KR102635027B1 - 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에서 개시하는 기술은 고체 상태의 코팅 조성물을 금속 표면에 코팅하는 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치에 관한 것으로, 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 방법은 코팅 대상물을 준비하는 준비과정과 고체 코팅 조성물을 용융하는 액화과정, 상기 대상물을 회전시켜 상기 코팅 조성물이 상기 대상물 표면을 따라서 코팅되도록 하는 스핀 코팅 과정을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 기술은 초발수 스핀코팅 방법의 실시를 위한 초발수 스핀코팅 장치는 코팅 대상물을 안착하는 고정부와 상기 대상물 표면에 위치하는 고체 코팅 조성물을 용융하는 용융부 및 상기 고정부를 회전시키는 구동부를 포함한다.
일실시 예에서 설명된 초발수 스핀코팅 방법은 액화과정를 통해서 용매 또는 첨가재를 포함하지 않는 순수 조성물을 용융시켜 스핀 코팅과정를 통한 대상물 표면에 초발수 코팅층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기에서 설명된 초발수 스핀코팅 방법은 액화과정을 통해서 조성물을 직접 용융시키는 바, 초발수 코팅을 위해서 필요한 조성물의 겔 또는 액화상태를 위한 용매 또는 첨가재의 사용 및 그 용매 또는 첨가재를 제거하기위한 부수적인 공정이 필요치 않는 효과가 있다.
일실시 예에서 설명된 초발수 스핀코팅 장치는 용융부를 통해서 용매 또는 첨가재를 포함하지 않는 순수 조성물을 용융시켜 구동부를 통한 회전력으로 대상물 표면에 초발수 코팅층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기에서 설명된 초발수 스핀코팅 장치는 용융부를 통해서 조성물을 직접 용융시키는 바, 초발수 코팅을 위해서 필요한 조성물의 겔 또는 액화상태를 위한 용매 또는 첨가재의 사용 및 그 용매 또는 첨가재를 제거하기위한 부수적인 공정이 필요치 않는 효과가 있다.
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Description
본 명세서에서 개시하는 기술은 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치에 관한 것으로 상세하게는 고체 상태의 코팅 조성물을 금속 표면에 코팅하는 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치에 관한 것이다.
종래의 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0066590호(2016.06.13. 공개, "초발수성 금속 구조물의 제조 방법")에는 상기 초발수성 금속 구조물의 제조 방법은, 금속 구조물을 준비하는 단계, 상기 금속 구조물의 표면에 제1 선폭을 갖는 제1 패턴을 형성하는 단계, 및 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 상기 제1 선폭(line width)보다 좁은 제2 선폭을 갖는 제2 패턴, 및 상기 제2 패턴을 덮는(cover) 코팅 층을 동일한 공정에서 형성하는 단계를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
상기 제2 패턴 및 상기 코팅층을 형성하는 단계는, 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물에 산성 용액 및 발수 코팅제를 제공하고상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제를 상기 금속 구조물에 제공하는 단계는 상기 산성용액 및 상기 발수 코팅제를 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계, 및 상기 혼합 용액을 상기 금속 구조물에 제공하는 단계를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
상기 혼합 용액을 상기 금속 구조물에 제공하는 단계는, 상기 금속 구조물을 상기 혼합용액에 침지하고, 상기 산성 용액 및 상기 발수 코팅제는, 동시에 상기 금속 구조물에 제공되며, 상기 제1 패턴을 형성하는 단계는 상기 금속 구조물 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계 및 상기 마스크 패턴을 마스크로 이용하여, 상기 금속 구조물을 식각하는 단계를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
상기 금속 구조물은, 전기화학식각 공정으로 식각되고, 상기 코팅층은 상기 제2 패턴을 콘포말하게(conformally) 덮으며, 상기 제1 패턴을 갖는 상기 금속 구조물의 상기 표면에 자연 산화막이 생성되고, 상기 자연 산화막은, 상기 산성 용액에 의해 제거되는 것을 포함하는 기술이 개시되어 있다.
상기 금속 구조물은, 스테인리스 스틸(stainless steel), Fe 및 Ni 합금, 니켈, 탄소강, 티타늄, 또는 알루미늄 중에서 적어도 어느 하나이고, 상기 산성 용액은, HCl, HF, H3PO4, 또는 HNO3 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
종래의 대한민국 등록특허공보 제10-1994666호(2019.09.30. 공고, "선택적 식각 공정을 이용하여 제조된 초발수 구조체, 및 그 제조 방법")에는 유기 수지 내에 나노 입자가 분산된 코팅층을 기판상에 제조하되, 상기 코팅층의 표면은 상기 유기 수지로 제공되는 제1 영역, 및 상기 나노 입자로 제공되는 제2영역을 포함하는 단계, 상기 코팅층의 상기 제1 영역의 적어도 일부를 선택적으로(selectively) 식각하는 단계, 및 상기 나노 입자 상에 자기조립막을 형성하는 단계를 포함하는 기술이 개시되어 있다.
상기 나노 입자는 서로 응집되어, 클러스터(cluster)로 제공되고, 상기 클러스터는, 상기 유기 수지 내에 제공되는 제1 부분, 및 상기 유기 수지로부터 돌출된 제2 부분을 포함하고, 상기 기판 상에 상기 코팅층을 제조하는 단계는, 상기 유기 수지 및 상기 나노 입자를 준비하는 단계, 상기 유기 수지 및 상기 나노 입자를 혼합하여, 코팅 용액을 제조하는 단계, 및 상기 코팅 용액을 기판 상에 코팅하는 단계를 포함하며, 상기 기판 상에 상기 코팅층을 제조하는 단계는, 상기 유기 수지 및 상기 나노 입자를 준비하는 단계, 상기 유기 수지를 상기 기판 상에 코팅한 후, 상기 나노 입자를 상기 기판 상에 분사하여, 상기 코팅층을 형성하는 단계, 및 상기 코팅층을 경화시키는 단계를 포함하고, 상기 나노 입자는, 산화물 입자이고, 노출된 상기 나노 입자의 표면에 OH기가 생성되고, OH기에 의해 상기 나노 입자의 표면에 선택적으로 상기 자기조립막이 형성될 수 있는 기술이 개시되어 있다.
종래의 대한민국 등록특허공보 제10-1166152호(2012.07.18. 공고, "초발수 필름 시트 제조방법")에는 (a) 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer)의 표면을 클리닝하는 공정과 (b)실리콘 웨이퍼 상부에 스핀 코터(spin coater)를 이용하여 포토레지스트(photoresist: 감광제)(AZ4620)를 코팅하고, 오븐(oven)을 이용하여 소프트 베이킹(soft-baking)을 수행하는 공정, (c) 마스크 얼라이너(maskaligner)를 이용하여 상기 (b) 공정을 통해 제작된 구조물을 노광(expose)시키는 공정, (d) 포토레지스트 현상액(AZ400K)을 이용하여 현상(develop)하는 공정, (e) 상기 (d) 공정을 통해 제작된 구조물의 상부에 PDMS 몰딩(molding)을 수행하는 공정 및 (f) 아세톤을 이용하여 포토레지스트(AZ4620)를 제거함으로써, 그 끝단에 돌기를 가지는 초발수 필름 시트를 완성하는 공정을 포함하는 기술이 개시되어 있다.
종래에 개시된 기술들은 액상의 발수 조성물을 이용하여 통상의 스핀 코터(Spin Coater)장치를 통해서 발수 코팅이 진행되는 실정으로, 발수 조성물을 액상으로 유지하기 위한 별도의 용매가 필수적으로 사용되고 있고, 이를 이용한 발수 코팅방법에 용매를 제거하기 위한 별도의 공정을 추가적으로 실행되어야 하는 문제점이 있다.
이에, 본 명세서에서 개시하는 기술은 용매가 필요치 않는 순수 코팅 조성물만으로 초발수 코팅이 가능한 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
일실시 예에서, 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치가 개시(disclosure)된다.
본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 방법은 코팅 대상물(1)을 준비하는 준비과정(P100)과 고체 코팅 조성물(2)을 용융하는 액화과정(P200), 상기 대상물(1)을 회전시켜 상기 코팅 조성물(2)이 상기 대상물(1) 표면을 따라서 코팅되도록 하는 스핀 코팅 과정(P300)을 포함할 수 있다.
상기 액화과정(P200)은 상기 대상물(1) 표면에 상기 조성물(2) 분말을 공급하는 조성물 공급과정(P210) 및 상기 대상물(1)을 가열하여 상기 조성물(2)을 용융하는 대상 용융과정(P220)을 포함할 수 있다.
상기 보관 탱크(230)에 상기 조성물(2) 분말을 공급하는 조성물 공급과정(P210) 및 상기 보관 탱크(230)를 가열하여 상기 조성물(2)을 용융하는 대상 용융과정(P220)을 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물(2)은 라우르산(Laruic acid)인 것을 포함할 수 있다.
상기 대상물(1)의 표면에 복수개의 홈을 마련하여 상기 코팅 조성물(2)의 코팅 층에 단차가 형성되도록 하는 대상물 준비과정(P400)을 더 포함할 수 있다.
초발수 스핀코팅 방법의 실시를 위한 초발수 스핀코팅 장치는 코팅 대상물(1)을 안착하는 고정부(100)와 상기 대상물(1) 표면에 위치하는 고체 코팅 조성물(2)을 용융하는 용융부(200) 및 상기 고정부(100)를 회전시키는 구동부(300)를 포함한다.
상기 용융부(200)는 상기 고정부(100)와 구동부(300) 사이에 마련되되, 상기 구동부(300)에 의해서 회전하는 가열판(210) 및 상기 가열판(210)에 전력을 공급하는 비접촉 슬립링(220)을 포함할 수 있다.
상기 용융부(200)는 상기 고정부(100) 상부에 마련되되, 상기 코팅 조성물(2)을 보관하도록 마련된 보관 탱크(230)와 상기 보관 탱크(230)를 가열하여 상기 코팅 조성물(2)을 용융시키는 히터(240) 및 상기 보관 탱크(230)에 마련되어 용융된 코팅 조성물(2)을 선택적으로 배출하도록 마련된 공급밸브(250)를 포함할 수 있다.
일실시 예에서 설명된 초발수 스핀코팅 방법은 액화과정(P200)를 통해서 용매 또는 첨가재를 포함하지 않는 순수 조성물(2)을 용융시켜 스핀 코팅 과정(P300)를 통한 대상물(2) 표면에 초발수 코팅층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기에서 설명된 초발수 스핀코팅 방법은 액화과정(P200)을 통해서 조성물(2)을 직접 용융시키는 바, 초발수 코팅을 위해서 필요한 조성물(2)의 겔 또는 액화상태를 위한 용매 또는 첨가재의 사용 및 그 용매 또는 첨가재를 제거하기위한 부수적인 공정이 필요치 않는 효과가 있다.
일실시 예에서 설명된 초발수 스핀코팅 장치는 용융부(200)를 통해서 용매 또는 첨가재를 포함하지 않는 순수 조성물(2)을 용융시켜 구동부(300)를 통한 회전력으로 대상물(2) 표면에 초발수 코팅층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기에서 설명된 초발수 스핀코팅 장치는 용융부(200)를 통해서 조성물(2)을 직접 용융시키는 바, 초발수 코팅을 위해서 필요한 조성물(2)의 겔 또는 액화상태를 위한 용매 또는 첨가재의 사용 및 그 용매 또는 첨가재를 제거하기 위한 부수적인 공정이 필요치 않는 효과가 있다.
전술한 내용은 이후 보다 자세하게 기술되는 사항에 대해 간략화된 형태로 선택적인 개념만을 제공한다. 본 내용은 특허 청구 범위의 주요 특징 또는 필수적 특징을 한정하거나, 특허청구범위의 범위를 제한할 의도로 제공되는 것은 아니다.
도 1은 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 방법의 일실시 예를 도시한 플로우차트이다.
도 2는 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 3은 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 다른 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 또 다른 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 5는 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 방법의 다른 일실시 예를 도시한 플로우차트이다.
도 6은 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 장치의 일실시 예를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 명세서에서 개시하는 용융부의 다른 일례를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 명세서에서 개시하는 용융부의 또 다른 일례를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 3은 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 다른 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 4는 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 또 다른 일례를 도시한 플로우차트이다.
도 5는 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 방법의 다른 일실시 예를 도시한 플로우차트이다.
도 6은 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 장치의 일실시 예를 도시한 구성도이다.
도 7은 본 명세서에서 개시하는 용융부의 다른 일례를 도시한 구성도이다.
도 8은 본 명세서에서 개시하는 용융부의 또 다른 일례를 도시한 구성도이다.
이하, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하고 자 한다. 본문에서 달리 명시하지 않는 한, 도면의 유사한 참조번호들은 유사한 구성요소들을 나타낸다. 상세한 설명, 도면들 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막), 영역 및 형상을 명확하게 표현하기 위하여 구성요소의 폭, 길이, 두께 또는 형상 등은 과장되어 표현될 수도 있다.
일 구성요소가 다른 구성요소에 "마련"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 마련되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.
일 구성요소가 다른 구성요소에 "제공"이라고 언급되는 경우, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접 제공되는 경우는 물론, 이들 사이에 추가적인 구성요소가 개재되는 경우도 포함할 수 있다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석 될 수 없다.
본 명세서에서 첨부된 도면의 도 1은 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 방법의 일실시 예를 도시한 플로우차트이다. 도 2는 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 일례를 도시한 플로우차트이다. 도 3은 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 다른 일례를 도시한 플로우차트이다. 도 4는 본 명세서에서 개시하는 액화과정의 또 다른 일례를 도시한 플로우차트이다. 도 5는 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 방법의 다른 일실시 예를 도시한 플로우차트이다. 도 6은 본 명세서에서 개시하는 초발수 스핀코팅 장치의 일실시 예를 도시한 구성도이다. 도 7은 본 명세서에서 개시하는 용융부의 다른 일례를 도시한 구성도이다. 도 8은 본 명세서에서 개시하는 용융부의 또 다른 일례를 도시한 구성도이다.
상기 첨부된 도면을 참조한 일실시 예에 따른 초발수 스핀코팅 방법은 준비과정(P100)과 액화과정(P200), 스핀 코팅 과정(P300)을 포함할 수 있다.
상기 액화과정(P200)은 조성물 공급과정(P210) 및 대상 용융과정(P220)을 포함할 수 있다.
상기 액화과정(P200)은 조성물 공급과정(P210) 및 대상 용융과정(P220)을 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물(2)은 라우르산(Laruic acid)인 것을 포함할 수 있다.
상기 초발수 스핀코팅 방법에는 대상물 준비과정(P400)을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
초발수 스핀코팅 방법의 실시를 위한 초발수 스핀코팅 장치는 고정부(100)와 용융부(200) 및 구동부(300)를 포함한다.
상기 용융부(200)는 가열판(210) 및 비접촉 슬립링(220)을 포함할 수 있다.
상기 용융부(200)는 보관 탱크(230)와 히터(240) 및 공급밸브(250)를 포함할 수 있다.
이하 본 명세서에서 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1을 참조한 일실시 예에 따른 초발수 스핀코팅 방법은 크게 준비과정(P100)과 액화과정(P200), 스핀 코팅 과정(P300)을 포함할 수 있다.
준비과정(P100)은 코팅 대상물(1)을 준비하는 과정이다. 준비과정(P100) 통상의 알루미늄 또는 스테인리스 등의 금속으로 제작된 것을 사용한다. 코팅 대상물(1)을 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 고정부(100)에 위치시키는 것이다.
액화과정(P200)은 고체 코팅 조성물(2)을 용융하는 과정이다. 조성물(2)은 통상의 라우르산(Laruic acid)이다. 조성물(2)은 고체 상태의 순수 라우르산(Laruic acid) 분말로써, 별도의 용매 또는 첨가재가 포함되지 않은 것을 사용한다.
도 2를 참조한 일례로, 액화과정(P200)은 조성물 공급과정(P210) 및 대상 용융과정(P220)을 포함한다.
조성물 공급과정(P210)은 대상물(1) 표면에 조성물(2) 분말을 공급하는 과정이다. 조성물 공급과정(P210)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 보관 탱크(230)에 보관된 조성물(2)이 대상물(1) 상부의 표면에 분사되는 것이다.
대상 용융과정(P220)은 대상물(1)을 가열하여 조성물(2)을 용융하는 과정이다. 대상 용융과정(P220)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 가열판(210)이 동작하여 고정부(100)가 가열되고, 가열된 고정부(100)에 의해서 대상물(1)이 가열되어 대상물(1) 표면에 분사된 조성물(2) 분말이 용융된다. 대상물(1)은 100℃~180℃로 가열됨이 타당할 것이다. 고체 상태의 순수 라우르산(Laruic acid) 분말은 43.2℃에 용융되기 시작한다. 즉, 대상 용융과정(P220)은 용융된 조성물(2)이 대상물(1) 표면에 마련되도록 한다.
도 3을 참조한 다른 일례로, 액화과정(P200)은 조성물 공급과정(P210) 및 대상 용융과정(P220)을 포함한다.
조성물 공급과정(P210)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 보관 탱크(230)에 조성물(2) 분말을 공급하여 보관되도록 하는 과정이다.
대상 용융과정(P220)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 히터(240)가 동작하여 보관 탱크(230)를 가열하여 조성물(2)이 용융되도록 한다. 보관 탱크(230)는 100℃~180℃로 가열됨이 타당할 것이다. 고체 상태의 순수 라우르산(Laruic acid) 분말은 43.2℃에 용융되기 시작한다. 즉, 대상 용융과정(P220)은 보관 탱크(230) 내에서 용융된 조성물(2)이 보관되도록 하는 것이다.
상기 일례의 액화과정(P200)에는 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 공급밸브(250)를 통해서 용융된 조성물(2)을 대상물(1) 표면에 공급하는 과정을 포함함이 타당할 것이다.
도 4를 참조한 또 다른 일례로, 액화과정(P200)은 탱크 저장과정(P230)과 탱크 용융과정(P240) 및 대상 용융과정(P220)을 포함한다.
탱크 저장과정(P230)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 보관 탱크(230)에 조성물(2) 분말을 공급하여 보관되도록 하는 과정이다.
탱크 용융과정(P240)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 히터(240)가 동작하여 보관 탱크(230)를 가열하여 조성물(2)이 용융되도록 한다. 보관 탱크(230)는 100℃~180℃로 가열됨이 타당할 것이다. 고체 상태의 순수 라우르산(Laruic acid) 분말은 43.2℃에 용융되기 시작한다. 즉, 탱크 용융과정(P240)은 보관 탱크(230) 내에서 용융된 조성물(2)이 보관되도록 하는 것이다.
탱크 용융과정(P240)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 공급밸브(250)를 통해서 용융된 조성물(2)을 대상물(1) 표면에 공급하는 과정을 포함한다.
액화과정(P200)은 대상물(1)을 가열하여 조성물(2)을 다시한번 가열하는 대상 용융과정(P220)을 더 포함한다. 좀 더 상세히 설명하면, 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 용융부(200)의 가열판(210)이 동작하여 고정부(100)가 가열되고, 가열된 고정부(100)에 의해서 대상물(1)이 가열되어 대상물(1) 표면에 위치하는 용융된 조성물(2)이 2차적으로 용융된다.
상기 일례의 액화과정(P200)은 보관 탱크(230)안에서 용융된 조성물(2)이 대상물(10) 표면으로 공급되는 과정에서 경화된 일부 조성물(2)을 다시 용융하여 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 회전에 의해서 조성물(2)이 고르게 펴지도록 한다.
나아가, 상기에서 설명된 대상 용융과정(P220)은 가열판(210)이 간헐적으로 동작하여 고정부(100)의 온도가 30℃와 180℃의 온도로 변화되도록 하여, 대상물(1) 표면에 위치하는 용융된 조성물(2)이 용융과 경화가 반복되도록 하는 과정을 더 포함할 수 있다.
대상물(1) 표면에 위치하는 조성물(2)의 용융과 경화가 반복되는 것을 포함하는 대상 용융과정(P220)은 고온일 때에 대상물(1)의 표면과 접하는 조성물(2) 층의 하부가 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 회전에 의해서 용이하게 이동되어 펼쳐질 수 있도록 하고, 저온일때 조성물(2) 층의 상부 표면 및 조성물(2) 층의 일부가 경화되도록 한다. 즉, 대상물(1)의 온도 변화에 따라서 조성물(2)의 불안정한 용융상태가 유지된 상황에서 발열되는 대상물(1) 표면과 접하는 조성물(2)층의 하부가 용이하게 용융됨으로써, 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 회전에 의해서 조성물(2) 층의 하부가 고르게 펼쳐지는 과정에서 경화된 상부 쪽 일부 조성물이 불규칙 적으로 회전 또는 이동하여 조성물(2) 층의 표면이 고르지 않도록 구현할 수 있다.
스핀 코팅 과정(P300)은 대상물(1)을 회전시켜 코팅 조성물(2)이 대상물(1) 표면을 따라서 코팅되도록 하는 과정이다. 스핀 코팅 과정(P300)은 이하 설명될 초발수 스핀코팅 장치의 구동부(300)의 작동을 통해서 고정부(100)가 회전하여 대상물(1)이 회전되어 대상물(1) 표면에 용융된 상태로 존재하는 조성물(2)이 대상물(1)의 표면을 따라서 펼쳐져서 조성물(2) 층이 형성되도록 한다. 고정부(100)는 10초간 3000rpm으로 회전되도록 함이 타당할 것이다.
상기 일실시 예에서 설명된 초발수 스핀코팅 방법은 액화과정(P200)를 통해서 용매 또는 첨가재를 포함하지 않는 순수 조성물(2)을 용융시켜 스핀 코팅 과정(P300)를 통한 대상물(2) 표면에 초발수 코팅층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기에서 설명된 초발수 스핀코팅 방법은 액화과정(P200)을 통해서 조성물(2)을 직접 용융시키는 바, 초발수 코팅을 위해서 필요한 조성물(2)의 겔 또는 액화상태를 위한 용매 또는 첨가재의 사용 및 그 용매 또는 첨가재를 제거하기위한 부수적인 공정이 필요치 않는 효과가 있다.
도 5를 참조한 다른 일실시 예를 참조한 초발수 스핀코팅 방법은 대상물 준비과정(P400)을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
대상물 준비과정(P400)은 대상물(1)의 표면에 복수개의 홈을 마련하여 코팅 조성물(2)의 코팅 층에 단차가 형성되도록 하는 과정이다. 대상물 준비과정(P400)은 대상물(1)의 표면에 통상의 레이저 컷팅 등으로 특정한 패턴의 홈을 형성하는 과정이다. 대상물 준비과정(P400)은 대상물의 표면 거칠기를 향상하여 용융된 조성물(2) 층이 돌출과 함몰이 반복되는 형태로 코팅되도록 유도하면서 조성물(2)과 대상물(1)의 결합도를 증가시킨다. 대상물 준비과정(P400)은 준비과정(P100) 이전에 실시된다.
도 6을 참조한 일실시 예를 참조한 상기에서 설명한 초발수 스핀코팅 방법의 실시를 위한 초발수 스핀코팅 장치는 크게 고정부(100)와 용융부(200) 및 구동부(300)를 포함한다.
고정부(100)는 코팅 대상물(1)을 안착하도록 마련될 수 있다. 고정부(100)는 대상물(1)을 고정하도록 마련될 수 있다. 고정부(100)는 구동부(300)에 의해서 회전하되, 회전에 따라서 대상물(1)을 안정적으로 고정한다.
용융부(200)는 대상물(1) 표면에 위치하는 고체 코팅 조성물(2)을 용융하도록 마련될 수 있다. 용융부(200)는 고정부(100)에 대상물(1)이 고정된 이후에 동작한다.
일례로, 용융부(200)는 크게 가열판(210)과 비접촉 슬립링(220)을 포함할 수 있다.
가열판(210)은 고정부(100)와 구동부(300) 사이에 마련될 수 있다. 가열판(210)은 구동부(300)와 고정부(100)에 연결되어 연동한다. 가열판(210)은 구동부(300)에 의해서 회전한다. 가열판(210)은 통상의 전기히터 등으로 마련될 수 있다. 가열판(210)은 구동부(300)의 동작에 따라서 회전하면서 고정부(100)를 가열한다. 가열판(210)은 100℃~180℃로 가열될 수 있다.
비접촉 슬립링(220)은 통상의 슬립링(slip ring)으로써, 로터리 조인트, 로터리 커넥터 등으로도 불리는 전기/기계적 부품으로, 회전하는 장비에 전원 또는 신호라인을 공급할 때 사용되는 것이다. 비접촉 슬립링(220)은 가열판(210)에 전력을 공급한다.
상기 일례에서 설명된 용융부(200)는 대상물(1) 표면에 조성물(2) 분말이 공급된 이후에 작동한다. 즉, 가열판(210)이 고정부(100)를 100℃~180℃로 가열하여 고정부(100)에 고정된 대상물(1)이 고온으로 가열되는 것이다. 가열된 대상물(1)은 대상물(1) 표면에 공급된 조성물(2)을 용융시켜 스핀 코팅이 용이한 상태로 변화시킨다.
도 7을 참조한 다른 일례로, 용융부(200)는 보관 탱크(230)와 히터(240) 및 공급밸브(250)를 포함할 수 있다.
보관 탱크(230)는 고정부(100) 상부에 마련될 수 있다. 보관 탱크(230)는 코팅 조성물(2)을 보관하도록 마련된다. 보관 탱크(230)는 열전도가 가능한 금속 소재로 마련될 수 있다.
히터(240)는 보관 탱크(230)를 가열하도록 마련될 수 있다. 히터(240)는 통상의 전기히터로 마련될 수 있다. 히터(240)는 보관 탱크(230)를 가열하여 보관 탱크(230)에 보관된 코팅 조성물(2)을 용융 시킨다. 히터(240)는 100℃~180℃로 발열한다. 히터(240)는 보관 탱크(230)를 가열하여 보관 탱크(230)에 보관된 조성물(2) 분말을 용융 시킨다.
공급밸브(250)는 통상의 배관과 통상의 밸브로 마련될 수 있다. 공급밸브(250)는 한쪽은 보관 탱크(230)에 연결되어 다른 한쪽으로 용융된 코팅 조성물(2)을 선택적으로 배출하도록 마련된 것이다.
상기 일례에서 설명된 용융부(200)는 적어도 대상물(1)이 고정부(100)에 고정되기 전 또는 고정된 후에 작동한다. 즉, 히터(240)가 보관 탱크(230)를 100℃~180℃로 가열하여 조성물(2)을 용융시켜 스핀 코팅이 용이한 상태로 변화시킨다. 용융된 조성물(2)은 공급밸브(250)에 의해서 선택적으로 대상물(1) 표면에 공급된다.
도 8을 참조한 또 다른 일례로, 용융부(200)는 크게 가열판(210)과 비접촉 슬립링(220), 보관 탱크(230)와 히터(240) 및 공급밸브(250)를 포함할 수 있다.
가열판(210)은 고정부(100)와 구동부(300) 사이에 마련될 수 있다. 가열판(210)은 구동부(300)와 고정부(100)에 연결되어 연동한다. 가열판(210)은 구동부(300)에 의해서 회전한다. 가열판(210)은 통상의 전기히터 등으로 마련될 수 있다. 가열판(210)은 구동부(300)의 동작에 따라서 회전하면서 고정부(100)를 가열한다. 가열판(210)은 100℃~180℃로 가열될 수 있다.
비접촉 슬립링(220)은 통상의 슬립링(slip ring)으로써, 로터리 조인트, 로터리 커넥터 등으로도 불리는 전기/기계적 부품으로, 회전하는 장비에 전원 또는 신호라인을 공급할 때 사용되는 것이다. 비접촉 슬립링(220)은 가열판(210)에 전력을 공급한다.
보관 탱크(230)는 고정부(100) 상부에 마련될 수 있다. 보관 탱크(230)는 코팅 조성물(2)을 보관하도록 마련된다. 보관 탱크(230)는 열전도가 가능한 금속 소재로 마련될 수 있다.
히터(240)는 보관 탱크(230)를 가열하도록 마련될 수 있다. 히터(240)는 통상의 전기히터로 마련될 수 있다. 히터(240)는 보관 탱크(230)를 가열하여 보관 탱크(230)에 보관된 코팅 조성물(2)을 용융 시킨다. 히터(240)는 100℃~180℃로 발열한다. 히터(240)는 보관 탱크(230)를 가열하여 보관 탱크(230)에 보관된 조성물(2) 분말을 융융 시킨다.
공급밸브(250)는 통상의 배관과 통상의 밸브로 마련될 수 있다. 공급밸브(250)는 한쪽은 보관 탱크(230)에 연결되어 다른 한쪽으로 용융된 코팅 조성물(2)을 선택적으로 배출하도록 마련된 것이다.
상기 일례에서 설명된 용융부(200)는 적어도 대상물(1)이 고정부(100)에 고정되기 전 또는 고정된 후에 작동한다. 히터(240)가 보관 탱크(230)를 100℃~180℃로 가열하여 조성물(2)을 1차 용융시켜 스핀 코팅이 용이한 상태로 변화시킨다. 용융된 조성물(2)은 공급밸브(250)에 의해서 선택적으로 대상물(1) 표면에 공급된다. 대상물(1) 표면에 공급된 용융된 조성물(2)은 가열판(210)에 의해서 가열된 고정부(100) 및 대상물(1)에 의해서 2차 용융된다. 용융부(200)는 보관 탱크(230)에서 배출된 용융된 조성물(2)이 대상물(1)로 공급되는 과정에서 일부 경화된 부분을 2차 용융을 통해서 대상물(1)과 접한 조성물(2)의 하부를 완전 용융 시킨다. 결국 조성물(2) 층의 하부는 용융상태가 되고 상부는 불규칙한 용융상태가 되는 것이다.
구동부(300)는 통상의 모터로 마련될 수 있다. 구동부(300)는 고정부(100)를 회전시킨다. 구동부(300)는 고정부(100)에 고정된 대상물(1)이 회전되도록 하여, 대상물(1) 표면에 존재하는 용융된 조성물(20)이 펼쳐지도록 하여 코팅층이 형성되도록 한다.
상기에서 설명된 초발수 스핀코팅 장치는 용융부(200)를 통해서 용매 또는 첨가재를 포함하지 않는 순수 조성물(2)을 용융시켜 구동부(300)를 통한 회전력으로 대상물(2) 표면에 초발수 코팅층을 형성할 수 있는 효과가 있다.
상기에서 설명된 초발수 스핀코팅 장치는 용융부(200)를 통해서 조성물(2)을 직접 용융시키는 바, 초발수 코팅을 위해서 필요한 조성물(2)의 겔 또는 액화상태를 위한 용매 또는 첨가재의 사용 및 그 용매 또는 첨가재를 제거하기위한 부수적인 공정이 필요치 않는 효과가 있다.
상기로부터, 본 개시의 다양한 실시 예들이 예시를 위해 기술되었으며, 아울러 본 개시의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 가능한 다양한 변형 예들이 존재함을 이해할 수 있을 것이다. 그리고 개시되고 있는 상기 다양한 실시 예들은 본 개시된 사상을 한정하기 위한 것이 아니며, 진정한 사상 및 범주는 하기의 청구항으로부터 제시될 것이다.
1: 대상물
2 : 조성물
P100 : 준비과정
P200 : 액화과정
P210 : 조성물 공급과정
P220 : 대상 용융과정
P230 : 탱크 저장과정
P240 : 탱크 용융과정
P300 : 스핀 코팅 과정
P400 : 대상물 준비과정
100 : 고정부
200 : 용융부
210 : 가열판
220 : 비접촉 슬립링
230 : 보관 탱크
240 : 히터
250 : 공급밸브
300 : 구동부
2 : 조성물
P100 : 준비과정
P200 : 액화과정
P210 : 조성물 공급과정
P220 : 대상 용융과정
P230 : 탱크 저장과정
P240 : 탱크 용융과정
P300 : 스핀 코팅 과정
P400 : 대상물 준비과정
100 : 고정부
200 : 용융부
210 : 가열판
220 : 비접촉 슬립링
230 : 보관 탱크
240 : 히터
250 : 공급밸브
300 : 구동부
Claims (8)
- 코팅 대상물을 준비하는 준비과정과 고체 코팅 조성물을 용융하는 액화과정 및 상기 대상물을 회전시켜 상기 조성물이 상기 대상물 표면을 따라서 코팅되도록 하는 스핀 코팅 과정을 포함하되,
상기 액화과정은 보관 탱크에 조성물 분말을 공급하는 탱크 저장과정과 상기 보관 탱크를 가열하여 상기 조성물을 용융하는 대상 탱크 용융과정, 대상물 표면에 조성물을 공급하는 조성물 공급 및 상기 대상물을 가열하여 상기 조성물을 용융하는 대상 용융과정을 포함하고,
상기 대상 용융과정은 30℃와 180℃의 온도로 변화되도록 하여, 대상물 표면에 위치하는 용융된 조성물이 용융과 경화가 반복되도록 하는 과정을 더 포함하며,
상기 코팅 조성물은 라우르산(Laruic acid)인 것을 포함하고,
상기 준비과정 이전에 수행되되, 상기 대상물의 표면에 복수개의 홈을 마련하여 상기 코팅 조성물의 코팅 층에 단차가 형성되도록 하는 대상물 준비과정을 더 포함하는 초발수 스핀코팅 방법. - 삭제
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- 코팅 대상물을 안착하는 고정부와 상기 대상물 표면에 위치하는 고체 코팅 조성물을 용융하는 용융부 및 상기 고정부를 회전시키는 구동부를 포함하되,
상기 용융부는 상기 고정부와 구동부 사이에 마련되되, 상기 구동부에 의해서 회전하는 가열판, 상기 가열판에 전력을 공급하는 비접촉 슬립링, 상기 고정부 상부에 마련되되, 상기 코팅 조성물을 보관하도록 마련된 보관 탱크, 상기 보관 탱크를 가열하여 상기 코팅 조성물을 용융시키는 히터 및 상기 보관 탱크에 마련되어 용융된 코팅 조성물을 선택적으로 배출하도록 마련된 공급밸브를 포함하고,
상기 가열판은 간헐적으로 동작하여 고정부의 온도가 30℃와 180℃의 온도로 변화되도록 하여, 대상물 표면에 위치하는 용융된 조성이 용융과 경화가 반복되도록 마련된 초발수 스핀코팅 장치. - 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020210125749A KR102635027B1 (ko) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210125749A KR102635027B1 (ko) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치 |
Publications (2)
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| KR20230042915A KR20230042915A (ko) | 2023-03-30 |
| KR102635027B1 true KR102635027B1 (ko) | 2024-02-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210125749A KR102635027B1 (ko) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | 초발수 스핀코팅 방법 및 초발수 스핀코팅 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102635027B1 (ko) |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009081250A (ja) | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Toppan Printing Co Ltd | スピンコーター用チャック及びそれを用いたスピンコート方法 |
| JP2017500449A (ja) | 2013-12-19 | 2017-01-05 | ポスコＰｏｓｃｏ | 加熱装置及びこれを含むコーティング器具 |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR101434257B1 (ko) * | 2012-08-31 | 2014-08-28 | 한국기계연구원 | 광촉매층을 포함하는 나노 구조체 및 이의 형성방법 |
| KR20150061765A (ko) * | 2013-11-28 | 2015-06-05 | 현대자동차주식회사 | 발수성 코팅층이 형성된 증발기용 핀 및 이의 제조방법 |
| KR102203462B1 (ko) * | 2018-09-07 | 2021-01-15 | 한국세라믹기술원 | 초발수 코팅 방법 |
| KR102333906B1 (ko) * | 2018-10-25 | 2021-12-03 | 한국과학기술원 | 스핀 코터 장치 및 디스펜서 노즐 장치를 포함하는 스핀 코팅 시스템 |
-
2021
- 2021-09-23 KR KR1020210125749A patent/KR102635027B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009081250A (ja) | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Toppan Printing Co Ltd | スピンコーター用チャック及びそれを用いたスピンコート方法 |
| JP2017500449A (ja) | 2013-12-19 | 2017-01-05 | ポスコＰｏｓｃｏ | 加熱装置及びこれを含むコーティング器具 |
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| Publication number | Publication date |
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| KR20230042915A (ko) | 2023-03-30 |
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