토출 압력(Pe)을 얻을 수 있다. The control unit 20 calculates the discharge pressure Pe in the supersonic injection nozzle 100 by using the corresponding gas velocity vg calculated using the correlation in step S33. That is, in the discharge pressure calculation step S33, the control unit 20 calculates the discharge pressure Pe indicating the working gas pressure at the discharge side of the supersonic injection nozzle 100 corresponding to the corresponding gas velocity vg using the pressure map data , The pressure map data shows that as the pressure increases, the velocity of the gas forms a convergent relationship with the velocity (vs) under isentropic, and the velocity of the supersonic jet nozzle (vg) is calculated using the corresponding gas velocity vg calculated in step S31 The discharge pressure Pe at the discharge port of the compressor 100 can be obtained.

그런 후, 제어부(20)는 단계 S33에서 얻어진 초음속 분사 노즐(100)의 토출구에서의 토출 압력(Pe)과 사전 설정 선택된 초음속 분사 노즐(100)의 형상에 따른 유입 압력(Pi)과 유출(토출) 압력(Pe)의 비율을 나타내는 선도 데이터인 유입 유출 압력 맵 데이터를 이용하여 초음속 분사 노즐(100)의 유입구 측에서의 유입 압력(Pi)을 산출하여 소정의 제어 과정을 실행한다. 즉, 제어부(20)는 노즐 제어 단계(S35)에서 토출 압력(Pe)과 유입 유출 압력 맵 데이터를 이용하여, 초음속 분사 노즐의 유입 측에서의 유입 압력(Pi)을 산출하고, 유입 압력(Pi)을 융착 목표 압력(Pi,p)와 비교하고 이의 차이값을 오차로 활용하여 작동 가스 컴프레서(Ca)의 작동 제어함으로써 양자 간의 오차를 줄이는 방향, 즉 유입 압력(Pi)을 융착 목표 압력(Pi,p)에 근접하도록 제어할 수 있다. Then, the control unit 20 determines whether or not the discharge pressure Pe at the discharge port of the supersonic injection nozzle 100 obtained in step S33 and the inflow pressure Pi according to the shape of the supersonic injection nozzle 100 and the discharge ) Inflow pressure P i at the inlet side of the supersonic injection nozzle 100 is calculated using the inflow outflow pressure map data which is the lead data indicative of the ratio of the pressure Pe to the inflow outflow pressure map data. That is, the control unit 20 calculates the inflow pressure Pi at the inflow side of the supersonic injection nozzle using the discharge pressure Pe and the inflow outflow pressure map data in the nozzle control step S35, (Pi, p) and controlling the operation of the working gas compressor Ca by utilizing the difference value as an error, that is, the direction in which the error between the two is reduced, that is, the inflow pressure Pi, ). &Lt; / RTI >

본 실시예에서는 기판(S) 상에 은-나노와이어 입자의 융착 속도를 제어하도록 작동 가스 컴프레서(Ca)로부터 초음속 분사 노즐(100)로 유입되는 유입 압력을 제어하는 방식을 취하였으나, 작동 가스 컴프레서(Ca)와 초음속 분사 노즐(100) 사이에 배치되는 작동 가스 유동 압력 제어 스위치(50)를 통하여 제어하는 방식을 취하거나, 초음속 분사 노즐(100)의 선단에 배치되는 히팅부(200)의 가열 온도를 제어하는 방식을 더 부가하는 등 기판 상에 융착 속도를 제어하는 범위에서 다양한 선택 및 구성이 가능하다.
In this embodiment, the inflow pressure from the working gas compressor Ca to the supersonic spray nozzle 100 is controlled to control the fusion speed of the silver-nanowire particles on the substrate S, (50) disposed between the supersonic injection nozzle (Ca) and the supersonic injection nozzle (100), or a method of controlling the heating of the heating part (200) disposed at the tip of the supersonic injection nozzle A variety of choices and configurations are possible within a range of controlling the fusing speed on the substrate, such as adding a method of controlling the temperature.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 초음속 분사 노즐 110: 하우징
120: 가스 유로 130: 용액 주입구
200: 히팅부 300: 용액 공급부
400: 베이스 401: 가열판
P: 미립자 액적 P1: 은-나노와이어 입자
P2: 휘발성 액체 S: 기판100: supersonic jet nozzle 110: housing
120: gas channel 130: solution inlet
200: heating part 300: solution supplying part
400: base 401: hot plate
P: particulate droplet P1: silver-nanowire particle
P2: volatile liquid S: substrate

Claims

A base on which the substrate is disposed; A supersonic jet nozzle for jetting a working gas into a supersonic state toward a substrate placed on the base; And a solution supply unit connected to the supersonic jet nozzle to store a mixed solution in a state where silver-nanowire particles and a volatile liquid are mixed and to spray the mixed solution with the working gas through the supersonic jet nozzle, The mixed solution is sprayed through the supersonic spray nozzle in a fine particle droplet state containing the silver-nanowire particles, and the volatile liquid is evaporated in the process of spraying to deposit and coat the silver-nanowire particles on the substrate,
Wherein the supersonic jet nozzle comprises: a nozzle housing having a gas passage formed in an inner space thereof to allow the working gas to flow; And a solution injection port formed in the nozzle housing to communicate with a middle portion of a gas flow path formed in the nozzle housing, wherein the solution supply unit is connected to the solution injection port so as to supply the mixed solution into the gas flow path,
A plurality of the solution injection ports communicating with the gas flow path are provided,
Wherein the supersonic jet nozzle has a ring-shaped circular cross-section, the plurality of solution injection ports are spaced apart on the circumference of the supersonic jet nozzle,
Wherein the solution supply unit includes a solution injector disposed in the solution injection port to inject the mixed solution into the supersonic injection nozzle,
Wherein the solution injector is disposed in the supersonic jet nozzle so as to have an angle between an inlet center line connecting the solution inlet and the center of the supersonic jet nozzle and a preset angle,
Wherein an injection opening swell (131e) is further formed on an outer periphery of a solution injection port (130e) to which the solution injector (330e) is connected.

delete

The method according to claim 1,
The gas flow path has inlet and outlet ports formed at both ends thereof, and an intermediate portion is formed in the intermediate portion,
Wherein the inclined surface is formed in a section from the throttle portion to the discharge port so as to be inclined in a direction in which the flow cross sectional area increases toward the discharge port.

11. The method of claim 10,
Wherein the solution injection port is formed on the inclined surface.

12. The method of claim 11,
Wherein the solution injection port is formed on the inclined surface in a direction perpendicular to the flow direction of the working gas.

13. The method according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the supersonic spray nozzle is formed of one of steel, stainless steel, and tungsten carbide.

13. The method according to any one of claims 1 to 10,
Wherein the base comprises a separate heating plate for heating the substrate during deposition of the silver-nanowire particles on the substrate.

13. The method according to any one of claims 1 to 10,
Said base comprising:
A base body contacting the substrate,
And a base driving unit connected to the base body to rotate the base body.

13. The method according to any one of claims 1 to 10,
The solution supply portion includes:
A solution line having one end connected to the supersonic flow nozzle,
A solution collecting part connected to the other end of the solution line,
A solution storage part in which the mixed solution is accommodated,
And a solution reservoir connected to the solution reservoir to provide a predetermined vibration to the solution reservoir to dropletize the mixed solution.

13. The method according to any one of claims 1 to 10,
And a heating unit for heating the working gas supplied to the supersonic jet nozzle.

The method according to claim 1,
An operating gas compressor disposed at a front end side of the supersonic jet nozzle for adjusting a pressure of an operating gas flowing into the supersonic jet nozzle,
A sensing unit disposed between the base and the supersonic jet nozzle for sensing a velocity of silver-nanowire particles discharged from the supersonic jet nozzle;
A storage unit for storing preset data including a correlation between a velocity of the silver-nanowire particles and an inflow pressure of the supersonic injection nozzle;
A calculation unit for calculating a corresponding gas velocity, which is a velocity of the working gas corresponding to the particle velocity, using the preset data and the particle velocity detected by the sensing unit;
A pressure control unit for controlling the pressure of the working gas to the working gas compressor so that the velocity of the particles discharged from the supersonic jetting nozzle and reaching the substrate reaches the predetermined speed range using the corresponding gas velocity and the preset data, And a control unit for applying a signal to the silver-nanowire deposition apparatus.

A base on which the substrate is disposed; A supersonic jet nozzle for jetting a working gas into a supersonic state toward a substrate placed on the base; And a solution supply unit connected to the supersonic jet nozzle to store a mixed solution in a state where silver-nanowire particles and a volatile liquid are mixed and to spray the mixed solution with the working gas through the supersonic jet nozzle, Wherein the supersonic jet nozzle comprises: a nozzle housing having a gas passage formed in an inner space thereof to allow the working gas to flow; And a solution injection port formed in the nozzle housing to communicate with a middle portion of a gas flow path formed in the nozzle housing, wherein the solution supply unit is connected to the solution injection port so as to supply the mixed solution into the gas flow path, A plurality of solution injection ports communicating with the gas flow path are provided, a plurality of solution supply ports are provided, the cross section of the supersonic injection nozzle has a ring-shaped circular cross section, and the plurality of solution injection ports communicate with the supersonic injection nozzle And the solution supply part has a solution injector disposed in the solution injection port to inject the mixed solution into the supersonic injection nozzle, and the solution injector is disposed on the circumference of the supersonic jet nozzle, Angle between inlet center line and preset An injection port swell 131e is formed on the outer periphery of a solution injection port 130e to which the solution injector 330e is connected and the supersonic injection nozzle is disposed at the front end side of the supersonic injection nozzle, A supersonic spray nozzle disposed between the base and the supersonic spray nozzle for sensing the velocity of the silver-nanowire particles discharged from the supersonic spray nozzle; A storage unit for storing preset data including a correlation between a velocity of the nanowire particle and an inflow pressure of the supersonic injection nozzle; and a control unit that uses the preset data and the particle velocity sensed by the sensing unit, An operation part for calculating a corresponding gas velocity which is a velocity of the working gas; And a controller for applying a pressure control signal to the working gas compressor to control the pressure of the working gas so that the velocity of the particles discharged from the supersonic jetting nozzle and reaching the substrate reaches a predetermined speed range Providing a silver-nanowire deposition apparatus;
A sensing step of sensing the velocity of the silver-nanowire particles before the sensing unit is discharged from the supersonic injection nozzle and fused to the substrate according to a sensing control signal of the controller;
Calculating a corresponding gas velocity from the silver-nanowire particles sensed in the sensing step, and controlling the pressure of the working gas compressor using the corresponding gas velocity and the preset data Silver-nanowire deposition apparatus.

delete