KR101673047B1 - 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법 - Google Patents

변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101673047B1
KR101673047B1 KR1020130086555A KR20130086555A KR101673047B1 KR 101673047 B1 KR101673047 B1 KR 101673047B1 KR 1020130086555 A KR1020130086555 A KR 1020130086555A KR 20130086555 A KR20130086555 A KR 20130086555A KR 101673047 B1 KR101673047 B1 KR 101673047B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating liquid
cylindrical rotating
coating
unit
spraying
Prior art date
Application number
KR1020130086555A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150011526A (ko
Inventor
오탁근
이종진
최광욱
허연혁
손부원
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020130086555A priority Critical patent/KR101673047B1/ko
Publication of KR20150011526A publication Critical patent/KR20150011526A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101673047B1 publication Critical patent/KR101673047B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/08—Spreading liquid or other fluent material by manipulating the work, e.g. tilting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1039—Recovery of excess liquid or other fluent material; Controlling means therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/002—Processes for applying liquids or other fluent materials the substrate being rotated
    • B05D1/005—Spin coating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

본 출원은 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀코팅 장치의 스핀 주체를 변형하여 코팅층이 균일하고, 층별 상이한 특성을 지닌 다층코팅(multi-layer coating)을 빠르고 간편하게 제공하는 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법에 관한 것이다.

Description

변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법{MODIFIED SPIN COATING APPARATUS AND SPIN COATING METHOD USING THE SAME}
본 출원은 변형된 스핀코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀코팅 장치의 스핀 주체를 변형하여 균일하고, 층별 상이한 특성을 지닌 다층코팅(multi-layer coating)을 빠르고 간편하게 제공하는 스핀코팅 장치에 관한 것이다.
층을 형성하는 방법에는 테이프 캐스팅(Tape Casting)법, 딥 코팅(Dip Coating)법, 스프레이 코팅(Spray Coating)법, 스핀 코팅(Spin Coating)법 등 다양한 방법이 있다.
이 중 스핀코팅 방법은 평면 기판에 균일한 코팅 층을 형성하는데 사용하는 방법이다. 저속으로 회전 또는 회전하지 않는 기판의 중앙에 소량의 코팅 재료를 떨어뜨린 다음 기판을 고속 회전하여 원심력에 의해 코팅 재료가 가장자리까지 퍼져 나가면서 막이 코팅되는 방법이다. 막의 두께는 코팅 재료의 점도와 회전 기판의 각속도에 의해 결정되고, 일반적으로 소량의 코팅재료로 박 막을 형성할 수 있다. 이에 따라, 수십 년 동안 박막필름에는 스핀코팅이 사용되어 왔고, 특히 전자 제품 소자 및 연료전지 셀의 제조에 많이 사용되어 왔다.
스프레이 코팅 방법은 코팅 물질을 스프레이 방식으로 분사하여 코팅하는 방식이다. 스프레이는 적은 양을 분사해도 넓은 면적으로 분사되기 때문에, 이 또한 박막을 형성하는 방법으로 많이 사용되어 왔다.
그러나, 스핀코팅 방법은 원심력에 의하여 코팅 재료의 밀도차이에 의한 쏠림현상으로 인해 바깥쪽 두께가 중심부의 두께보다 두꺼워지고, 코팅 재료의 입자크기가 상이할 경우 입자가 균일하게 코팅층 내에 분산되지 않는 문제점이 있다. 또한, 슬러리를 이용한 스프레이 코팅 방법의 경우, 코팅 재료의 뭉침 현상 등의 문제점이 있다.
이에 따라, 균일한 층을 코팅하기 위한 연구가 계속되고 있다.
대한민국 특허공개공보 제2002-0046019호
기존 코팅 방법의 문제점을 해결하여, 코팅되는 도포액의 입자 및 두께가 균일한 층을 형성함과 동시에 층별 상이한 특성을 지니는 다층코팅을 빠르고 간편하게 수행하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 출원은 내측면부 및 외측면부를 포함하는 원통형 회전부로서, 상기 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전할 수 있도록 구비된 원통형 회전부; 및 상기 원통형 회전부의 내측면부로 도포액을 분사하는 도포액 공급부를 포함하는 스핀코팅 장치를 제공한다.
또한, 내측면부와 외측면부를 포함하는 원통형 회전부의 내측면부에 코팅될 기판을 준비하는 단계; 상기 원통형 회전부의 내측면부로 도포액을 분사하는 도포액 공급부에 도포액을 주입하는 단계; 및 상기 도포액 공급부로부터 도포액의 분사와 동시에 상기 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전하는 단계를 포함하는 스핀코팅 방법을 제공한다.
또한, 상기 스핀코팅 방법을 이용한 연료전지 셀의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 변형된 스핀코팅 장치는 코팅되는 도포액의 입자 및 두께가 균일한 층을 형성하고, 두께 조절에 용이하며, 층별 상이한 특성을 지니는 다층코팅을 빠르고 간편하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 스핀코팅 장치의 측면도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 스핀코팅 장치의 개략도이다.
도 3는 본 출원의 일 실시예에 따른 스핀코팅 장치의 상면도 및 연료전지 셀의 다층코팅된 필름의 확대도이다.
본 출원은 내측면부 및 외측면부를 포함하는 원통형 회전부로서, 상기 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전할 수 있도록 구비된 원통형 회전부; 및 상기 원통형 회전부의 내측면부로 도포액을 분사하는 도포액 공급부를 포함하는 스핀코팅 장치를 제공한다.
본 출원에 따른 스핀코팅 장치는 종래의 스핀코팅 장치에서 지면과 수평한 방향으로 위치한 기판이 회전하는 것과 달리, 지면과 수직한 방향으로 중심부를 두고 있는 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전하는 것을 특징으로 한다.
상기 원통형 회전부의 "내측면부"는 원통형 회전부의 원주면의 안쪽 부분, 즉 내부 벽면을 의미한다. 상기 원통형 회전부의 "외측면부"는 원통형 회전부의 원주면의 바깥쪽 부분, 즉 바깥 벽면을 의미한다. 상기 "내부 중심"은 원통형 회전부의 원의 중심을 의미한다.
바람직하게는, 상기 원통형 회전부의 내측면부 및 외측면부가 일체형으로 회전할 수 있다.
상기 원통형 회전부는 내측면부 및 외측면부를 포함하는 원주면(둘레)만 존재할 수 있고, 하면(아래쪽 바닥)이 존재하여 보울형일 수 있다. 원통형 회전부의 원주면만 존재할 경우, 원통형 회전부의 내측면부, 외측면부 또는 그 사이에 소형 구동모터가 추가적으로 구비될 수 있고, 바람직하게는 톱니 나사방식의 소형 구동모터 일 수 있다. 원통형 회전부가 보울형일 경우, 보울의 하단부 중심에 구동축이 구비될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
종래와 같이 지면과 수평한 방향으로 위치한 기판이 회전하는 경우, 원심력에 의하여 코팅될 기판의 바깥쪽의 두께가 중심부의 두께보다 두꺼워지는 문제점이 있으나, 본 출원과 같이 지면과 수직한 방향으로 중심부를 두고 있는 원통형 회전부의 내측면부에 코팅될 기판을 준비하고 상기 원통형 회전부의 내측면부가 회전하는 경우 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
상기 도포액 공급부는 도포액이 주입되는 도포액 주입부 및 도포액을 분사하는 도포액 분사부를 포함할 수 있다.
상기 도포액 공급부에서 공급되는 도포액은 원통형 회전부의 내부에서 원통형 회전부 내측면부의 방향으로 공급되는 것이 바람직하다.
상기 도포액 공급부는 원통형 회전부의 내부 중심축 또는 원통형 회전부 중심에서 반경 이내에 적어도 하나가 구비될 수 있다. 상기 도포액의 공급부가 구비되는 위치 및 개수에 따라 도포액의 분사간격 및 분사량을 조절할 수 있다. 또한, 상기 도포액 공급부는 상하구동할 수 있고 회전 및 전후좌우 측면이동이 가능할 수 있다.
상기 도포액 공급부 내에서 상기 도포액 주입부와 상기 도포액 분사부가 구비되는 위치는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도포액 주입부가 상측에 도포액 분사부가 하측에 구비될 수 있고, 반대로 도포액 분사부가 상측에 도포액 주입부가 하측에 구비될 수 있다.
상기 도포액 주입부로 스핀코팅할 도포액을 주입할 수 있다.
상기 도포액 분사부는 스프레이 타입인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 도포액이 스프레이 타입으로 분사되면, 입자가 넓은 면적으로 분사되어 적은 양의 도포액으로 균일하고 얇은 층을 형성할 수 있다.
상기 도포액 분사부는 하나의 도포액 공급부에 대하여 적어도 하나가 구비될 수 있다. 상기 도포액 분사부가 둘 이상이면, 도포액이 분사되는 방향과 도포액을 분사하는 양을 조절하는 데 용이할 수 있다.
상기 도포액 공급부와 상기 도포액 분사부의 위치, 개수 및 이동을 조절하여 코팅할 면적과 코팅 두께를 조절할 수 있다.
상기 스핀코팅 장치는 도포액 공급부로부터 원통형 회전부 내측면부로 분사된 도포액이 중력에 의해 흘러내리는 것을 방지하기 위하여, 상기 도포액 공급부로부터 상기 원통형 회전부 내측면부에 분사된 도포액을 건조하는 히팅부를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 히팅부는 원통형 회전부에 구비된 열선을 포함할 수 있다. 상기 히팅부는 원통형 회전부의 외측면부에 구비될 수 있고, 원통형 회전부의 외측면부와 내측면부의 사이에 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 원통형 회전부 내측면부에 코팅될 기판을 고정하기 위해 기판 고정틀이 존재할 수 있다. 예를 들면 꺽쇠일 수 있다.
또한, 본 출원은 내측면부와 외측면부를 포함하는 원통형 회전부의 내측면부에 코팅될 기판을 준비하는 단계; 상기 원통형 회전부의 내측면부로 도포액을 분사하는 도포액 공급부에 도포액을 주입하는 단계; 및 상기 도포액 공급부로부터 도포액의 분사와 동시에 상기 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전하는 단계를 포함하는 스핀코팅 방법을 제공한다.
상기 코팅될 기판은 원통형 회전부 내측면부에 구비되므로, 유연한 특성을 가진 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 코팅될 기판은 플라스틱기판, 유리기판, 금속기판 등을 포함하는 군에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 필름형 플라스틱 기판이 사용될 수 있다.
상기 스핀코팅 방법은 분사된 도포액을 건조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 도포액을 건조하는 단계는 도포액 공급부로부터 상기 원통형 회전부 내측면부에 준비된 코팅될 기판으로 도포액이 분사되기 전에 원통형 회전부의 내부의 온도를 높임으로써 수행되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 상기 원통형 회전부에 구비된 열선에 의해 원통형 회전부의 내측면부를 가열함으로써 수행될 수 있다.
상기 원통형 회전부의 내측면부가 가열됨으로써, 도포액이 상기 원통형 회전부의 내측면부에 준비된 코팅될 기판으로 분사되었을 때 도포액이 중력에 의해 흘러내리지 않고 건조될 수 있다.
상기 도포액의 형태는 액체, 슬러리, 에멀젼 및 콜로이드로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 도포액은 바인더와 분산제를 포함할 수 있으며, 상기 바인더와 분산제의 입자가 고르게 분산된 슬러리를 사용할 수 있다.
또한, 막의 두께를 조절하기 위하여 도포액의 점도, 양 등을 조절할 수 있다.
상기 도포액 공급부는 도포액 주입부 및 하나의 도포액 공급부에 대하여 적어도 하나의 도포액 분사부를 포함할 수 있다.
또한, 도포액을 상기 도포액 주입부로 주입하면 도포액 분사부에 의하여 스프레이 타입으로 분사될 수 있다. 도포액이 스프레이 타입으로 분사되면, 입자가 넓은 면적으로 분사되어 적은 양의 도포액으로 얇은 층을 형성할 수 있다.
상기 도포액 공급부는 상기 원통형 회전부 내부에 적어도 하나가 구비될 수 있다.
상기 도포액 공급부가 둘 이상일 때, 상기 도포액 공급부에 주입되는 도포액은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
예를 들어, 상이한 특성을 가진 도포액을 기판에 다층으로 형성하고자 한다면, 상이한 도포액을 서로 다른 도포액 공급부에 주입하여 분사시킴으로써 각 층마다 상이한 특성을 가진 다층코팅이 가능하다. 이 때, 분사되는 순서는 필요에 따라 조절할 수 있다.
입자의 크기가 균일한 코팅층을 형성하기 위해서는, 하나의 도포액 공급부에는 동일한 크기의 입자를 가진 도포액이 주입되는 것이 바람직하다. 동일한 도포액 공급부에 상이한 크기의 입자를 포함하는 도포액을 주입하여 분사시킬 경우, 원심력과 밀도차이에 의해서 불균일한 코팅층을 형성할 수 있다.
전술한 바와 같은 스핀코팅 방법을 이용하여 연료전지 셀의 전해질 층, AFL(Anode Functional Layer) 및 ASL(Anode Support Layer)을 제조할 수 있다.
연료전지 셀은 공기극, 전해질 층, AFL(Anode Functional Layer) 및 ASL(Anode Support Layer)을 포함할 수 있다. 이 중 ASL(Anode Support Layer)은 기공전구체 및 연료극 지지체 물질의 혼합물의 스핀코팅으로 형성될 수 있다. 기공전구체 물질로는 카본블랙, 그라파이트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등이 사용되는데, 상기 기공전구체 물질과 연료극 지지체 물질의 밀도차이에 의하여 스핀코팅시 원심력에 의한 상분리가 발생할 수 있다. 이에 따라 ASL(Anode Support Layer)은 종래 스핀코팅 기술로 코팅하는 데 어려움이 있었다. 그러나 본 출원에 따른 스핀코팅 방법을 이용하여 연료전지 셀의 ASL(Anode Support Layer)를 코팅하는 것이 가능하다.
이하, 본 출원에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 출원의 범위가 이에만 한정되는 것은 아니다.
특히 후술하는 상세한 설명은 여러 종류의 기판 중 연료전지 셀의 ASL(Anode Support Layer)을 도포하는 스핀코팅의 예를 들었다.
도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 스핀코팅 장치의 측면도이다.
도 2는 본 출원의 일 실시예에 따른 스핀코팅 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 본 출원의 일 실시예에 따른 스핀코팅 장치는 내측면부 및 외측면부를 포함하는 원통형 회전부(1); 및 도포액 공급부(4) 를 포함하여 이루어진다.
본 실시예에 따른 원통형 회전부(1)는 하면이 존재하는 보울형이다. 상기 원통형 회전부(1)는 지면과 수직한 내부 중심 축을 기준으로 회전할 수 있고, 상기 원통형 회전부(1)의 내측면부 및 외측면부가 일체형으로 회전할 수 있다.
종래와 같이 지면과 수평한 방향으로 위치한 기판이 회전하는 경우, 원심력에 의하여 코팅될 기판의 바깥쪽의 두께가 중심부의 두께보다 두꺼워지는 문제점이 있으나, 본 실시예와 같이 지면과 수직한 방향으로 중심부를 두고 있는 원통형 회전부(1)의 내측면부에 코팅될 기판(6)을 준비하고 상기 원통형 회전부(1)의 내측면부가 회전하는 경우 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
상기 도포액 공급부(4)는 도포액 주입부(2) 및 도포액 분사부(3)로 이루어진다.
본 실시예에 따른 도포액 공급부(4)는 위에서 아래로 구비되고, 상기 도포액 공급부(4)는 상하구동, 전후좌우 측면이동 및 회전이 가능하다. 본 실시예에 따른 스핀코팅장치는 하나의 도포액 공급부(4)가 구비되어 있으나, 다른 일 실시예에 따른 스핀코팅 장치는 스핀코팅의 면적 및 두께를 조절하기 위하여 도포액 공급부(4)의 위치와 개수를 조절할 수 있다.
상기 도포액 주입부(2)로 스핀코팅할 도포액을 주입할 수 있다.
상기 도포액 분사부(3)는 상기 원통형 회전부(1)의 내측면부의 방향으로 구비되는 것이 바람직하다. 본 실시예는 스프레이 타입의 도포액 분사부(3)를 제공한다.
상기 도포액 분사부(3)는 하나의 도포액 공급부(4)에 대하여 적어도 하나가 구비될 수 있다. 상기 도포액 분사부(3)가 둘 이상이면, 도포액이 분사되는 방향과 도포액을 분사하는 양을 조절하는 데 용이할 수 있다.
상기 원통형 회전부(1)의 내측면부에는 코팅될 기판(6)을 고정할 수 있는 기판 고정틀(7)이 구비될 수 있다. 본 실시예에는 상기 기판 고정틀(7)을 꺽쇠로 사용하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에 따른 스핀코팅 장치에는 분사된 도포액을 건조하기 위해 원통형 회전부(1)의 외측면부에 히팅부(5)가 구비된다. 본 출원의 다른 실시예에는 상기 히팅부(5)가 원통형 회전부(1)의 내측면부와 외측면부의 사이에 구비될 수 있다.
상기 히팅부(5)는 도포액 분사부(3)로부터 원통형 회전부 내측면부에 고정된 코팅될 기판(6)로 분사된 도포액이 중력에 의해 흘러내리는 것을 방지하고, 분사된 도포액을 건조할 수 있다.
본 출원의 다른 실시예에는 히팅부(5) 및 기판 고정틀(7)이 제외될 수 있다.
또한, 상기 원통형 회전부(1) 하단부 중심에 구동축이 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 스핀코팅 방법을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
연료전지 셀을 제작 시 층을 코팅하는 방법으로 스핀코팅 방법이 주로 사용된다. 일반적으로, 스핀코팅 방법은 지면과 수평하게 구비되어 회전하는 기판에 셀을 준비하고 슬러리를 떨어뜨린 후 슬러리가 원심력에 의해 확산되면서 셀 상에 층을 형성하며 도포되는 것을 의미한다. 그러나 이 경우, 원심력에 의해 도포되는 도포액의 쏠림현상이 발생하고, 중심부와 가장자리의 두께가 불균일하게 코팅되는 문제점이 발생한다. 또한 이와 같은 방법으로는 주로 전해질 층 또는 AFL(Anode Functional Layer)의 도포만 가능할 뿐, ASL(Anode Support Layer)의 형성은 쉽지 않다.
본 출원은 지면과 수평하게 구비된 회전 기판을 사용하는 것이 아니라 지면과 수직한 방향으로 중심부를 두고 있는 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전함으로써, 도포액의 쏠림현상이나 불균일한 코팅층이 형성되는 것을 막을 수 있고, 두께 조절에 용이하며, 또한 다층코팅이 동시에 가능하게 된다.
이하, 본 출원에 따른 스핀코팅 방법에 의한 연료전지 셀 층의 코팅 예를 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조한 일 실시예에 따르면, 본 출원에 따른 스핀코팅 장치의 원통형 회전부(1)의 내측면부에 코팅될 기판(6)을 위치시키고, 도포액 공급부(4)에 슬러리를 주입한다. 이후 내측면부를 가열하기 위해 원통형 회전부(1)에 존재하는 히팅부(5)를 통해 온도를 상승시킨다. 온도가 상승된 후, 상기 원통형 회전부(1)를 회전시키며 회전속도를 일정하게 조절함과 동시에 원통형 회전부(1)의 내부 중심에 위치한 스프레이타입의 도포액 분사부(3)를 통해 원통형 회전부(1)의 내측면부에 준비된 코팅될 기판(6)에 슬러리를 분사시켜 준다. 이때, 분사량과 분사간격을 조절하여 기판 상에 슬러리 코팅 조건을 변화시킬 수 있다. 도포액 공급부(4)로부터 슬러리가 원통형 회전부(1)의 내측면부로 분사된 후 중력에 의한 흘러내림 없이 열에 의해 건조가 일어나게 되어 균일한 두께의 층을 형성할 수 있으며, 두께 조절에도 용이하다.
상기 도포액 공급부(4)는 둘 이상 설치될 수 있다. 하나의 도포액 공급부(4)에는 동일한 종류의 슬러리가 주입되나, 서로 다른 도포액 공급부(4)에는 상기 도포액 공급부(4)에 주입된 슬러리와 동일하거나 상이한 종류의 슬러리가 주입될 수 있다. 즉, 상기 도포액 공급부(4)를 둘 이상 설치하여, 상이한 특성을 가진 층을 다층구조로 형성할 수 있다. 이 때, 분사되는 순서는 필요에 따라 조절할 수 있다.
예를 들어, 연료전지 셀의 ASL(Anode Support Layer)을 상이한 기공층을 가지도록 코팅을 하고자 한다면, 상이한 크기를 가진 기공전구체(Pore Former)를 포함하는 도포액을 각각의 슬러리로 제조하여 서로 다른 도포액 공급부에 주입하고 시간차를 두어 분사하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 층마다 상이한 기공을 가진 다층코팅이 가능하다.
종래의 기술에 따른 방법으로 스핀코팅하는 경우, 다른 기공전구체의 밀도차에 의해서 입자 크기에 따라서 불균일한 코팅층을 형성하는 문제점이 있다. 그러나 본 출원의 스핀코팅 방법에 따르면 균일하게 입자를 코팅할 수 있다. 즉, 상이한 크기의 입자가 각 층에 균일하게 코팅되는 다층코팅이 가능하다.
즉, a크기의 기공전구체를 포함하는 슬러리를 제조하여 제1 도포액 공급부에 주입한다. 도포액을 건조하기 위하여 이를 분사와 동시에 원통형 회전부를 회전하면, a크기의 기공을 가진 층을 코팅할 수 있다. a크기의 기공을 가진 코팅 층 상에, b크기의 기공전구체를 포함하는 슬러리를 제조하여 제2 도포액 공급부에 주입하고 분사하면 상기와 같은 방식으로 b크기의 기공을 가진 층을 코팅할 수 있다. 이 후 다른 층도 이와 같은 방식으로 제작할 수 있다. 이에 따라 다른 특성을 가지는 다층코팅을 빠르고 간편하게 실시할 수 있다.
다층코팅의 제조시, 슬러리 상태에서 각 층을 적층하게 되므로, 층간 계면 접합성이 우수하고, 이에 따라 넓은 면적의 막을 형성에 용이할 수 있다.
1: 원통형 회전부
2: 도포액 주입부
3: 도포액 분사부
4: 도포액 공급부
5: 히팅부
6: 코팅될 기판
7: 기판 고정틀

Claims (14)

  1. 내측면부 및 외측면부를 포함하는 원통형 회전부로서, 상기 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전할 수 있도록 구비된 원통형 회전부;
    상기 원통형 회전부의 내측면부로 도포액을 분사하는 2 이상의 도포액 공급부; 및
    상기 원통형 회전부의 외측면부 또는 외측면부와 내측면부의 사이에 구비된 열선을 포함하며,
    상기 2 이상의 도포액 공급부는 서로 상이한 도포액이 주입되는 것인 다층구조의 연료전지 셀용 스핀코팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포액 공급부는 도포액이 주입되는 도포액 주입부 및 도포액을 분사하는 도포액 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 연료전지 셀용 스핀코팅 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 도포액 분사부는 스프레이 타입인 것을 특징으로 하는 다층구조의 연료전지 셀용 스핀코팅 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    하나의 도포액 공급부에 대하여 적어도 하나의 도포액 분사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 다층구조의 연료전지 셀용 스핀코팅 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포액 공급부는 상기 원통형 회전부 내부 중심축 또는 원통형 회전부 중심축에서 반경 이내에 2 이상이 구비되는 것을 특징으로 하는 다층구조의 연료전지 셀용 스핀코팅 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 내측면부와 외측면부를 포함하는 원통형 회전부의 내측면부에 코팅될 기판을 준비하는 단계;
    상기 원통형 회전부의 내측면부로 도포액을 분사하는 2 이상의 도포액 공급부에 서로 상이한 도포액을 주입하는 단계;
    상기 2 이상의 도포액 공급부로부터 서로 상이한 도포액을 순서대로 분사와 동시에 상기 원통형 회전부의 내측면부가 내부 중심을 축으로 하여 회전하는 단계; 및
    분사된 도포액을 건조하는 단계를 포함하는 다층구조의 연료전지 셀의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 도포액을 건조하는 단계는 상기 원통형 회전부의 외측면부 또는 외측면부와 내측면부 사이에 구비된 열선에 의해 원통형 회전부의 내측면부를 가열함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 다층구조의 연료전지 셀의 제조방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 도포액의 상태는 액체, 슬러리, 에멀젼 및 콜로이드로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 다층구조의 연료전지 셀의 제조방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 도포액 공급부는 도포액 주입부 및 하나의 도포액 공급부에 대하여 적어도 하나의 도포액 분사부를 포함하고, 도포액을 도포액 주입부로 주입하면 도포액 분사부에 의하여 스프레이 타입으로 분사되는 것을 특징으로 하는 다층구조의 연료전지 셀의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020130086555A 2013-07-23 2013-07-23 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법 KR101673047B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130086555A KR101673047B1 (ko) 2013-07-23 2013-07-23 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130086555A KR101673047B1 (ko) 2013-07-23 2013-07-23 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150011526A KR20150011526A (ko) 2015-02-02
KR101673047B1 true KR101673047B1 (ko) 2016-11-04

Family

ID=52487905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130086555A KR101673047B1 (ko) 2013-07-23 2013-07-23 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101673047B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101791745B1 (ko) * 2015-10-15 2017-11-20 서강대학교산학협력단 광결정체의 제조방법 및 이에 사용되는 장치
EP3502346A1 (en) * 2017-12-19 2019-06-26 Centre National De La Recherche Scientifique Tumbling-enhanced process for preparing assembled films on woven and non-woven textiles, tissues, or permeable soft objects

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6254922A (ja) * 1985-09-03 1987-03-10 Mitsubishi Electric Corp レジスト塗布装置
JPH02133917A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Fujitsu Ltd レジストの塗布方法及びレジスト塗布装置
JP2835248B2 (ja) * 1992-07-24 1998-12-14 株式会社東芝 加熱調理器
KR100654955B1 (ko) 2000-12-12 2006-12-07 현대엘씨디주식회사 저온 스핀코터
KR100466391B1 (ko) * 2001-05-30 2005-01-13 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 스핀코팅을 이용한 액정표시장치의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150011526A (ko) 2015-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112313012A (zh) 厚度限制式电喷雾沉积
JP2017507227A (ja) 多層研磨粒子の製造方法
CN108448775A (zh) 用于电系统的电绝缘热传导涂层及其沉积方法
KR101673047B1 (ko) 변형된 스핀코팅 장치 및 이를 이용한 스핀코팅 방법
CN104952704B (zh) 涂层的形成方法
CN107180744A (zh) 一种基于溶液法的薄膜制备方法及薄膜
US6716285B1 (en) Spin coating of substrate with chemical
Velásquez et al. Reaching highly uniform perovskite ink flow from a slot‐die head toward printed solar cells
KR101412948B1 (ko) 회전체를 이용한 기판의 코팅장치 및 코팅방법
CN110888302A (zh) 扫描式光刻胶涂布系统及方法
CN114230828A (zh) 一种双面抗静电pe保护膜及其制备方法
JP2013244472A (ja) 回転体の製造装置及び回転体の製造方法
KR100508454B1 (ko) 3차원 형상에 균일한 코팅을 위한 분무코팅 장치 및 방법
JPH03193161A (ja) 円筒状塗布体の製造方法
KR102086431B1 (ko) 투명유연전극의 제조장치 및 제조방법
CN104576890A (zh) 在led芯片上形成荧光层的方法
CN110451494A (zh) 一种卷对卷连续转移石墨烯的装置
JPH0330874A (ja) 平面デイスプレー用ベースプレートの薄層塗布方法および装置
JP2021084064A (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JP2569600B2 (ja) 円筒状基体塗布装置および円筒状基体塗布方法
JP2004130280A (ja) 薄膜形成装置、薄膜形成方法及び薄膜形成体
TWI755286B (zh) 塗佈方法
JP4556550B2 (ja) 基板への成膜材の塗布方法、基板被膜装置、及び成膜材の塗布プログラム
JP5564975B2 (ja) 塗膜形成方法、および塗膜積層体の製造方法
CN108816673A (zh) 一种增加冷冻区段以提高涂布均匀性的热熔胶涂布机

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191016

Year of fee payment: 4