KR20230001974A - Apparatus for recovering metal ion and manufacturing apparatus of electrode including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 이온의 회수 장치 및 이를 포함하는 전극의 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for recovering metal ions and an apparatus for manufacturing an electrode including the same.
Ag 전극을 포함하는 디스플레이 제조 공정 중, 산성의 식각액(etchant)을 사용하여 ITO/Ag/ITO와 같이 Ag를 포함하는 다중막을 식각하여 전극 패턴을 형성한다. 상기 산성의 식각액은 식각 성능이 유지되는 한 반복 사용이 가능 하지만, 산성의 식각액의 사용 횟수가 증가할수록 산성의 식각액 내 포함된 Ag의 농도가 증가하게 되고, 특정 임계농도 이상에서는 전극 패턴 위에 Ag가 석출되는 문제가 발생한다. 산성의 식각액의 품질이 저하되고, 식각을 통해 생산하는 제품의 불량을 야기할 수 있다. 따라서, 상기 식각 공정에서 발생하는 Ag를 산성의 폐식각액에서 회수하고 재생하여, 식각 공정에 순환시켜 재이용할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.During a display manufacturing process including an Ag electrode, an electrode pattern is formed by etching a multilayer including Ag such as ITO/Ag/ITO using an acidic etchant. The acidic etchant can be used repeatedly as long as the etching performance is maintained, but as the number of times the acidic etchant is used increases, the concentration of Ag contained in the acidic etchant increases, and above a certain critical concentration, Ag is deposited on the electrode pattern. The problem of precipitation occurs. The quality of the acidic etchant is degraded, and it may cause defects in products produced through etching. Therefore, there is a demand for developing a technology capable of recovering Ag generated in the etching process from the acidic waste etchant, reproducing it, and circulating it in the etching process for reuse.
종래의 Ag 회수방법으로는, 이온교환수지를 통과시키는 방법, 전기분해 방법, 냉각식 결정화 방법, 전기 환원법 등이 있다. 상기 이온교환수지 방법은 이온교환수지가 채워진 컬럼(column)에 Ag가 포함된 용액을 통과시켜, 이온교환수지 표면에 Ag를 흡착시킨 다음, 후처리 공정을 통하여 Ag를 회수하는 방법이다. 상기 전기분해 방법은 전극이 설치된 회수조에 Ag가 포함된 용액을 통과시켜, 전극 표면에 Ag가 환원되도록 하는 방법이다. 상기 냉각식 결정화 방법은 Ag가 포함된 용액을 냉각시켜 침상형 얼음 결정층을 형성시킨 후, 형성된 결정층 표면에 부착되어 있는 Ag 불순물을 분리해내는 방법이다.Conventional Ag recovery methods include a method of passing through an ion exchange resin, an electrolysis method, a cooling crystallization method, an electroreduction method, and the like. The ion exchange resin method is a method of passing a solution containing Ag through a column filled with an ion exchange resin, adsorbing Ag on the surface of the ion exchange resin, and then recovering Ag through a post-treatment process. The electrolysis method is a method of reducing Ag on the surface of an electrode by passing a solution containing Ag through a recovery tank in which an electrode is installed. The cooling crystallization method is a method of cooling a solution containing Ag to form an acicular ice crystal layer, and then separating Ag impurities attached to the surface of the formed crystal layer.
그러나, 종래의 이온교환수지법은 회수 효율은 높지만, 내구성이 낮고 가격이 비싸다. However, although the recovery efficiency of the conventional ion exchange resin method is high, the durability is low and the price is high.
또한, 전기분해 방법은 효율이 낮고, 금속을 전극 표면에 직접 석출시키므로 전극을 자주 교체하여야 하며, 순환식으로 적용하기 어려운 단점이 있다. In addition, the electrolysis method has disadvantages in that the efficiency is low, the electrode must be frequently replaced because the metal is directly deposited on the electrode surface, and it is difficult to apply it in a circular manner.
상기 냉각식 결정화 방법은 경제성이 낮고, 산성의 식각액의 온도를 일정하게 유지시켜줘야 하므로 디스플레이 제조 라인에 적용하기 어렵다.The cooling crystallization method has low economic feasibility and is difficult to apply to display manufacturing lines because the temperature of the acidic etchant must be kept constant.
또한 전기 환원법은 금속을 전극 표면에 직접 석출시키므로 전극을 자주 교체하여야 하는 문제가 있다.In addition, since the electroreduction method deposits metal directly on the electrode surface, there is a problem in that the electrode must be frequently replaced.
부가하여, 기존 전기 환원법을 보완하여 전극 표면에서 직접 석출시키지 않고, 용액 내에서 나노구조체 형태로 석출시키는 방법이 있다. 상기 방법은 전극을 장기간 사용할 수 있고, 석출된 Ag 나노구조체를 쉽게 회수할 수 있는 장점이 있다. In addition, there is a method of precipitating in the form of nanostructures in a solution rather than directly precipitating on the electrode surface by supplementing the existing electric reduction method. This method has advantages in that the electrode can be used for a long period of time and the precipitated Ag nanostructure can be easily recovered.
다만, 이러한 방법으로 재생된 산성의 폐식각액을 재사용할 시, 이전 대비 과식각이 되는 문제가 있으며, Ag 나노구조체의 성장속도가 느려 필터링 후의 폐식각액에 잔존하여 전극의 성능에 영향을 줄 수 있다.However, when the acidic waste etchant regenerated in this way is reused, there is a problem of over-etching compared to the previous one, and the growth rate of Ag nanostructures is slow, remaining in the waste etchant after filtering and affecting the performance of the electrode. .
따라서, 폐식각액으로부터 Ag를 쉽게 회수하면서도, 재생하여 재이용시 과식각이 발생되지 않도록 하는 방법의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a method for easily recovering Ag from the waste etchant and reproducing it so that over-etching does not occur when reused.
본 명세서는, 접지부 및 추가적인 냉각부를 이용하여 금속 이온이 포함된 용액으로부터 금속 이온을 쉽게 환원시키고 재생할 수 있으며, 재생된 용액 (예를 들어, 재생 식각액)을 재활용할 시 과식각을 방지할 수 있는 금속 이온의 회수 장치 및 전극의 제조 장치를 제공하는 것이다.In the present specification, metal ions can be easily reduced and regenerated from a solution containing metal ions by using a grounding unit and an additional cooling unit, and over-etching can be prevented when recycling the regenerated solution (eg, regenerated etchant). It is to provide a metal ion recovery device and an electrode manufacturing device.
또한, 본 명세서는 금속 나노구조체가 추가로 석출되는 것을 방지하여 식각 공정에서 발생할 수 있는 불량문제를 최소화시킬 수 있는 식각액 재생 방법을 제공한다.In addition, the present specification provides an etchant regeneration method capable of minimizing defects that may occur in an etching process by preventing additional precipitation of metal nanostructures.
또한, 본 명세서는 모니터링 장치를 통해 재생 과정 중 변화된 식각액의 조성 농도를 실시간으로 확인하여, 통상의 식각 공정에서 사용되는 기준에 부합하는 식각액이 되도록, 부족한 성분을 재생 식각액에 자동으로 공급하고 관리할 수 있는, 금속 이온의 회수 장치 및 전극의 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present specification checks the composition concentration of the etchant changed during the regeneration process in real time through a monitoring device, and automatically supplies and manages insufficient components to the regenerated etchant so that the etchant meets the standards used in the normal etching process. It is to provide a device for recovering metal ions and a device for manufacturing an electrode.
본 명세서는, This specification,
금속 이온이 포함된 용액으로부터 상기 금속 이온을 환원시키는 금속 이온 환원부; 및 상기 금속 이온이 환원된 용액의 전위차를 변경시키는 전위차 변경부;를 포함하고,a metal ion reduction unit reducing the metal ions from a solution containing the metal ions; And a potential difference changing unit for changing the potential difference of the solution in which the metal ion is reduced; includes,
상기 전위차가 변경된 용액의 개방 회로 전압 (OCV; Open Circuit Voltage)은 하기 수학식 1을 만족하는,The open circuit voltage (OCV) of the solution in which the potential difference is changed satisfies
금속 이온의 회수 장치를 제공한다.An apparatus for recovering metal ions is provided.
[수학식 1][Equation 1]
0.158V < OCV < 0.820V0.158V < OCV < 0.820V
또한, 본 명세서는, 금속 이온이 포함된 용액으로부터 상기 금속 이온을 환원시키는 금속 이온 환원부; 및 상기 금속 이온 환원부와 연결되는 접지부;를 포함하는, 금속 이온의 회수 장치를 제공한다.In addition, the present specification, a metal ion reducing unit for reducing the metal ion from a solution containing the metal ion; and a grounding unit connected to the metal ion reduction unit.
또한, 본 명세서는, 금속을 식각하는 식각 장치; 상기 금속의 금속 이온이 포함된 용액을 공급하는 탱크; 및 상술한 어느 하나의 금속 이온의 회수 장치;를 포함하는, 전극의 제조 장치를 제공한다.In addition, the present specification, an etching device for etching the metal; a tank supplying a solution containing metal ions of the metal; And any one of the above-described metal ion recovery device; it provides a manufacturing device for an electrode, including.
이하, 발명의 구현 예들에 대한 금속 이온의 회수 장치 및 전극의 제조 장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus for recovering metal ions and an apparatus for manufacturing an electrode according to embodiments of the present invention will be described.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "comprise", "comprise" or "having" are intended to indicate that there is an embodied feature, number, step, component, or combination thereof, but one or more other features or It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof is not precluded.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 상기 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be exemplified and described in detail below. However, this is not intended to limit the present invention to a particular disclosed form, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope.
또한, 본 명세서에서 접촉각은 물에 대한 전극의 접촉각을 의미한다. 구체적으로, 상기 접촉각은 접촉각 측정 대상인 전극의 최외곽 표면에 대해, 물(초순수) 20(㎕, ㎖ 등의 함량 단위)에 대한 접촉각을 영상 디지털 접촉각 분석기 (SE0社 phoenix-10)를 이용하여, 측정한 정접촉각 (static contact angle method)일 수 있다.Also, in the present specification, the contact angle means the contact angle of the electrode with respect to water. Specifically, the contact angle is measured by using an image digital contact angle analyzer (SE0 phoenix-10), It may be a measured static contact angle method.
본 발명은 전위차 변경부 및 추가적인 냉각부를 포함하여, 금속 이온이 포함된 용액으로부터 금속 이온을 효과적으로 환원시킬 수 있는 금속 이온의 회수 장치 및 이를 포함하는 전극의 제조 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for recovering metal ions capable of effectively reducing metal ions from a solution containing metal ions, including a potential difference changing unit and an additional cooling unit, and an apparatus for manufacturing an electrode including the same.
상기 금속 이온이 포함된 용액은 디스플레이 제조 공정의 식각 공정에서 사용된 폐식각액을 포함할 수 있다.The solution containing the metal ion may include waste etchant used in an etching process of a display manufacturing process.
따라서, 상기 장치를 이용하면, 탱크에서 산성의 식각액을 공급하는 공정과, 에칭 장치에서 ITO/Ag/ITO 다중막을 식각해 전극 패턴을 형성하는 공정을 행하고 식각 공정 후에 오염된 폐식각액을 재생하는 공정을 연속적으로 진행할 수 있다.Therefore, when using the above apparatus, a process of supplying an acidic etchant from a tank, a process of forming an electrode pattern by etching the ITO/Ag/ITO multilayer in an etching apparatus, and a process of regenerating the contaminated waste etchant after the etching process can proceed continuously.
특히, 일반적인 재생액은 식각 공정에서 재사용 시 과식각을 유발하는데, 발명의 일 구현예에 따른 금속 이온의 회수 장치는 용액의 전위차를 변경할 수 있는 전위차 변경부를 포함하므로, 재생액의 재사용시 과식각을 방지할 수 있다.In particular, a general regeneration solution causes over-etching when reused in an etching process. Since the metal ion recovery device according to an embodiment of the present invention includes a potential difference changer capable of changing the potential difference of the solution, over-etching occurs when reusing the regeneration solution. can prevent
또한, 상기 금속 이온이 포함된 용액이 금속 이온 환원부를 통과하면, 금속 이온이 환원되어 용액 내에서 나노구조체로 석출될 수 있다. In addition, when the solution containing the metal ions passes through the metal ion reducing unit, the metal ions are reduced and may be precipitated as nanostructures in the solution.
이때, 본 명세서는 전위차 변경부 통과 전에 상기 석출된 나노구조체가 포함된 용액을 냉각부에 통과시켜 나노구조체의 크기를 성장시킴으로써, 이후 여과부에서 쉽게 여과할 수 있는 장치를 제공한다.At this time, the present specification provides a device that can be easily filtered in the filtering unit after passing the solution containing the precipitated nanostructures through the cooling unit to grow the size of the nanostructures before passing through the potential difference changing unit.
상기 성장된 나노구조체는 여과부에서 회수하고, 나노구조체가 회수된 식각액은 식각 공정에 연속적으로 순환시켜 재이용할 수 있다.The grown nanostructures are recovered from the filtration unit, and the etchant from which the nanostructures are recovered can be reused by continuously circulating in the etching process.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
금속 이온의 회수 장치Metal ion recovery device
발명의 일 구현 예에 따르면, 금속 이온이 포함된 용액으로부터 상기 금속 이온을 환원시키는 금속 이온 환원부; 및 상기 금속 이온이 환원된 용액의 전위차를 변경시키는 전위차 변경부;를 포함하고, 상기 전위차가 변경된 용액의 개방 회로 전압 (OCV; Open Circuit Voltage)은 하기 수학식 1을 만족하는, 금속 이온의 회수 장치를 제공한다.According to one embodiment of the invention, a metal ion reducing unit for reducing the metal ion from a solution containing the metal ion; and a potential difference changing unit for changing a potential difference of a solution in which the metal ion is reduced, wherein an open circuit voltage (OCV) of the solution having the potential difference is changed satisfies
[수학식 1][Equation 1]
0.158V < OCV < 0.820V 0.158V < OCV < 0.820V
상기 금속 이온의 회수 장치는 전기 환원법을 이용하는 금속 이온 환원부와 금속 이온의 회수 대상 용액의 전위차를 낮추는 전위차 변경부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The metal ion recovery device may include a metal ion reduction unit using an electric reduction method and a potential difference changing unit that lowers a potential difference between a solution to be recovered and metal ions.
특히, 본 명세서는 금속 이온 환원부를 통과한 용액에 전자를 공급하여 상기 용액의 전위차를 변경할 수 있는 전위차 변경부를 포함함으로써, 재생 용액의 과식각을 방지할 수 있다. In particular, the present specification includes a potential difference changing unit capable of changing a potential difference of the solution by supplying electrons to a solution that has passed through the metal ion reduction unit, thereby preventing over-etching of the regeneration solution.
또한, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 디스플레이 공정의 식각 공정에서 사용된 식각액 (즉, 폐식각액)일 수 있다.In addition, the solution containing the metal ion may be an etchant (ie, waste etchant) used in an etching process of a display process.
따라서, 본 명세서는 디스플레이 애노드 제조 공정에 사용하는 산성의 식각액을 전기 환원법을 활용하여 Ag를 회수하고 재생하는 공정을 포함한다.Therefore, the present specification includes a process of recovering and regenerating Ag by using an electric reduction method in an acidic etchant used in a display anode manufacturing process.
구체적으로, 상기 금속 이온 환원부만 통과한 식각액의 경우 재사용할 시 과식각을 유발한다. 예를 들어, 상기 금속 이온이 포함된 용액이 식각 공정에서 사용된 식각액일 경우, 상기 금속 이온 회수 장치를 통과한 식각액의 식각 손실(Critical Dimension skew, um, 이하 C/D skew)이 초기 식각액의 C/D skew보다 큰 것으로 나타난다. 이는 전기를 인가할 시 식각액에 포함되어 있는 질산 이온의 분해 반응과 연관이 있다.Specifically, in the case of an etchant that has passed only the metal ion reduction unit, over-etching occurs when reused. For example, when the solution containing the metal ion is an etchant used in an etching process, the etching loss (Critical Dimension skew, um, hereinafter C/D skew) of the etchant passing through the metal ion recovery device is the initial etchant. It appears larger than C/D skew. This is related to the decomposition reaction of nitrate ions contained in the etchant when electricity is applied.
보다 구체적으로, 금속 이온 환원부에 전기를 인가할 시, 질산 이온의 분해 (환원) 반응이 발생하는데, 이러한 전체 반응식은 다음 반응식 1 및 2와 같다.More specifically, when electricity is applied to the metal ion reducing unit, a nitrate ion decomposition (reduction) reaction occurs, and the overall reaction equations are shown in
[반응식 1][Scheme 1]
NO3 - + H2O + 2e- → NO2 - + 2OH- NO 3 - + H 2 O + 2e - → NO 2 - + 2OH -
이 때 Step별 반응식은 다음과 같다.At this time, the reaction formula for each step is as follows.
[반응식 2][Scheme 2]
1단계: NO3 - + e- → NO2 - + O- (전기 인가 직후의 상태)Step 1: NO 3 - + e - → NO 2 - + O - (State immediately after applying electricity)
2단계: O- + e- + H2O → 2OH- (Rate determining step) Step 2: O - + e - + H 2 O → 2OH - (Rate determining step)
상기 반응식 2를 보면, 질산 이온의 분해 반응 중 1단계에서 산소가 발생하고, 산소 이온이 불안정하기 때문에 안정한 상태로 전환되기 위해 추가적인 전자와의 반응이 발생한다. 또한, 2단계의 산소 이온과 물, 전자 간의 반응을 통해 수산화 이온이 발생한다. Referring to Reaction Formula 2, oxygen is generated in the first step of the decomposition reaction of nitrate ions, and since oxygen ions are unstable, reactions with additional electrons occur to convert them into a stable state. In addition, hydroxide ions are generated through the reaction between oxygen ions, water, and electrons in the second step.
따라서, 금속 이온의 환원부에 전기만 인가된 금속 이온 회수 장치를 통해 식각액을 재생한 후, 재생된 식각액을 ITO/Ag/ITO 다중막에 적용할 경우 재생 식각액 중에 산소 이온이 잔존한 상태이므로, 다중막의 Ag가 전자 공급원의 역할을 한다. 그 결과, 다중막의 Ag가 추가적으로 식각되면서 전자를 공급해주어 과식각이 발생되는 것이며, 이 때의 반응은 아래 반응식 3과 같다.Therefore, after regenerating the etchant through a metal ion recovery device to which only electricity is applied to the metal ion reduction part, when the regenerated etchant is applied to the ITO/Ag/ITO multilayer, oxygen ions remain in the regenerated etchant. Ag in the multilayer serves as an electron source. As a result, Ag of the multilayer is additionally etched while supplying electrons to cause over-etching, and the reaction at this time is shown in Scheme 3 below.
[반응식 3][Scheme 3]
Ag + H2O + O- → Ag+ + 2OH-Ag + H 2 O + O - → Ag + + 2OH-
Total 반응식: NO3 - + H2O + 2Ag → NO2 -+ 2Ag+ + 2OH- Total Reaction Formula: NO 3 - + H 2 O + 2Ag → NO 2 - + 2Ag + + 2OH -
이와 같이, 금속 이온 환원부만 이용하여 금속 이온이 포함된 용액을 처리하면, 재생 용액을 식각 공정에 재용시 금속 이온의 과식각이 발생되는 문제가 있다.In this way, when a solution containing metal ions is treated using only the metal ion reducing unit, there is a problem in that metal ions are over-etched when the regeneration solution is used in an etching process.
따라서, 본 발명은 금속 이온 환원부를 통과한 용액을 대상으로 전위차 변경부를 추가로 적용하여 상기 수학식 1의 조건을 만족시킴으로써, 재생 용액을 재이용시 다중막의 과식각을 방지할 수 있다.Accordingly, the present invention satisfies the condition of
그러므로, 발명의 일 구현예에 따라, 금속 이온 환원부를 통과한 용액에 대하여 전위차 변경부를 통해, 상기 용액은 전자를 공급받아 금속 이온 (예를 들면, Ag)의 과식각을 방지할 수 있다. 이 때의 반응식은 아래와 같다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, over-etching of metal ions (eg, Ag) can be prevented by receiving electrons from the solution passing through the metal ion reduction unit through the potential difference changing unit. The reaction formula at this time is as follows.
[반응식 4][Scheme 4]
O- + e- + H2O → 2OH- O - + e - + H 2 O → 2OH -
Total 반응식: NO3 - + H2O + 2e- → NO2 - + 2OH- Total Reaction Formula: NO 3 - + H 2 O + 2e - → NO 2 - + 2OH -
한편, 상기 전위차 변경부는 용액에 전자를 공급할 수 있는 장치라면 모두 사용 가능하다. 예를 들면, 상기 전위차 변경부는 접지 장치, 전자빔 및 전자총으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 전위차 변경부는 접지 장치일 수 있다. Meanwhile, any device capable of supplying electrons to the solution may be used as the potential difference changing unit. For example, the potential difference changing unit may be selected from the group consisting of a grounding device, an electron beam, and an electron gun. More specifically, the potential difference changing unit may be a grounding device.
또한, 상기 전위차 변경부는 금속 이온 환원부와 연결 설치되거나, 별도 구성으로 포함될 수 있다.In addition, the potential difference changing unit may be installed in connection with the metal ion reduction unit or included as a separate configuration.
이에, 발명의 다른 구현예에 따르면, 금속 이온이 포함된 용액으로부터 금속 이온을 환원시키는 금속 이온 환원부; 및 상기 금속 이온 환원부와 연결되는 접지부;를 포함하는, 금속 이온의 회수 장치가 제공될 수 있다. Accordingly, according to another embodiment of the present invention, a metal ion reducing unit for reducing metal ions from a solution containing metal ions; And a ground unit connected to the metal ion reducing unit; containing, a metal ion recovery device may be provided.
또한, 상기 수학식 1에서 OCV가 0.158V 이하이면, 소정의 금속 이온 제거율을 나타낼 지라도, C/D Skew이 초기 식각액 값보다 커서 재생 용액 이용시 식각 공정에서 과식각을 나타낼 수 있다. 또한 상기 OCV가 0.820V 이상을 만족하는 조건은, 금속 이온 환원부를 통과한 식각액의 온도를 높이는 것이며, 이러한 경우 식각액의 온도 상승으로 인해 식각액 일부 성분 (질산 등)이 휘발되어 에칭 자체가 불가능해질 수 있다.In addition, when the OCV is 0.158V or less in
이때, 폐식각액의 OCV값은 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)로 측정할 수 있다. 예를 들어, OCV 측정방법은 음극에 IrO2와 양극에 FTO (Fluorine doped-Tin Oxide)가 설치된 용기에, 여과부를 통과한 용액 150ml를 채운 후 EIS를 사용하여 측정할 수 있다.At this time, the OCV value of the waste etching solution can be measured by EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy). For example, the OCV measurement method can be measured using EIS after filling a container in which IrO2 is installed at the cathode and Fluorine doped-Tin Oxide (FTO) at the anode, and 150 ml of the solution that has passed through the filtration unit is filled.
한편, 일 구현예에 따른, 상기 금속 이온 환원부는 금속 이온이 포함된 용액을 수용하는 용기; 상기 용기 내부에 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 및 제1 전극 및 제2 전극으로 전기 에너지를 공급하는 전원;을 포함하고, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 상기 전원의 전기 에너지를 공급받아 상기 금속 이온에 전자를 제공하는 전극은, 물에 대한 접촉각이 4° 내지 50°일 수 있다.On the other hand, according to one embodiment, the metal ion reduction unit container for receiving a solution containing metal ions; a first electrode and a second electrode disposed inside the container; And a power supply supplying electrical energy to the first electrode and the second electrode; including, the electrode receiving the electrical energy of the power source among the first electrode and the second electrode and providing electrons to the metal ion, The contact angle may be 4° to 50°.
상기 금속 이온이 포함된 용액은 금속 이온 환원부를 통과하면, 용액 내 금속 이온이 겔 형태의 나노구조체로 석출될 수 있다.When the solution containing the metal ion passes through the metal ion reducing unit, the metal ion in the solution may be precipitated as a gel-type nanostructure.
본 발명에서 겔 형태란 금속 나노구조체가 유동성을 잃고 고화된 상태로 용액 내에 분산된 형태를 의미한다. 즉, 금속 나노구조체가 용액 내에서 응집되어 분산된 구조, 단독으로 분산된 구조 등 어떠한 구조로든 유동성을 잃고 고화된 상태로 용액 내에 분산된 형태를 말한다.In the present invention, the gel form means a form in which the metal nanostructure loses fluidity and is dispersed in a solution in a solid state. That is, it refers to a form in which metal nanostructures are dispersed in a solution in a solid state with loss of fluidity in any structure, such as a structure in which the metal nanostructure is aggregated and dispersed in a solution, or a structure in which it is dispersed alone.
또한, 상술한 일 구현예에 따른 상기 접지부는, 금속 이온이 환원된 용액을 수용하는 용기; 상기 용기 내부에 배치되는 제3 전극; 및 상기 제3 전극 및 땅과 연결되는 접지 장치;를 포함할 수 있다.In addition, the ground unit according to the above-described embodiment, a container for accommodating a solution in which metal ions are reduced; a third electrode disposed inside the container; and a grounding device connected to the third electrode and the ground.
상기 제3 전극은 금속 이온 환원부와 연결될 수 있고, 상기 제3 전극은 물에 대한 접촉각이 4° 내지 50°인 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 제3 전극은 복수개, 예를 들어 10 내지 50세트로 설치될 수 있다.The third electrode may be connected to the metal ion reducing unit, and the third electrode may include a metal or metal oxide having a water contact angle of 4° to 50°. In addition, a plurality of third electrodes, for example, 10 to 50 sets may be installed.
또한, 상기 금속 이온의 회수 장치는 냉각부;를 더 포함할 수 있다. In addition, the metal ion recovery device may further include a cooling unit.
상기 냉각부는 상기 금속 이온이 환원된 금속 나노구조체의 평균 입도 크기를 성장시킬 수 있다. 상기 냉각부에 의해 금속 나노구조체의 평균 입도가 커져 이후 후술하는 여과부에서 쉽게 걸러져 금속 이온의 회수율을 높일 수 있다.The cooling unit may grow an average particle size of the metal nanostructure in which the metal ion is reduced. Since the average particle size of the metal nanostructures increases by the cooling unit, the metal nanostructures can be easily filtered by a filtration unit to be described later, thereby increasing the recovery rate of metal ions.
그러므로, 상기 금속 이온의 회수 장치는, 금속 이온 환원부에서 석출된 나노구조체를 냉각하기 위한 냉각부;를 더 포함할 수 있다.Therefore, the metal ion recovery device may further include a cooling unit for cooling the nanostructure precipitated in the metal ion reducing unit.
이러한 냉각부는 냉각수의 공급수단 및 배출 수단이 구비될 수 있다. 상기 냉각부는 냉각수의 유량을 조절하기 위한 수단이 포함될 수 있다.The cooling unit may be provided with means for supplying cooling water and means for discharging the cooling water. The cooling unit may include means for adjusting the flow rate of the cooling water.
상기 냉각부에는 -20℃에서 5℃ 온도 범위의 냉각수가 공급되어 금속 이온 환원부에서 석출된 나노구조체를 냉각할 수 있다.Cooling water in the temperature range of -20°C to 5°C may be supplied to the cooling unit to cool the nanostructure precipitated in the metal ion reducing unit.
상기 겔 형태로 석출된 나노구조체는 금속 이온 환원부를 통과한 직후에는 입도가 10 내지 20nm 수준을 유지한다. 이 경우, 입도가 작아 여과 효과가 부족할 수도 있어 재사용 시 나노구조체가 ITO/Ag/ITO 기판에 달라붙는 문제를 야기할 수도 있다.The nanostructure precipitated in the gel form maintains a particle size of 10 to 20 nm immediately after passing through the metal ion reducing unit. In this case, since the particle size is small, the filtering effect may be insufficient, which may cause the nanostructure to stick to the ITO/Ag/ITO substrate during reuse.
본 발명에서는 냉각을 통해서 석출된 나노구조체의 평균 입도를 성장시켜 여과부에 쉽게 걸러지도록 함으로써, 여과 효율을 향상시키는 특징이 있다. 즉, Ag 나노구조체는 냉각을 통해 평균 입도가 높아져 성장하며, 필터에 걸러짐에 따라 필터 효율이 향상된다. 또한, 상기 냉각부는 접지 효과와 유사하게 일부 과식각을 방지하는 효과를 부여할 수 있다. In the present invention, by growing the average particle size of the nanostructures precipitated through cooling to be easily filtered by the filtering unit, there is a feature of improving the filtration efficiency. That is, Ag nanostructures grow with an increase in average particle size through cooling, and filter efficiency improves as they are filtered through a filter. In addition, the cooling unit may provide an effect of preventing partial over-etching similar to the grounding effect.
이때, 상기 냉각 방법은, 금속 이온의 회수 장치를 통과한 용액에 대하여 -20℃에서 5℃ 범위의 냉각수를 공급하여 수행될 수 있다. 상기 온도 범위 내로 냉각수가 공급됨으로써, 여과부에서 회수가 쉬운 크기로 상기에서 석출된 나노 구조체의 평균 입도가 성장되도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 냉각수는 -5℃ 내지 1℃ 범위로 공급하는 것이 냉각수가 더 원활하게 공급되어 석출된 나노구조체의 냉각 효과가 극대화되어 회수가 용이한 크기로 나노구조체의 크기가 성장될 수 있다.At this time, the cooling method may be performed by supplying cooling water in the range of -20 ° C to 5 ° C to the solution that has passed through the metal ion recovery device. By supplying cooling water within the above temperature range, it is possible to grow the average particle size of the nanostructures precipitated above to a size that is easy to recover from the filtration unit. More specifically, when the cooling water is supplied in the range of -5 ° C to 1 ° C, the cooling water is supplied more smoothly, and the cooling effect of the precipitated nanostructures is maximized, so that the size of the nanostructures can be grown to a size that is easy to recover. .
또한, 상기 냉각부는 금속 이온 환원부와 전위차 변경부 사이에 위치될 수 있다.In addition, the cooling unit may be located between the metal ion reducing unit and the potential difference changing unit.
상기 금속 이온의 회수 장치는 금속 이온 환원부에서 금속 이온이 환원된 금속을 여과하는 여과부;를 더 포함할 수 있다.The metal ion recovery device may further include a filtering unit filtering the metal of which metal ions are reduced in the metal ion reduction unit.
상기 여과부는 2종 이상의 탈착식 필터를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 여과부에는 냉각수가 추가로 공급될 수 있다.The filtering unit may include two or more detachable filters, and cooling water may be additionally supplied to at least one filtering unit.
상기 여과부는 전위차 변경부 또는 접지부의 후단에 배치될 수 있다.The filtering unit may be disposed at a rear end of the potential difference changing unit or the grounding unit.
상기 여과부는 원심분리기(centrifuge); 마이크로필터, 내산성 필터, 나노필터, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르설폰, (PES; Polyethersulfone), 및 셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 필터; 또는 이온교환수지, 분자체(Molecular sieve), 실리카, 알루미나, 활성탄, 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택된 흡착제;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 여과부는 0.1㎛ 내지 100㎛의 기공 크기를 가지는 마이크로필터일 수 있다The filter unit centrifugal separator (centrifuge); A filter selected from the group consisting of a microfilter, an acid-resistant filter, a nanofilter, polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethersulfone, (PES; Polyethersulfone), and cellulose; or an adsorbent selected from the group consisting of ion exchange resin, molecular sieve, silica, alumina, activated carbon, and zeolite. More specifically, the filtration unit may be a microfilter having a pore size of 0.1 μm to 100 μm.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본원발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온의 회수 장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for recovering metal ions according to an embodiment of the present invention.
상기 금속 이온의 회수장치는, 금속 이온 환원부 (110), 냉각부 (112), 전위차 변경부 (114) 및 여과부 (116)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전위차 변경부는 상술한 바대로 접지부 (115)일 수 있다.The metal ion recovery device may include a metal
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온 환원부를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a metal ion reducing unit according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 금속 이온 환원부 (110)는 용기 (60), 제1전극 (70) 및 제2 전극 (80), 및 전원 (90)을 포함한다.As shown in FIG. 2 , the metal
상기 용기(60)는 금속 이온이 포함된 용액을 수용하며, 금속 이온의 환원을 위한 전기 화학 반응이 수행되는 반응기의 역할을 할 수 있다. 또한, 상기 용기는 반응 용액을 담아서 정체되도록 하는 것뿐만 아니라 유속을 가지고 흐르도록 하는 경우도 포함할 수 있다.The
상기 금속 이온이 포함된 용액에서, 금속 이온은 나트륨 이온, 마그네슘 이온, 알루미늄 이온, 칼륨 이온, 칼슘 이온, 티타늄 이온, 바나듐 이온, 크롬 이온, 망간 이온, 철 이온, 코발트 이온, 니켈 이온, 구리 이온, 아연 이온, 몰리브덴 이온, 팔라듐 이온, 은 이온, 카드뮴 이온, 인듐 이온, 주석 이온, 바륨 이온, 텅스텐 이온, 백금 이온, 금 이온, 수은 이온, 납 이온 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 구체적으로는 Ag 이온일 수 있다.In the solution containing the metal ion, the metal ion is sodium ion, magnesium ion, aluminum ion, potassium ion, calcium ion, titanium ion, vanadium ion, chromium ion, manganese ion, iron ion, cobalt ion, nickel ion, copper ion , zinc ions, molybdenum ions, palladium ions, silver ions, cadmium ions, indium ions, tin ions, barium ions, tungsten ions, platinum ions, gold ions, mercury ions, lead ions, and mixtures thereof. And, specifically, it may be an Ag ion.
상기 용기 내에 공급되는 금속 이온이 포함된 용액은 산성의 물질을 포함하는 용액일 수 있다. 구체적으로는, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 pH가 -3 내지 6일 수 있다. 상기 산성의 물질은 인산, 질산 등의 무기산; 또는 아세트산, 호박산, 숙신산, 말론산, 말릭산, 개미산, 말레산, 시트르산, 주석산 등의 유기산; 일 수 있다.The solution containing metal ions supplied into the container may be a solution containing an acidic material. Specifically, the solution containing the metal ion may have a pH of -3 to 6. The acidic substance may be an inorganic acid such as phosphoric acid or nitric acid; or organic acids such as acetic acid, succinic acid, succinic acid, malonic acid, malic acid, formic acid, maleic acid, citric acid, and tartaric acid; can be
필요에 따라 상기 산성의 물질에 술폰산 화합물, 황산수소염 화합물, 질소를 포함하는 디카보닐(Dicarbonyl) 화합물, 아미노산 유도체 화합물, 철 함유 산화제 화합물 등의 첨가제와 버퍼 등을 더 포함할 수 있다.If necessary, additives and buffers such as sulfonic acid compounds, hydrogen sulfate compounds, nitrogen-containing dicarbonyl compounds, amino acid derivative compounds, and iron-containing oxidizing agent compounds may be further included in the acidic material.
발명의 일례를 들면, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 디스플레이용 전극의 제조 공정에서 발생된 폐식각액일 수 있다. 또한, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 금속 분말이 일정 농도로 포함된 산성 용액일 수 있다.As an example of the invention, the solution containing the metal ion may be a waste etchant generated in a manufacturing process of an electrode for a display. Also, the solution containing the metal ion may be an acidic solution containing metal powder at a certain concentration.
상기 금속 이온이 포함된 용액은 필요에 따라, 암모늄염 화합물(ammonium salt), 아미노산 등의 첨가제와 버퍼 등이 더 포함되어 있을 수 있다. 또한, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 무기 용액 또는 유기 용액일 수 있다.The solution containing the metal ion may further contain additives and buffers such as ammonium salt and amino acids, if necessary. Also, the solution containing the metal ion may be an inorganic solution or an organic solution.
상기 금속 이온이 포함된 용액은 금속 이온 외에, 인산, 질산, 유기산 중에서 선택되는 1종 이상, 암모늄염 및 아미노산을 포함하는 용액을 더 포함하는 무기 용액일 수 있다.The solution containing the metal ion may be an inorganic solution further including a solution containing at least one selected from phosphoric acid, nitric acid, and organic acid, an ammonium salt, and an amino acid, in addition to the metal ion.
상기 금속 이온이 포함된 용액이 무기 용액일 경우, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 전체 용액의 함량을 기준으로, 인산 40 내지 65 중량%, 질산 3 내지 10 중량%, 유기산 1 내지 25 중량%, 암모늄염 화합물과 아미노산 1 내지 10 중량% 300 내지 10000ppm의 금속 이온, 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.When the solution containing the metal ion is an inorganic solution, the solution containing the metal ion contains 40 to 65% by weight of phosphoric acid, 3 to 10% by weight of nitric acid, 1 to 25% by weight of an organic acid, based on the total amount of the solution. It may include an ammonium salt compound, 1 to 10% by weight of an amino acid, 300 to 10000ppm of a metal ion, and a balance of water.
또한, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 금속 이온 외에, 질산, 시트르산, 아세트산 중에서 선택되는 1종 이상, 술폰산 화합물, 황산수소염 화합물, 질소를 포함하는 디카보닐 화합물, 아미노산 유도체 화합물 및 철 함유 산화제 화합물을 포함하는 유기 용액일 수 있다. In addition, the solution containing the metal ion contains, in addition to the metal ion, at least one selected from nitric acid, citric acid, and acetic acid, a sulfonic acid compound, a hydrogen sulfate compound, a dicarbonyl compound containing nitrogen, an amino acid derivative compound, and an iron-containing oxidizing agent compound. It may be an organic solution containing
또한, 상기 금속 이온이 포함된 용액이 유기 용액일 경우, 상기 금속 이온이 포함된 용액은 전체 용액의 함량을 기준으로, 시트르산 18 내지 30 중량%, 아세트산 15 내지 20 중량%, 질산 8.1 내지 9.9 중량%, 술폰산 화합물 1 내지 4.9 중량%, 황산수소염 화합물 10 내지 20 중량%, 질소를 포함하는 디카보닐 화합물 1 내지 5 중량%, 아미노산 유도체 화합물 1 내지 5 중량%, 철 함유 산화제 화합물 0.1 내지 2 중량%, 300 내지 10000ppm의 금속 이온 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.In addition, when the solution containing the metal ion is an organic solution, the solution containing the metal ion contains 18 to 30% by weight of citric acid, 15 to 20% by weight of acetic acid, and 8.1 to 9.9% by weight of nitric acid, based on the total amount of the solution. %,
또한, 앞서 기재된 바대로, 상기 금속 이온이 포함된 용액에서 금속 이온의 함량은 전체 용액의 함량을 기준으로 300ppm 내지 10000ppm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 포토리소그래피 공정의 식각 단계에서 도전성 막에 포함된 금속 이온의 함량에 따라 상기 금속 이온의 함량이 변경될 수 있으므로, 그 함량이 특별히 제한되는 것은 아니다.In addition, as described above, the content of the metal ion in the solution containing the metal ion may be 300 ppm to 10000 ppm based on the content of the entire solution, but is not limited thereto. That is, since the content of the metal ion may be changed according to the content of the metal ion included in the conductive layer in the etching step of the photolithography process, the content is not particularly limited.
한편, 상기 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)은 금속 회수를 위한 전기화학 반응을 유도하며, 구체적으로 용액 중에 포함된 금속 이온으로 전자를 공급하여 금속 이온을 환원시킴으로써, 금속을 석출시킨다.Meanwhile, the
상기 제1 전극 및 제2 전극 중에서 상기 전원의 전기 에너지를 공급받아 상기 금속 이온에 전자를 제공하는 전극은, 물에 대한 접촉각이 4 내지 50°일 수 있다. 이러한 경우, 금속 이온이 겔 형태의 나노구조체로 용액 내에서 석출되어 쉽게 제거할 수 있다.Among the first electrode and the second electrode, an electrode receiving electrical energy from the power source and providing electrons to the metal ions may have a contact angle with respect to water of 4 to 50°. In this case, the metal ions precipitate in the solution as a gel-type nanostructure and can be easily removed.
상기 전극의 물에 대한 접촉각이 50°초과이면, 금속 이온이 전극 표면에 부착된 형태로 석출되기 때문에 전극의 교체주기가 짧아져 생산성이 낮아지는 단점이 있고, 상기 접촉각이 4°미만이면, 전극의 내산성이 좋지 못하여 산성의 회수 용액에 의해 전극이 손상되는 문제가 있다. 구체적으로, 상기 접촉각 범위는 4 내지 30°일 수 있으며, 이러한 경우 전극 손상 없이 금속 이온의 회수 속도가 일정 범위를 만족하여 종래보다 쉽게 금속 이온이 포함된 용액으로부터 금속 이온을 회수할 수 있다.If the contact angle of the electrode with water exceeds 50 °, since metal ions are precipitated in the form attached to the electrode surface, there is a disadvantage in that the replacement cycle of the electrode is shortened and productivity is lowered, and if the contact angle is less than 4 °, the electrode Since the acid resistance of the electrode is not good, there is a problem that the electrode is damaged by the acid recovery solution. Specifically, the contact angle range may be 4 to 30°, and in this case, the recovery rate of metal ions satisfies a certain range without damaging the electrode, so that metal ions can be more easily recovered from a solution containing metal ions than before.
또한, 상기 제1 전극 및 제2 전극 모두가 물에 대한 접촉각이 4 내지 50°일 수 있다. 상기 제1 전극 및 제2 전극 모두의 접촉각이 상기 범위를 만족하면, 금속 이온이 겔 형태의 나노구조체로 용액 내에 석출되어 쉽게 제거할 수 있고, 역전압을 인가할 수 있어, 양쪽 전극을 교대로 금속 이온을 환원시키는 전극으로 사용할 수 있으므로, 장치 수명의 연장 효과가 있다.In addition, both the first electrode and the second electrode may have a contact angle with respect to water of 4 to 50°. When the contact angle of both the first electrode and the second electrode satisfies the above range, the metal ion is precipitated in the solution as a gel-like nanostructure and can be easily removed, and a reverse voltage can be applied, so that both electrodes can be alternately Since it can be used as an electrode that reduces metal ions, there is an effect of extending the life of the device.
또한, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중에서 적어도 어느 하나는 상기 전원의 전기 에너지를 공급받아 상기 금속 이온에 전자를 제공하는 전극이다. 이러한 전극은 물에 대한 접촉각과, 금속 이온의 회수장치에서 회수되는 금속의 접촉각의 차이(Δγ)가 20°이상 75°이하일 수 있고, 구체적으로 50°이상 75°이하일 수 있다. 금속 이온의 회수장치에서 회수되는 금속과 전극의 접촉각의 차이(Δγ)가 상기 범위이면, 금속 이온이 겔 형태의 나노구조체로 용액 내에 석출되어 쉽게 제거할 수 있다.In addition, at least one of the first electrode and the second electrode is an electrode that provides electrons to the metal ions by receiving electrical energy from the power source. In such an electrode, the difference (Δγ) between the contact angle of water and the contact angle of the metal recovered in the metal ion recovery device may be 20° or more and 75° or less, specifically 50° or more and 75° or less. When the difference (Δγ) between the contact angle between the metal recovered in the metal ion recovery device and the electrode is in the above range, the metal ion is precipitated as a gel-type nanostructure in the solution and can be easily removed.
여기서, 회수되는 금속과 전극의 접촉각 차이(Δγ)는 하기 수학식 2로 정의된다.Here, the contact angle difference (Δγ) between the recovered metal and the electrode is defined by Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
회수되는 금속과 전극의 접촉각 차이 (Δγ) = 회수하는 금속의 물에 대한 접촉각 (γ1) - 전극 재료의 물에 대한 접촉각 (γ2)Difference in contact angle between recovered metal and electrode (Δγ) = Contact angle between recovered metal and water (γ1) - Contact angle between electrode material and water (γ2)
상기 접촉각을 만족하는 상기 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)의 적어도 하나는 금속 혹은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)은 모두 금속 산화물을 포함할 수 있다. At least one of the
또한, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 어느 하나가 음극이고, 나머지 하나가 양극일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전극(70)은 음극이고, 상기 제2 전극(80)은 양극일 수 있다.Also, one of the first electrode and the second electrode may be a cathode, and the other may be an anode. Specifically, the
또, 상기 제1 전극(70) 및 제2 전극(80) 중 어느 하나는 광전극일 수 있다. 즉, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 하나는 상기 전원의 전기 에너지를 공급받아 상기 금속 이온에 전자를 제공하는 물에 대한 접촉각이 4 내지 50°인 전극이며, 나머지는 광전극일 수 있다.Also, any one of the
예를 들면, 상기 제1 전극 및 제2 전극은, 산화마그네슘(magnesium oxide), 산화알루미늄 (aluminium oxide), 산화규소(silicon oxide), 산화티타늄(titanium oxide), 산화바나듐 (vanadium oxide), 산화크롬 (chromium oxide), 산화망간(manganese oxide), 산화철(iron oxide), 산화코발트 (cobalt oxide), 산화구리(copper oxide), 산화아연 (zinc oxide), 산화갈륨(gallium oxide), 산화게르마늄(germanium oxide), 산화스트론튬(strontium oxide), 산화몰리브덴(molybdenum oxide), 산화루테늄(ruthenium oxide), 산화로듐(rhodium oxide), 산화백금 (platinum oxide), 산화인듐(indium oxide), 산화주석(tin oxide), 산화바륨(barium oxide), 산화텅스텐(tungsten oxide), 산화이리듐(iridium oxide), 산화납(lead oxide), 산화비스무스(bismuth oxide)로 이루어진 군에서 선택된 금속 산화물을 포함하거나, 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 금속의 경우 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 몰리브덴, 팔라듐, 인듐, 주석, 텅스텐, 백금, 금, 수은, 납, 탄탈럼 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.For example, the first electrode and the second electrode may be made of magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, vanadium oxide, oxide chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, cobalt oxide, copper oxide, zinc oxide, gallium oxide, germanium oxide ( germanium oxide, strontium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, rhodium oxide, platinum oxide, indium oxide, tin oxide oxide), barium oxide, tungsten oxide, iridium oxide, lead oxide, and bismuth oxide, or a metal oxide selected from the group consisting of may contain mixtures. In the case of the metal, from the group consisting of titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, palladium, indium, tin, tungsten, platinum, gold, mercury, lead, tantalum and mixtures thereof can be chosen
이러한 제1 전극 및 제2 전극을 이루는 재료들에 대한 물에 대한 접촉각의 일례를 들면, 표 1과 같다.An example of the contact angle with respect to water for the materials constituting the first electrode and the second electrode is shown in Table 1.
상기 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)의 1세트의 전극 기준으로, 1세트 이상의 복수 개의 전극 세트가 용기 내부에 병렬 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전극 및 제2 전극의 1세트의 전극 기준으로 10세트 이상 50세트 이하의 전극이 용기 내부에 병렬 배치될 수 있다. 따라서, 상기 용기는 다수로 배치되는 전극의 세트 개수에 따라 크기가 조절 및 변경될 수 있다.Based on one set of the
상기 제1 전극 및 제2 전극에서, 각 전극 사이의 갭은 1mm 내지 10mm일 수 있다. 전극 사이의 갭이 상기 범위일 경우, 강한 전기장이 형성되기 때문에 금속 이온의 제거 효율이 높아질 수 있다. 상기 갭이 1mm이하인 경우 전극 사이가 너무 가까워 전기 쇼트(short)가 발생할 위험이 있고, 10mm이상인 경우 형성되는 전기장이 강하지 못하기 때문에 금속 이온의 제거 효율이 낮아지는 문제가 있다.In the first electrode and the second electrode, a gap between each electrode may be 1 mm to 10 mm. When the gap between the electrodes is within the above range, since a strong electric field is formed, metal ion removal efficiency may be increased. If the gap is 1 mm or less, there is a risk of electric short circuit because the electrodes are too close, and if the gap is 10 mm or more, metal ion removal efficiency is lowered because the electric field formed is not strong.
상기 전원(90)은 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)에 연결되어, 전원 공급 장치에 의해 제1 전극(70) 및 제2 전극(80)으로 전기 에너지에 의해 전자를 공급하여 전기적 환원 방법을 통하여 금속 이온을 금속으로 환원(석출)시킨다. The
이때, 전원의 전류의 세기가 높아질수록 금속의 환원 효율은 높아지지만, 전류를 과도하게 증가시키면 전극 수명이 짧아지는 문제가 발생할 수 있다.At this time, as the strength of the current of the power source increases, the reduction efficiency of the metal increases, but when the current is excessively increased, a problem of shortening the life of the electrode may occur.
상기 전원은 제1 전극 및 제2 전극으로 전자를 공급하여 전기적 환원 방법을 통하여 금속 이온을 금속으로 환원(석출)시킨다. 전류의 세기가 높아질수록 금속의 환원 효율은 높아지지만, 전류를 과도하게 증가시키면 전극 수명이 짧아지는 문제가 발생할 수 있다. The power source supplies electrons to the first electrode and the second electrode to reduce (precipitate) metal ions to metal through an electrical reduction method. As the intensity of the current increases, the metal reduction efficiency increases, but excessively increasing the current may cause a problem of shortening the life of the electrode.
따라서, 상기 전원은 상기 제1 전극 및 제2 전극에 0.3 내지 300 A의 전류, 구체적으로는 개당 3 내지 100 A 혹은 10 내지 80A 혹은 20 내지 50A의 전류로 전기 에너지를 공급할 수 있다. 상기 전원에서 공급되는 전류가 300A 를 초과하면, 전극 손상이 발생하여, 전극 수명이 짧아지는 문제가 발생할 수 있다. 반면, 상기 전원에서 공급되는 전류가 0.3A 미만이면, 금속이 거의 석출되지 않아 금속 이온의 제거 효율이 저하될 수 있다.Accordingly, the power source may supply electrical energy to the first electrode and the second electrode at a current of 0.3 to 300 A, specifically, at a current of 3 to 100 A, 10 to 80 A, or 20 to 50 A per electrode. If the current supplied from the power source exceeds 300A, electrode damage may occur, resulting in a problem in that electrode life is shortened. On the other hand, if the current supplied from the power source is less than 0.3 A, metal is hardly precipitated, and metal ion removal efficiency may decrease.
전자를 공급받은 Ag 이온 (Ag+)은, 은 (Ag)으로 환원되고, 환원된 은이 작은 결정 집합체를 형성하여 핵생성(nucleation)이 이루어진다. 생성된 핵은 복합적인 요인에 의해 성장할 수 있으며, 성장한 나노구조체는 불안정한 상태이기 때문에 용액에 석출된다. 상기 나노구조체는 나노입자, 나노와이어, 나노로드, 나노튜브, 나노플레이트, 나노디스크 등 일 수 있으며, 특히, 나노입자 또는 나노와이어 일 수 있다.Ag ions (Ag+) supplied with electrons are reduced to silver (Ag), and the reduced silver forms small crystal aggregates, resulting in nucleation. The generated nucleus can grow by complex factors, and since the grown nanostructure is in an unstable state, it is precipitated in the solution. The nanostructure may be nanoparticles, nanowires, nanorods, nanotubes, nanoplates, nanodiscs, and the like, and in particular, nanoparticles or nanowires.
금속 이온 제거 효율은 전압 및 전류를 조절하여 향상시킬 수 있으며, 이외에 제1 전극과 제2 전극의 크기, 전극 세트 수에 따라서도 조절 가능하다.The metal ion removal efficiency can be improved by adjusting the voltage and current, and can also be adjusted according to the size of the first electrode and the second electrode and the number of electrode sets.
한편, 도 3은 발명의 일 실시예에 따른 상기 접지부를 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, FIG. 3 is a view for explaining the grounding unit according to an embodiment of the present invention.
도 3에서 보는 바와 같이, 상기 접지부는 금속 이온 환원부를 통과한 용액을 수용하는 용기(60); 상기 용기 내부에 배치되는 제3 전극(72); 및 상기 제3 전극 및 땅에 연결되어 있는 접지 장치;를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the ground unit includes a
상기 제3 전극은 물에 대한 접촉각이 4° 내지 50°인 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다.The third electrode may include a metal or metal oxide having a water contact angle of 4° to 50°.
상기 접지 장치는 제3 전극과 연결되고, 또한 땅과 연결해주는 접지봉을 포함한다. The grounding device includes a ground rod connected to the third electrode and connected to the ground.
상기 제3 전극의 재료는 금속 이온의 회수 장치를 구성하는 제1 전극 및 제2 전극과 동일하거나 다를 수 있다. 구체적으로, 제3 전극은 제1 전극 및 제2 전극과 동일한 전극을 사용하는 것이 내산성 측면에서 우수하다.A material of the third electrode may be the same as or different from those of the first and second electrodes constituting the metal ion recovery device. Specifically, using the same electrode as the first and second electrodes for the third electrode is excellent in terms of acid resistance.
또한, 상기 제3 전극을 이루는 재료들에 대한 물에 대한 접촉각의 일례를 들면, 상술한 표 1과 같을 수 있다.In addition, an example of the contact angle with respect to water of the materials constituting the third electrode may be as shown in Table 1 described above.
상기 금속의 경우 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 몰리브덴, 팔라듐, 인듐, 주석, 텅스텐, 백금, 금, 수은, 납, 탄탈럼, 니오븀, 지르코늄, 루테늄, 로듐, 이리듐 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 금속 산화물은 산화마그네슘, 산화알루미늄, 산화규소, 산화티타늄, 산화바나듐, 산화크롬, 산화망간, 산화철, 산화코발트, 산화구리, 산화아연, 산화갈륨, 산화게르마늄, 산화스트론튬, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화로듐, 산화인듐, 산화주석, 산화바륨, 산화텅스텐, 산화이리듐, 산화비스무스, 산화 니오븀(V), 산화탄탈럼, 산화지르코늄, 산화금, 산화은 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. In the case of the above metals, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, palladium, indium, tin, tungsten, platinum, gold, mercury, lead, tantalum, niobium, zirconium, ruthenium, rhodium , iridium, and mixtures thereof. The metal oxides are magnesium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, vanadium oxide, chromium oxide, manganese oxide, iron oxide, cobalt oxide, copper oxide, zinc oxide, gallium oxide, germanium oxide, strontium oxide, molybdenum oxide, and ruthenium oxide. , rhodium oxide, indium oxide, tin oxide, barium oxide, tungsten oxide, iridium oxide, bismuth oxide, niobium (V) oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, gold oxide, silver oxide, and mixtures thereof. there is.
또한, 도 4는 발명의 일 실시예에 따른 냉각부를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a cooling unit according to an embodiment of the present invention.
도 4에서, 상기 냉각부는 칠러(chiller)와 용액을 담을 수 bath를 포함하며, 그 내부는 격벽과 메쉬 망을 포함하고, 칠러 라인이 구비될 수 있다.In FIG. 4 , the cooling unit may include a chiller and a bath for containing a solution, and the inside may include a partition wall and a mesh net, and may include a chiller line.
또한, 상기 냉각부는 상술한 바대로, 냉각수가 연속적으로 순환되도록 공급되고 배출될 수 있는 수단이 구비될 수 있다. 또한, 상기 냉각 장치는 냉각수의 유량을 조절하기 위한 수단이 포함될 수 있다. 상기 냉각수의 온도는 -20 내지 5℃일 수 있다.In addition, as described above, the cooling unit may be provided with a means for supplying and discharging cooling water so that the cooling water is continuously circulated. In addition, the cooling device may include a means for adjusting the flow rate of the cooling water. The temperature of the cooling water may be -20 to 5 °C.
상기 석출된 나노구조체는 상술한 여과부를 통해서 제거할 수 있다.The precipitated nanostructures may be removed through the above-described filtration unit.
이상과 같은 금속 이온의 회수 장치를 이용하면 고농도의 금속 이온이 포함된 용액, 구체적으로 디스플레이 제조 공정의 식각 공정에서 사용된 산성의 식각액으로부터 금속을 효과적으로 회수하고 재생할 수 있다. 또한, 상기 금속 이온의 회수 장치는 접지부를 통해 재생 용액을 재사용시 과식각을 방지할 수 있다. 또한, 본 명세서는 접지부와 냉각부를 포함함으로써, 종래보다 효과적으로 금속 이온이 포함된 용액으로부터 금속을 회수하고 용액을 재생할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 의하면, 은 (Ag)을 전극 표면에서 직접 성장시키지 않고, 용액 내에서 나노구조체 형태로 성장시키기 때문에, 전극을 장기간 사용할 수 있고, 성장된 나노구조체를 쉽게 회수할 수 있는 장점이 있다.Using the metal ion recovery device as described above, metal can be effectively recovered and regenerated from a solution containing high concentration of metal ions, specifically, an acidic etchant used in an etching process in a display manufacturing process. In addition, the metal ion recovery device may prevent over-etching when the regeneration solution is reused through a grounding portion. In addition, in the present specification, by including a grounding unit and a cooling unit, it is possible to recover metal from a solution containing metal ions and regenerate the solution more effectively than in the prior art. Specifically, according to the present invention, since silver (Ag) is grown in the form of a nanostructure in a solution instead of directly growing on the surface of the electrode, the electrode can be used for a long period of time and the grown nanostructure can be easily recovered. there is
전극의 제조 장치electrode manufacturing device
발명의 다른 구현예에 따라, 금속을 식각하는 식각 장치; 상기 금속의 금속 이온이 포함된 용액을 공급하는 탱크; 및 상술한 어느 하나의 금속 이온의 회수 장치;를 포함하는, 전극의 제조 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the invention, an etching device for etching a metal; a tank supplying a solution containing metal ions of the metal; And an apparatus for manufacturing an electrode including a recovery apparatus for any one of the metal ions described above may be provided.
본 명세서에 따르면, 상기 전극의 제조 장치는 디스플레이용 일 수 있다. 즉 상기 전위차 변경부 또는 접지부를 포함한 금속 이온의 회수 장치를 디스플레이 전극의 제조 장치에 적용할 수 있다.According to the present specification, the manufacturing apparatus of the electrode may be for a display. That is, the metal ion recovery device including the potential difference changing unit or the grounding unit can be applied to a display electrode manufacturing apparatus.
또한, 상기 전극의 제조장치는, 상기 금속 이온이 포함된 용액에 함유된 물질의 농도를 측정하는 모니터링 장치가 포함될 수 있다. 또한, 상기 장치들은 순환식으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 전극의 제조장치는 상기 식각 장치; 상기 탱크; 상기 금속 이온의 회수 장치; 및 모니터링 장치;가 순환식으로 배치될 수 있다.In addition, the manufacturing apparatus of the electrode may include a monitoring device for measuring the concentration of a substance contained in the solution containing the metal ion. Also, the devices may be arranged in a circular fashion. Therefore, the manufacturing device of the electrode includes the etching device; the tank; a recovery device for the metal ion; and a monitoring device; may be disposed in a circular manner.
상기 모니터링 장치는, 재생된 식각액에 함유된 물질의 농도를 측정하고, 식각액에서 조성이 변화된 물질을 재생된 식각액으로 공급하기 위한 시스템을 의미한다.The monitoring device means a system for measuring the concentration of a substance contained in the regenerated etchant and supplying a substance whose composition is changed in the etchant to the regenerated etchant.
따라서, 본 명세서는 상기 전극의 제조 장치를 이용함에 따라, 디스플레이 소자의 패턴을 형성하는 공정에 사용하고 배출되는 산성의 폐식각액을 수용하는 단계를 포함하고, 산성의 폐식각액을 금속 이온의 회수장치를 이용하여 재생하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 금속 이온의 회수 장치에 포함된 금속 이온 환원부를 통과하여 식각액을 재생시키는 접지 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 재생된 산성의 폐식각액을 냉각부를 통해 Ag 나노구조체의 입도를 증가시켜 석출시키는 냉각 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 냉각 단계에서 석출된 Ag 나노구조체를 거르는 여과 단계를 및 재생된 산성의 폐식각액을 순환 재이용하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 산성의 식각액의 조성 변화를 실시간으로 모니터링해서 변화된 조성물을 자동 공급하고 관리하는 OMS (Online Monitoring System)을 포함하는 식각액의 재생 방법을 포함할 수 있다.Therefore, the present specification includes the step of receiving the acidic waste etchant used in the process of forming the pattern of the display device and discharged as the electrode manufacturing apparatus is used, and the acidic waste etchant is used as a metal ion recovery device. It includes the step of reproducing using. In addition, a grounding step of regenerating the etchant by passing through a metal ion reducing unit included in the metal ion recovery device is included. In addition, the present invention may include a cooling step of precipitating the regenerated acidic waste etchant by increasing the particle size of Ag nanostructures through a cooling unit. In addition, a filtration step of filtering out the Ag nanostructures precipitated in the cooling step and a step of recycling and recycling the regenerated acidic waste etchant may be included. In addition, the present invention may include a method for regenerating an etchant including an online monitoring system (OMS) that monitors a composition change of an acidic etchant in real time and automatically supplies and manages the changed composition.
한편, 도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예들에 따른 전극의 제조 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 5 및 6은 디스플레이의 애노드 제조 공정 및 모니터링 장치를 포함한 식각액 재생 공정을 설명하기 위한 도면이다.Meanwhile, FIGS. 5 and 6 are diagrams showing the configuration of an apparatus for manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIGS. 5 and 6 are views for explaining an etchant regeneration process including an anode manufacturing process and a monitoring device for a display.
도 5 및 6에서 도시된 바대로, 전극의 제조 장치는 금속 이온의 회수 장치(100); 상기 금속의 금속 이온이 포함된 용액을 공급하는 탱크 (200); 금속을 식각하는 식각 장치(300); 및 모니터링 장치(400);를 포함하고, 이들은 순환식일 수 있다. 또한, 상기 금속 이온의 회수 장치 (100)는 금속 이온 환원부 (110), 냉각부 (112), 접지부 (115) 및 여과부 (116)가 순환식으로 배치될 수 있다. 또한 상기 도면에서 접지부를 예시하였지만, 접지부 대신 상술한 전위차 변경부 (114) 중에서 선택된 어느 하나가 접지 공정을 위해 사용될 수 있다.As shown in FIGS. 5 and 6, the electrode manufacturing device includes a metal
또한, 상기 탱크와 금속 이온의 회수 장치 사이에 펌프 (50)를 더 포함할 수 있다. 상기 펌프는 탱크 (200)로부터 폐식각액을 금속 이온 환원부 (110)로 공급하기 위하여 설치될 수 있다. 또, 선택적으로, 도 6과 같이, 상기 탱크(200)와 모니터링 장치(400) 사이에 펌프(50)를 더 포함할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지 않았지만, 상기 여과부에는 석출된 나노구조체를 제거 및 회수하기 위한 배출 수단이 연결 설치될 수 있다. In addition, a
이때, 상기 애노드는 포토레지스트 (photoresist, PR) 코팅, 노광 (exposure), 현상 (develop), 식각 (etching), 포토레지스트 박리 (PR strip), 수세 (cleaning)의 포토리소그래피 공정을 통해 패턴을 형성할 수 있다.At this time, the anode forms a pattern through a photolithography process of photoresist (PR) coating, exposure, development, etching, photoresist stripping (PR strip), and cleaning. can do.
상기 포토리소그래피 공정에서 산성의 식각액을 이용하여 ITO/Ag/ITO 다중막을 식각하여 전극의 패턴을 형성한다. In the photolithography process, the ITO/Ag/ITO multilayer is etched using an acidic etchant to form an electrode pattern.
이후, 폐식각액은 상기 전극의 제조 장치를 거쳐 금속 이온이 회수되고 재생될 수 있다.Thereafter, the waste etchant may be recovered and regenerated by metal ions through an apparatus for manufacturing the electrode.
상기 재생 단계에 의해 재생된 식각액은 상기 에칭 공정에서 순환시켜 재이용할 수 있다. 또한 상기 재생된 식각액은 실시간으로 라인에서 정제해 재사용하거나 폐식각액을 대기탱크로 회수해서 순환식으로 정제해 재사용하는 두가지 방법이 사용될 수 있다.The etchant regenerated by the regeneration step may be recycled and reused in the etching process. In addition, the regenerated etchant may be purified in a line in real time and reused, or two methods may be used: recovering the waste etchant to a standby tank and circulating the purified etchant for reuse.
또한, 순환시스템은 재생 단계에서 변화된 조성을 실시간으로 모니터링해서 변화된 조성물을 재생 식각액으로 자동으로 공급하고 관리하는 OMS (Online monitoring system) 장치를 포함한다.In addition, the circulation system includes an OMS (Online Monitoring System) device that monitors the changed composition in real time in the regeneration step and automatically supplies and manages the changed composition as a regeneration etchant.
이때, 상기 폐식각액의 재생 단계는 폐식각액에 전류를 인가하는 공정을 이용할 수 있다. At this time, the step of regenerating the waste etchant may use a process of applying a current to the waste etchant.
이상과 같이, 본 명세서는 상기 전극의 제조 장치를 이용하여, 디스플레이 공정에 적용할 수 있는 바, 종래보다 효과적으로 식각 단계 후에 오염된 폐식각액을 재생한 후, 이를 식각 공정에 연속적으로 재이용할 수 있다.As described above, the present specification can be applied to the display process using the electrode manufacturing apparatus, and after reproducing the waste etchant contaminated after the etching step more effectively than before, it can be continuously reused in the etching process. .
본 발명에 따른 금속 이온의 회수 장치 및 전극의 제조 장치를 이용하면, 디스플레이 제조 공정의 식각 공정에서 사용된 식각액으로부터 금속 이온을 쉽게 제거하고 재생할 수 있다. 특히, 본 발명의 경우 금속 이온의 환원부를 통과한 용액에 대하여 접지 공정이나 선택적으로 냉각 공정을 추가로 수행함으로써, 재생액 사용 시 식각 공정에서 발생하는 과식각 현상을 방지할 수 있고, Ag 나노구조체의 빠른 성장을 통한 필터링의 성능을 향상시킴으로써 식각 공정에서 발생하는 불량문제를 최소화시킬 수 있다.By using the metal ion recovery device and the electrode manufacturing device according to the present invention, metal ions can be easily removed and regenerated from the etchant used in the etching process of the display manufacturing process. In particular, in the case of the present invention, by additionally performing a grounding process or an optional cooling process on the solution that has passed through the metal ion reduction unit, over-etching that occurs in the etching process when using a regenerating solution can be prevented, and Ag nanostructures By improving the performance of filtering through rapid growth of , it is possible to minimize defects occurring in the etching process.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온의 회수 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 발명의 일 실시예에 따른 금속 이온 환원부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 발명의 일 실시예에 따른 접지부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 발명의 일 실시예에 따른 냉각부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 발명의 일 실시예에 따른 전극의 제조 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 발명의 다른 일 실시예에 따른 전극의 제조 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예 및 비교예에 따른 식각 성능을 나타낸 도면이다.
도 8은 전극의 제조 장치에서 접지부의 적용 여부에 따라, 질산 이온의 분해에 따른 산소 이온 발생 및 접지 시 과식각 방지 이유를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 전극의 제조 장치에서 냉각부의 적용 여부에 따라, 냉각 적용 전후의 시간 별 나노구조체의 평균 입도를 비교하여 나타낸 도면이다.
도 10은 발명의 일 구현예에 따른 접지부 및 냉각부를 적용했을 시 시간 단위별로 Ag 농도 변화와 편측 식각 손실(C/D skew) 변화를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an apparatus for recovering metal ions according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a metal ion reducing unit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a grounding unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a cooling unit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing the configuration of an apparatus for manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing the configuration of an apparatus for manufacturing an electrode according to another embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing etching performance according to Examples and Comparative Examples.
FIG. 8 is a view for explaining reasons for generation of oxygen ions due to decomposition of nitrate ions and prevention of over-etching upon grounding, depending on whether or not a grounding unit is applied in an electrode manufacturing apparatus.
9 is a view showing a comparison of average particle sizes of nanostructures for each time before and after application of cooling, depending on whether or not a cooling unit is applied in an electrode manufacturing apparatus.
10 is a diagram for explaining changes in Ag concentration and C/D skew per time unit when a grounding unit and a cooling unit according to an embodiment of the present invention are applied.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are intended to illustrate the present invention, but the present invention is not limited by the following examples.
[제조예][Production Example]
금속 이온 환원부의 제조Preparation of metal ion reduction part
용기는 3.5L 용량의 테프론 재질로 제작하였으며, 전극은 Mesh 형태의 산화이리듐 (IrO2)을 사용했다 (물에 대한 접촉각 23°). 전극(제1 전극, 제2 전극)은 총 47개 (24세트)를 설치하였으며, 용기에 제1 전극과 제2 전극을 2 내지 3mm의 간격으로 설치하고, 제1 전극이 음극, 제2 전극이 양극이 되도록 전원을 연결하였다. 이 때의 금속 이온이 포함된 용액의 유량은 100ml/min으로 적용했다.The container was made of Teflon material with a capacity of 3.5L, and the electrode used was iridium oxide (IrO 2 ) in the form of a mesh (contact angle for water 23°). A total of 47 electrodes (first electrode, second electrode) (24 sets) were installed, and the first electrode and the second electrode were installed at intervals of 2 to 3 mm in the container, and the first electrode was the negative electrode and the second electrode. A power supply was connected so that it became the positive electrode. At this time, the flow rate of the solution containing metal ions was applied at 100 ml/min.
전위차 변경부의 제조Manufacture of potential difference changing part
용기는 금속 이온 환원부와 동일하게 3.5L 용량, 테프론 재질로 제작하였으며, 제3 전극은 Mesh 형태의 산화이리듐 IrO2를 사용했다. 상기 제3 전극은 총 47개 (24세트)를 설치하였으며, 용기에 제3 전극의 간격을 2 내지 3mm의 간격으로 설치하고, 제3 전극과 접지봉을 연결하여 전위차 변경부를 제조하였다.The vessel has a capacity of 3.5L and is made of Teflon material in the same way as the metal ion reduction part, and the third electrode uses iridium oxide IrO 2 in the form of a mesh. A total of 47 third electrodes (24 sets) were installed, and the third electrodes were installed at intervals of 2 to 3 mm in the container, and a potential difference changing unit was manufactured by connecting the third electrode and the ground rod.
냉각부의 제조Manufacture of cooling section
냉각부는 Chiller와 용액을 담을 수 있는 Bath를 활용했으며, Chiller의 온도를 0℃로 세팅하였다.The cooling part used a bath that can contain a chiller and a solution, and the temperature of the chiller was set to 0℃.
[실시예 1] 금속 이온의 회수장치 및 회수방법 [Example 1] Device and method for recovering metal ions
상기 금속 이온 환원부 및 상기 전위차 변경부를 포함한 금속 이온의 회수 장치를 제조한 후, 제조된 금속 이온의 회수 장치를 이용하여 금속 이온의 회수를 수행하였고, 수행 방법은 아래와 같다.After manufacturing the metal ion recovery device including the metal ion reducing unit and the potential change unit, metal ion recovery was performed using the metal ion recovery device, and the method is as follows.
먼저, 포토리소그래피 공정의 식각 장치에서 사용된 식각액 (이하, 폐식각액, 디스플레이 소자의 패턴을 형성하는 공정에서 사용하고 배출되는 산성의 폐식각액)을 탱크로 이송시켜 저장하였다.First, the etchant used in the etching apparatus of the photolithography process (hereinafter, the waste etchant, the acidic waste etchant used and discharged from the process of forming the pattern of the display device) was transferred to a tank and stored.
이후, 폐식각액을 온도 40℃로 유지시키면서 펌프를 통해 탱크에서 금속 이온 환원부로 주입시켰다. 상기 금속 이온 환원부로 주입된 폐식각액에서 Ag 이온을 환원시키기 위해 산화이리듐 (IrO2)을 포함하는 음극, 양극에 47A의 전기를 4시간 동안 인가하였다. 이때 폐식각액 내 Ag 이온이 금속 나노구조체 형태로 석출하였다.Thereafter, the waste etchant was injected from the tank into the metal ion reducing unit through a pump while maintaining the temperature at 40°C. In order to reduce Ag ions in the waste etchant injected into the metal ion reducing unit, electricity of 47A was applied to the cathode and anode containing iridium oxide (IrO 2 ) for 4 hours. At this time, Ag ions in the waste etchant precipitated in the form of metal nanostructures.
상기 금속 나노구조체가 석출된 폐식각액을 전위차 변경부로 주입시켜 폐식각액의 OCV를 0.168V로 변경시켰다. 이후 OCV가 변경된 폐식각액에서 금속 나노구조체를 탈착식 필터 (기공 크기 1um를 지닌 폴리프로필렌 (PP) 필터)를 이용하여 여과시켰다.The OCV of the waste etchant was changed to 0.168V by injecting the waste etchant in which the metal nanostructures were deposited into the potential difference changing unit. Thereafter, the metal nanostructures in the waste etchant whose OCV was changed were filtered using a detachable filter (a polypropylene (PP) filter having a pore size of 1 μm).
이어서, 금속 나노구조체가 여과된 용액을 OMS 장비를 통해 모니터링하여 변화된 성분을 확인하고 재생이 필요한 성분은 식각 장치로 공급되도록 하였다. Subsequently, the solution from which the metal nanostructures were filtered was monitored through the OMS equipment to confirm the changed components, and the components requiring regeneration were supplied to the etching device.
이때, 폐식각액의 OCV는 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)로 측정하였으며, 측정된 OCV 값은 0.158V였다. 이때, OCV 측정방법은 음극에 IrO2와 양극에 FTO (Fluorine doped-Tin Oxide)가 설치된 용기에, 여과부를 통과한 용액 150ml를 채운 후 EIS를 사용하여 측정하였다.At this time, the OCV of the waste etchant was measured by EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy), and the measured OCV value was 0.158V. At this time, the OCV measurement method was measured using EIS after filling 150ml of the solution that passed through the filtration unit in a container in which IrO2 was installed on the cathode and FTO (Fluorine doped-tin oxide) on the anode.
상기 결과를 통해 재생된 식각액을 사용하여, ITO/Ag/ITO 기판에 적용하여 식각 진행 후, C/D skew를 확인하였다.Using the etchant regenerated through the above results, it was applied to the ITO / Ag / ITO substrate, and after etching, the C / D skew was confirmed.
[실시예 2] [Example 2]
상기 실시예 1과 동일한 금속 이온 환원부와 전위차 변경부를 포함하되, 전위차 변경부를 통해 폐식각액의 OCV를 0.265V로 변경시킨 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 이온을 회수하였다.Metal ions were recovered in the same manner as in Example 1 except that the OCV of the waste etchant was changed to 0.265V through the potential difference changer, except that the same metal ion reduction unit and the potential difference changer as in Example 1 were included.
[실시예 3] [Example 3]
상기 실시예 1과 동일한 금속 이온 환원부와 전위차 변경부 사이에 냉각부를 더 구비한 금속 이온의 회수 장치를 제조하였고, 전위차 변경부를 통해 폐식각액의 OCV를 0.288V로 변경시킨 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 이온을 회수하였다.An apparatus for recovering metal ions further provided with a cooling unit between the metal ion reducing unit and the potential difference changing unit, the same as in Example 1, was manufactured, except that the OCV of the waste etchant was changed to 0.288V through the potential difference changing unit. Metal ions were recovered in the same manner.
[실시예 4] [Example 4]
상기 실시예 3과 동일한 금속 이온의 회수 장치를 포함하되, 전위차 변경부를 통해 폐식각의 OCV를 0.316V로 변경시킨 것 외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 금속 이온을 회수하였다.Metal ions were recovered in the same manner as in Example 3, except that the same metal ion recovery device as in Example 3 was included, except that the OCV of the waste etching was changed to 0.316V through the potential difference changing unit.
[실시예 5][Example 5]
상기 실시예 1과 동일한 금속 이온 환원부와 전위차 변경부를 포함하되, 전위차 변경부를 통해 폐식각액의 OCV를 0.508V로 변경시킨 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 이온을 회수하였다.Metal ions were recovered in the same manner as in Example 1, except that the same metal ion reducing unit and potential difference changing unit as in Example 1 were included, but the OCV of the waste etchant was changed to 0.508V through the potential difference changing unit.
[실시예 6][Example 6]
상기 실시예 1과 동일한 금속 이온 환원부와 전위차 변경부를 포함하되, 전위차 변경부를 통해 폐식각액의 OCV를 0.795V로 변경시킨 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 이온을 회수하였다.Metal ions were recovered in the same manner as in Example 1 except that the OCV of the waste etchant was changed to 0.795V through the potential difference changer, except that the same metal ion reduction unit and potential difference changer as in Example 1 were included.
[비교예 1][Comparative Example 1]
상기 실시예 1의 금속 이온의 회수 장치에서 전위차 변경부를 제외한 금속 이온의 회수 장치를 제조하였고, 전위차 변경부가 제외된 금속 이온의 회수 장치를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 이온을 회수하였다. 이때 폐식각액의 OCV는 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)로 측정하였으며, 측정된 OCV 값은 0.158V였다. 이때 OCV 측정방법은 음극에 IrO2와 양극에 FTO (Fluorine doped-Tin Oxide)가 설치된 용기에, 여과부를 통과한 용액 150ml를 채운 후 EIS를 사용하여 측정하였다.In the metal ion recovery device of Example 1, a metal ion recovery device except for the potential difference changing unit was manufactured, and metal ions were recovered in the same manner as in Example 1 except that the metal ion recovery device without the potential difference changing unit was used. . At this time, the OCV of the waste etchant was measured by EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy), and the measured OCV value was 0.158V. At this time, the OCV measurement method was measured using EIS after filling 150ml of the solution that passed through the filtration unit in a container in which IrO2 was installed on the cathode and FTO (Fluorine doped-tin oxide) on the anode.
비교예 1의 경우 실시예 1과 은 제거율은 유사하나, C/D skew는 1.2um 더 높아져 과식각이 되는 것을 확인할 수 있었다.In the case of Comparative Example 1, the silver removal rate was similar to that of Example 1, but the C/D skew was higher by 1.2 μm, confirming that over-etching occurred.
[비교예 2] [Comparative Example 2]
상기 실시예 1과 동일한 금속 이온 환원부와 전위차 변경부를 포함하되, 전위차 변경부를 통해 폐식각액의 OCV를 0.820V로 변경시킨 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 금속 이온을 회수하였다. 상기 폐식각액의 OCV를 0.820V로 변경하기 위해 폐식각액의 온도를 80℃가 되도록 가열하였다. 이 경우 실시예들보다 높은 온도 조건으로 인해 폐식각액 중 일부 성분 (질산 등)이 휘발되어 에칭 자체가 불가해지는 문제가 발생하였다.Metal ions were recovered in the same manner as in Example 1 except that the OCV of the waste etchant was changed to 0.820V through the potential difference changer, except that the same metal ion reduction unit and potential difference changer as in Example 1 were included. In order to change the OCV of the waste etchant to 0.820V, the temperature of the waste etchant was heated to 80 ° C. In this case, due to the temperature condition higher than that of the embodiments, some components (such as nitric acid) of the waste etchant were volatilized, resulting in a problem in which etching itself was impossible.
구체적으로, 폐식각액의 온도가 높아질 경우, 용액의 용해도가 올라가며 전기로 생성된 금속 나노구조체 중 일부가 재용해되는 문제가 발생한다. 따라서, 비교예 2는 폐식각액의 온도가 40℃일 때 대비 은 이온 회수율이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 질산의 끓는점은 83
따라서, 비교예 2는 실시예와 비교할 시, 은 제거율이 떨어지며 C/D skew 확인 시 불량이 되는 것을 확인할 수 있었다. Therefore, it was confirmed that Comparative Example 2 had a lower silver removal rate and was defective when checking the C/D skew when compared to Example.
[실험예][Experimental example]
금속 이온의 회수Recovery of metal ions
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2의 은 (Ag) 이온의 제거율을 확인하기 위해, 4시간 지점에서 샘플링을 하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.In order to confirm the removal rate of silver (Ag) ions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2, sampling was performed at 4 hours, and the results are shown in Table 2.
즉, 산성의 식각액에서 생성된 은 (Ag) 나노구조체를 여과하여 제거한 후, 유도 결합 플라즈마 질량 분석기 (ICP-MS) 를 이용하여 산성의 식각액에 포함된 은 (Ag) 이온의 농도를 측정하여 은 (Ag) 이온의 제거율과 제거 속도를 계산하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. That is, after filtering and removing the silver (Ag) nanostructures generated in the acidic etchant, the concentration of silver (Ag) ions contained in the acidic etchant was measured using an inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) to obtain silver The removal rate and removal rate of (Ag) ions were calculated, and the results are shown in Table 2.
하기 표 2에서, "은 (Ag) 이온의 제거율"은 『은 (Ag) 이온 회수 처리 전의 산성의 식각액에 포함된 은 (Ag) 이온의 함량』 대비 『은 (Ag) 이온 회수 처리 후의 산성의 식각액에 남은 은 (Ag) 이온의 함량』을 감소율 (%)로 나타낸 것이다 (4시간 동안 전기 인가 기준).In Table 2 below, "removal rate of silver (Ag) ions" is the "content of silver (Ag) ions contained in the acidic etchant before silver (Ag) ion recovery treatment" compared to "acidic after silver (Ag) ion recovery treatment" The content of silver (Ag) ions remaining in the etchant” is expressed as a reduction rate (%) (based on electric application for 4 hours).
재생 식각액의 성능 평가Performance evaluation of regenerated etchants
인산 58 중량%, 질산 5.5 중량%, 암모늄 아세테이트 3 중량%, 시트르산 5 중량% 및 물 28.5 중량% 비율로 구성된 식각액 (기준액, REF)을 준비하였다. 상기 기준액과 실시예 1의 조건으로 회수 공정을 수행한 폐식각액의 재생액 20L 를 준비하여, 에처 (Etcher)에서 식각 공정을 수행하였다.An etchant (reference solution, REF) composed of 58% by weight of phosphoric acid, 5.5% by weight of nitric acid, 3% by weight of ammonium acetate, 5% by weight of citric acid and 28.5% by weight of water was prepared. 20L of the regeneration solution of the waste etching solution subjected to the recovery process under the conditions of Example 1 and the reference solution was prepared, and an etching process was performed in an etcher.
기판 에칭 방법은 종말점 검츨 방식 (End Point Detection, EPD)을 진행하였다. 이후 일정 시간 동안 오버 에칭 (Over Etching)을 진행하여 의도된 두께까지 기판을 에칭하였다. The substrate etching method proceeded with an end point detection method (EPD). Thereafter, the substrate was etched to an intended thickness by performing over-etching for a certain period of time.
에칭 특성 비교를 위해, C/D skew 값을 측정하였으며, 에칭된 프로파일의 SEM 사진은 도 7에 나타내었다. (좌측이 기준액, 우측이 평가액). 과식각의 기준은 0.4um 이상을 기준으로 하였다.For comparison of etching characteristics, C/D skew values were measured, and SEM pictures of the etched profiles are shown in FIG. 7 . (Standard value on the left, evaluation value on the right). The over-etching criterion was based on 0.4 μm or more.
C/D skew의 경우 각각 1시간, 2시간 지점에서 샘플링을 하여 적용했다.In the case of C/D skew, sampling was applied at 1 hour and 2 hour points, respectively.
즉, 도 7은 실시예 1에 따른 식각 성능을 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 7은 디스플레이 전극의 제조 장치에서 접지 장치의 적용 여부에 따라, 접지 적용 전후의 시간 단위 별 식각 수준 (주사전자현미경을 이용한 편측 식각 손실 CD Skew; Critical Dimension Skew)을 비교하여 나타낸 도면이다 ((a) C/D skew 수치 및 (b) SEM 사진).That is, FIG. 7 is a diagram showing etching performance according to Example 1. Specifically, FIG. 7 is a diagram showing a comparison of etching levels (one-sided etching loss CD Skew using a scanning electron microscope; critical dimension skew) for each time unit before and after grounding is applied, depending on whether a grounding device is applied in a display electrode manufacturing apparatus. ((a) C/D skew figures and (b) SEM pictures).
또한, 도 8은 전극의 제조 장치에서 접지부의 적용 여부에 따라, 질산 이온의 분해에 따른 산소 이온 발생 및 접지 시 과에칭의 방지 이유를 설명하기 위한 도면이다.In addition, FIG. 8 is a view for explaining reasons for preventing overetching during grounding and generation of oxygen ions due to the decomposition of nitrate ions, depending on whether or not a grounding unit is applied in an electrode manufacturing apparatus.
도 7 및 8에서 보는 바와 같이, 실시예 1에 따른 접지 공정을 통해 재생된 식각액을 이용하는 경우, 접지 공정을 진행하지 않은 기준액에 비해, 과식각이 발생되지 않고 우수한 식각 성능을 나타내었다. 즉, 접지부가 포함되지 않으면, 도전막 표면에서 Ag의 과에칭이 발생되는데 반해, 접지부가 포함됨에 따라 과에칭 발생을 방지할 수 있다.As shown in FIGS. 7 and 8, when using the etchant regenerated through the grounding process according to Example 1, over-etching did not occur and excellent etching performance was exhibited compared to the reference solution without the grounding process. That is, when the ground portion is not included, overetching of Ag occurs on the surface of the conductive film, whereas overetching can be prevented by including the ground portion.
냉각 적용 전후에 따른 나노 구조체의 평균 입도 측정Measurement of average particle size of nanostructures before and after application of cooling
실시예 3 및 실시예 4의 냉각 적용 전후에 따른 시간 별 평균 입도를 비교하였다.The average particle size for each time according to Example 3 and Example 4 before and after application of cooling was compared.
구체적으로, 실시예 3의 금속 이온 회수 장치를 통과한 용액과 실시예 4의 금속 이온 회수 장치 및 냉각 장치를 통과한 용액을 준비하고, 이들을 상온 및 저온 (0℃)에서 각각 10분, 30분, 120분 방치한 후, 석출된 나노 구조체를 여과하여 평균 입도를 측정하였다. 그 결과는 도 8에 나타내었다.Specifically, a solution that passed through the metal ion recovery device of Example 3 and a solution that passed through the metal ion recovery device and cooling device of Example 4 were prepared, and they were incubated at room temperature and low temperature (0 ° C) for 10 minutes and 30 minutes, respectively. , After leaving for 120 minutes, the average particle size was measured by filtering the precipitated nanostructure. The results are shown in FIG. 8 .
또한, 냉각 장치와 접지 장치를 적용한 실시예 4에 대하여, C/D skew의 경우 2시간 지점에서 샘플링을 하여 적용했다. 또한 시간 단위별로 Ag 농도 변화와 C/D skew 변화를 확인하였으며 그 결과를 도 10에 나타냈다.In addition, with respect to Example 4 in which the cooling device and the grounding device were applied, sampling was applied at the 2-hour point in the case of C/D skew. In addition, Ag concentration change and C/D skew change were confirmed for each time unit, and the results are shown in FIG. 10.
[4시간 기준]Ag ion removal rate
[Based on 4 hours]
[2시간 기준]C/D Skew
[Based on 2 hours]
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 6은 폐식각액의 OCV가 수학식 1을 만족함으로써, Ag 이온 제거율이 우수할 뿐만 아니라, C/D skew가 비교예 1 내지 2 대비 낮아 과식각을 방지하는 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 2, in Examples 1 to 6, the OCV of the waste etchant satisfies
특히, 실시예 3, 4는 수학식 1을 만족함과 동시에 냉각부가 추가됨으로써 실시예 1, 2, 5 및 6 대비 Ag 나노구조체의 평균 입도가 증가되어 Ag 이온 제거율이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다.In particular, Examples 3 and 4 satisfy
50: 펌프
60: 용기
70: 제1 전극
80: 제2 전극
72: 제3 전극
90: 전원 (power supply)
200: 탱크
100: 금속 이온의 회수 장치
110: 금속 이온 환원부
112: 냉각부
114: 전위차 변경부
115: 접지부
116: 여과부
300: 식각 장치
400: 모니터링 장치
50: pump 60: container
70: first electrode 80: second electrode
72 third electrode
90: power supply
200: tank
100: metal ion recovery device
110: metal ion reducing unit 112: cooling unit
114: potential difference changing unit
115: grounding unit 116: filtering unit
300: etching device 400: monitoring device
Claims (17)
상기 전위차가 변경된 용액의 개방 회로 전압 (OCV; Open Circuit Voltage)은 하기 수학식 1을 만족하는,
금속 이온의 회수 장치.
[수학식 1]
0.158V < OCV < 0.820V
a metal ion reduction unit reducing the metal ions from a solution containing the metal ions; And a potential difference changing unit for changing the potential difference of the solution in which the metal ion is reduced; includes,
The open circuit voltage (OCV) of the solution in which the potential difference is changed satisfies Equation 1 below,
Metal ion recovery device.
[Equation 1]
0.158V < OCV < 0.820V
상기 전위차 변경부는 접지 장치, 전자빔 및 전자총으로 이루어진 군에서 선택되는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 1,
The potential difference changing unit is selected from the group consisting of a grounding device, an electron beam and an electron gun,
Metal ion recovery device.
상기 금속 이온 환원부는
금속 이온이 포함된 용액을 수용하는 용기;
상기 용기 내부에 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 및
제1 전극 및 제2 전극으로 전기 에너지를 공급하는 전원;을 포함하고,
상기 제1 전극 및 제2 전극 중 상기 전원의 전기 에너지를 공급받아 상기 금속 이온에 전자를 제공하는 전극은, 물에 대한 접촉각이 4° 내지 50°인
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 1,
The metal ion reducing unit
A container for accommodating a solution containing metal ions;
a first electrode and a second electrode disposed inside the container; and
A power source for supplying electrical energy to the first electrode and the second electrode; includes,
Among the first electrode and the second electrode, an electrode receiving electrical energy from the power source and providing electrons to the metal ion has a contact angle with respect to water of 4° to 50°.
Metal ion recovery device.
냉각부;를 더 포함하는 금속 이온의 회수 장치.
According to claim 1,
Metal ion recovery device further comprising a; cooling unit.
상기 금속 이온이 환원된 금속을 여과하여 회수하는 여과부;를 더 포함하는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 1,
Further comprising a filtering unit for filtering and recovering the metal in which the metal ion is reduced.
Metal ion recovery device.
상기 여과부는 2종 이상의 탈착식 필터를 포함하는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 5,
The filtration unit includes two or more types of detachable filters,
Metal ion recovery device.
상기 여과부는 냉각수를 더 포함하는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 5,
The filtration unit further comprises cooling water,
Metal ion recovery device.
상기 여과부는 원심분리기(centrifuge); 마이크로필터, 내산성 필터, 나노필터, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르설폰, (PES; Polyethersulfone), 및 셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 필터; 또는 이온교환수지, 분자체(Molecular sieve), 실리카, 알루미나, 활성탄, 및 제올라이트로 이루어진 군에서 선택된 흡착제;로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 5,
The filter unit centrifugal separator (centrifuge); A filter selected from the group consisting of a microfilter, an acid-resistant filter, a nanofilter, polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethersulfone, (PES; Polyethersulfone), and cellulose; Or an adsorbent selected from the group consisting of ion exchange resin, molecular sieve, silica, alumina, activated carbon, and zeolite;
Metal ion recovery device.
상기 여과부는 마이크로필터이고, 상기 마이크로필터는 0.1㎛ 내지 100㎛의 기공 크기를 가지는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 8,
The filtration unit is a microfilter, and the microfilter has a pore size of 0.1 μm to 100 μm,
Metal ion recovery device.
금속 이온의 회수 장치.
a metal ion reduction unit reducing the metal ions from a solution containing the metal ions; And a grounding unit connected to the metal ion reducing unit;
Metal ion recovery device.
상기 접지부는,
상기 금속 이온이 환원된 용액을 수용하는 용기;
상기 용기 내부에 배치되는 제3 전극; 및
상기 제3 전극 및 땅과 연결되는 접지 장치;를 포함하는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 10,
the grounding part,
a container accommodating a solution in which the metal ions are reduced;
a third electrode disposed inside the container; and
A grounding device connected to the third electrode and the ground; including,
Metal ion recovery device.
상기 제3 전극은 물에 대한 접촉각이 4° 내지 50°인 금속 또는 금속 산화물을 포함하는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 11,
The third electrode includes a metal or metal oxide having a contact angle for water of 4 ° to 50 °,
Metal ion recovery device.
냉각부;를 더 포함하는 금속 이온의 회수 장치.
According to claim 10,
Metal ion recovery device further comprising a; cooling unit.
상기 금속 이온이 환원된 금속을 여과하여 회수하는 여과부;를 더 포함하는,
금속 이온의 회수 장치.
According to claim 10,
Further comprising a filtering unit for filtering and recovering the metal in which the metal ion is reduced.
Metal ion recovery device.
상기 금속의 금속 이온이 포함된 용액을 공급하는 탱크; 및
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 금속 이온의 회수 장치;를 포함하는,
전극의 제조 장치.
an etching device for etching metal;
a tank supplying a solution containing metal ions of the metal; and
A recovery device for metal ions according to any one of claims 1 to 14;
Electrode manufacturing device.
상기 식각 장치; 상기 탱크; 상기 금속 이온의 회수 장치; 및 모니터링 장치;가 순환식으로 배치되는,
전극의 제조 장치.
According to claim 15,
the etching device; the tank; a recovery device for the metal ion; And a monitoring device; is disposed in a cyclic manner,
Electrode manufacturing device.
상기 전극의 제조 장치는 디스플레이용인 전극의 제조 장치.
According to claim 15,
The manufacturing apparatus of the electrode is a manufacturing apparatus of an electrode for a display.
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|---|---|---|---|
| KR1020210085148A KR20230001974A (en) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Apparatus for recovering metal ion and manufacturing apparatus of electrode including the same |
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2022
- 2022-06-24 CN CN202210729789.9A patent/CN115537880A/en active Pending
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