(57)【要約】【課題】噴射溶液を段階的に微粒化して均一な大きさの微細液滴を安定的に噴射することができ、噴霧量を向上させて大量生産工程に適用することができるスプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムを提供すること。【解決手段】  本発明のスプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムは、基板に向かって液体を噴射する液体ノズルと、気体が噴射され、前記気体を前記液体の噴射経路上で液体と衝突させて、前記液体を一次的に微粒化する気体ノズルと、前記液体ノズルと接続され、前記液体ノズルと基板との間に電界を発生させて前記液体が二次的に微粒化するように前記液体ノズルに電圧を印加する電圧供給部とを含むことを特徴とする。【選択図】図２
2014193462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に向かって液体を噴射する液体ノズルと、
気体が噴射され、前記気体を前記液体の噴射経路上で前記液体と衝突させて、前記液体を一次的に微粒化する気体ノズルと、
前記液体ノズルと連結され、前記液体ノズルと基板との間に電界を発生させて、前記液体が二次的に微粒化するように前記液体ノズルに電圧を印加する電圧供給部と、
を含むスプレーノズル。
【請求項２】
前記液体ノズルを内部に収容するケースをさらに含み、
前記ケースの外部で前記液体と気体を衝突させる、請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項３】
前記液体ノズル及び前記気体ノズルを内部に収容し、前記気体ノズルから噴射される気体が前記液体の噴射経路上で前記液体と衝突するように気体の流動方向を案内する気体流路が形成されたケースをさらに含み、
前記ケースの内部で前記気体を前記液体と衝突させる、請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項４】
前記ケースは、基板側に近接した端部に内側に陥没され、基板から離れるほど断面積が大きくなるように設けられ、前記液体が基板側に向かって噴射されるように液体の噴射方向を案内するガイド部が形成されている、請求項３に記載のスプレーノズル。
【請求項５】
前記ガイド部と基板との間で前記液体の二次微粒化が完了するように前記ガイド部と基板との間の距離は1cm以上で設けられる、請求項４に記載のスプレーノズル。
【請求項６】
前記気体流路は、前記気体が前記液体の噴射経路と垂直に衝突するように、前記気体の流動方向を案内する、請求項３に記載のスプレーノズル。
【請求項７】
前記液体ノズルに供給される液体の流量は10-8m3/s以上である、請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項８】
前記液体ノズルは、複数がそれぞれ互いに異なる外径を有し、前記複数の液体ノズルのうちいずれか一つが他の一つを内部に収容するか、または前記複数の液体ノズルのうちいずれか一つが他の一つの内部に収容される、請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項９】
前記液体ノズルは複数に設けられ、前記複数の前記液体ノズルのうちいずれか一つのノズルは、他の一つのノズルと平行な方向に互いに離隔されて配置される、請求項１に記載のスプレーノズル。
【請求項１０】
基板が取付けられる支持部と、
基板表面側に液体を噴射する上述した第１項乃至第９項のうちいずれか一項に記載のスプレーノズルと、
前記液体ノズルから噴射される液体を供給する液体供給部と、
前記気体流路を流動する気体を供給する気体供給部と、
前記支持部及び前記スプレーノズルのうち少なくともいずれか一つを移送させる移送部と、
を含むスプレーノズルを用いたコーティングシステム。
【請求項１１】
基板をプラズマ処理するプラズマ処理部をさらに含み、
前記スプレーノズルは、前記プラズマ処理部を介して、プラズマ処理された基板の提供を受ける、スプレーノズルを用いた請求項１０に記載のコーティングシステム。
【請求項１２】
前記プラズマ処理部は、前記スプレーノズルから噴射される液体により基板の表面を洗浄するか、親水性または疏水性に処理する、スプレーノズルを用いた請求項１１に記載のコーティングシステム。
【請求項１３】
前記プラズマ処理部は、基板の除電及び帯電のうち少なくとも一つを遂行し、
前記スプレーノズルは、基板の移送経路に沿って前記プラズマ処理部と隣接し、離隔距離が500 mm以下に設けられる、スプレーノズルを用いた請求項１１に記載のコーティングシステム。
【請求項１４】
前記移送部は、
前記支持部を移送させる第1移送部と、前記スプレーノズルを前記支持部から離れるか近づく方向または前記支持部と平行な方向に沿って移動させる第2移送部と、
を含むスプレーノズルを用いた請求項１０に記載のコーティングシステム。
【請求項１５】
前記支持部の位置情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部を介して前記支持部の位置情報の提供を受け、前記プラズマ処理部、前記スプレーノズル、前記電圧印加部または前記移送部のうち少なくとも一つの作動を制御する制御部と、
をさらに含むスプレーノズルを用いた請求項１０に記載のコーティングシステム。
【請求項１６】
前記制御部は、
前記スプレーノズルに印加される電圧量を調節し、前記スプレーノズルと前記支持部との間に形成される電界の強さを制御する電界制御モジュールと、前記スプレーノズルから前記液体と衝突する前記気体の圧力を制御する圧力制御モジュールと、前記移送部の動きを制御する移送制御モジュールと、前記スプレーノズルから噴射される液体の流量を制御する流量制御モジュールと、
を含むスプレーノズルを用いた請求項１５に記載のコーティングシステム。
【請求項１７】
前記スプレーノズルと基板との間を連結し、前記スプレーノズルと基板との間の電流情報を測定する電流測定部をさらに含み、
前記制御部は、前記電流測定部によって取得された電流情報の提供を受け、前記基板とスプレーノズルとの間の電流量を制御する電流量制御モジュールをさらに含む、スプレーノズルを用いた請求項１６に記載のコーティングシステム。
【請求項１８】
前記スプレーノズルから噴射される液体が着弾され、前記着弾された液体の電流情報を介して、前記スプレーノズルの噴射状態をテストする試験基板部をさらに含み、
前記電流測定部は、前記液体ノズルと前記試験基板部との間に連結され、前記着弾された液体の電流情報を測定する、スプレーノズルを用いた請求項１７に記載のコーティングシステム。
【請求項１９】
前記支持部は、導電性素材で設けられるか、または外面上に非導電性素材のコーティング層が形成される、スプレーノズルを用いた請求項１０に記載のコーティングシステム。
【請求項２０】
前記支持部は、位置により選択的に電圧の印加を受けるか、接地される、スプレーノズルを用いた請求項１９に記載のコーティングシステム。
【請求項２１】
前記スプレーノズルを内部に収容し、基板が流出入されるように流入口及び流出口が形成された密閉部をさらに含む、スプレーノズルを用いた請求項１０に記載のコーティングシステム。
【請求項２２】
前記密閉部は、内部に窒素または不活性ガスを注入または排出するガスチャンネルが形成される、スプレーノズルを用いた請求項２１に記載のコーティングシステム。
【請求項２３】
前記密閉部の内部は、ガス濃度、温度及び湿度のうち少なくともいずれか一つが一定に維持される、スプレーノズルを用いた請求項２１に記載のコーティングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムに関するものであって、より詳細には噴射溶液を段階的に微粒化して均一な大きさの微細液滴を安定的に噴射することができ、噴霧量を向上させて大量生産工程に適用することができるスプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車、建築などの伝統的な産業分野だけでなく、ディスプレイ、太陽電池などの製造工程においてもコーティング工程は必須的である。特に、有機太陽電池及び有機発光ダイオード(Organic Light Emitting Diodes、OLED)などのディスプレイ製造の時には、数十から数百ナノメートルの厚さの精密なコーティングが要求される。また、コーティング面の粗さ及び均一度は、製品の性能に非常に大きな影響を及ぼすため、超微細液滴を用いることができなくてはならず、生産性の観点から大量の液を迅速にコーティングすることができなくてはならない。
【０００３】
最近では、タッチスクリーンの応用が拡大し、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどのタッチウインドウの表面に適用される防汚コーティング(Anti-Fingerprint Coating)または反射防止コーティング(Anti-Reflecting Coating)などが既存の真空工程ではない湿式工程を用いたコーティングに転換されている。
【０００４】
既存のスプレーコーティングのために液体を微粒化する技術を圧力エネルギー、気体エネルギー、遠心力エネルギー、力学的エネルギー及び電気エネルギーを用いる方法に大きく区分することができる。
【０００５】
ここで、圧力エネルギーを用いる方法は、圧力噴射弁を使用する方法として、微粒化しようとする液体を単孔または多孔噴射ノズル、渦流噴射弁(シンプルレックス、デュプレックス、デュアルオリフィス、還流式など)を通過させてスプレーを生成する。 主に、ガスタービン燃焼器に注入される液体燃料を噴霧するために利用される方法として、約20〜250μm範囲の大きい液滴をランダムに生成する。したがって、圧力エネルギーを用いる方法は、精巧なコーティング技術に適用するには難しいという問題が発生する。
【０００６】
また、ホイールアトマイザーまたは回転カップアトマイザーを用いる遠心力エネルギーを用いる方法は、10〜200μm 範囲の液滴をランダムに生成する方法として、主に洗浄、農業分野において使用される。この方法は、中心部がコーティングできないため、均一なコーティング技術に適用するには難しいという問題が発生する。
【０００７】
一方、気体エネルギーを用いる方法として二流体噴射弁を利用し、低速、低圧状態の多量の気体が注入される液体のジェットに噴射して微粒化する気体衝突アトマイザーと、高速状態の少量の気体を液体ジェットに噴射する気体補助アトマイザー方法がある。この方法は、薄膜湿式コーティングに主に使用されるが、微粒化した液滴の大きさが15〜200μm でランダムに生成され、精密な薄膜コーティングを形成することが難しく、コーティング面にむらが発生し、気体を高速で噴射の際、強い流速が微粒化した液滴を基板に衝突させてはね返り現象を発生させる。また、基板を外れるコーティング液が多すぎて高価のコーティング液が浪費されて、製造コストが増加し、使用できる液体の粘度が50cp以下で非常に限定的であるため、機能性材料を開発したり適用するに当たり、コーティング技術の限界のために、様々な開発が難しいという問題点が発生する。
【０００８】
また、力学的エネルギーを用いる方法としては、液体に圧電アクチュエータなどを用いた高周波の信号を印加して、液体を微粒化して、噴射する超音波スプレー技術が代表的である。これは気体エネルギーを用いる方法より液滴をさらに微粒化することができるが1乃至200μm 範囲の液滴をランダムに生成して、液滴の大きさの均一性を確保しにくく、液滴の噴射量に対する限定があって、大量生産工程に活用しにくいという問題点が発生する。
【０００９】
一方、電気エネルギーを用いる方法として、強い電界で液滴を引き寄せて微粒化させる電気噴霧方法がある。数百nm〜5μmの範囲まで微細で均一な液滴を生産することができるという長所があるが、少なくとも液体の電気伝導度が10-4S/mでなければならないという限界があり、噴霧される液体の量が10-10〜10-9m3/secで、非常に限定的であるため、大量生産工程に適用されにくい限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、このような従来の問題点を解決するためのものであって、均一な大きさの微細液滴を安定的に噴射することができ、噴霧量を向上させて、大量生産に適用できるスプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムを提供することにある。
【００１１】
また、液体の電気伝導度に関係なく噴霧が可能であり、液体の粘度に大きく制限されないスプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的は、本発明に従って、基板に向かって液体を噴射する液体ノズルと、気体が噴射され、前記気体を前記液体の噴射経路上で液体と衝突させて、前記液体を一次的に微粒化する気体ノズルと、前記液体ノズルと連結され、前記液体ノズルと基板との間に電界を発生させて前記液体が二次的に微粒化するように前記液体ノズルに電圧を印加する電圧供給部とを含むことを特徴とするスプレーノズルによって達成される。
【００１３】
ここで、前記液体ノズルを内部に収容するケースをさらに含み、前記ケースの外部で前記液体と気体の衝突を発生させることが好ましい。
【００１４】
また、前記液体ノズル及び前記気体流路を内部に収容し、前記気体ノズルから噴射される気体が前記液体の噴射経路上で、前記液体と衝突するように気体の流動方向を案内する気体流路が形成されたケースをさらに含み、前記ケースの内部で前記液体と気体の衝突を発生させることが好ましい。
【００１５】
ここで、前記ケースは、基板側に近接した端部に内側に陥没され、基板から離れるほど断面積が大きくなるように設けられ、前記液体が基板側に向かって噴射されるように液体の噴射方向を案内するガイド部が形成されることが好ましい。
【００１６】
また、前記ガイド部と基板との間で前記液体の二次微粒化が完了するように前記ガイド部と基板との間の距離は1cm以上であることが好ましい。
【００１７】
ここで、前記液体ノズルに供給される液体の流量は10-8m3/s以上であることが好ましい。
【００１８】
また、前記液体ノズルは、複数がそれぞれ互いに異なる外径を有し、前記複数の液体ノズルのうちいずれか一つが他の一つを内部に収容するか、または前記複数の液体ノズルのうちいずれか一つが他の一つの内部に収容されることが好ましい。
【００１９】
ここで、前記液体ノズルは、複数に設けられ、前記複数の液体ノズルのうちいずれか一つのノズルは、他の一つのノズルと平行な方向に互いに離隔されて配置されることが好ましい。
【００２０】
また、前記気体流路は、前記気体が前記液体の噴射経路と垂直に衝突するように、前記気体の流動方向を案内することが好ましい。
【００２１】
一方、前記の目的は、本発明に従って、基板が取付けられる支持部と、基板表面側に液体を噴射する上述した第1項乃至第9項のうちいずれか一項に記載されたスプレーノズルと、前記液体ノズルから噴射される液体を供給する液体供給部と、前記気体流路を流動する気体を供給する気体供給部と、前記支持部及び前記スプレーノズルのうち少なくともいずれか一つを移送させる移送部とを含むことを特徴とするスプレーノズルを用いたコーティングシステムによって達成される。
【００２２】
ここで、基板をプラズマ処理するプラズマ処理部をさらに含み、前記スプレーノズルは、前記プラズマ処理部を介して、プラズマ処理された基板の提供を受けることが好ましい。
【００２３】
また、前記プラズマ処理部は、前記スプレーノズルから噴射される液体により基板の表面を洗浄するか、親水性または疏水性に処理することが好ましい。
【００２４】
また、前記プラズマ処理部は、基板の除電及び帯電のうち少なくとも一つを行い、前記スプレーノズルは、基板の移送経路に沿って前記プラズマ処理部と隣接し、離隔距離が500 mm以下に設けられることが好ましい。
【００２５】
また、前記移送部は、前記支持部を移送させる第1移送部と、前記スプレーノズルを前記支持部から離れるか近づく方向または前記支持部と平行な方向に沿って移動させる第2移送部とを含むことが好ましい。
【００２６】
また、前記支持部の位置情報を取得するセンサ部と、前記センサ部を介して前記支持部の位置情報の提供を受け、前記プラズマ処理部、前記スプレーノズル、前記電圧印加部または前記移送部のうち少なくとも一つの作動を制御する制御部とをさらに含むことが好ましい。
【００２７】
また、前記制御部は、前記スプレーノズルに印加される電圧量を調節し、前記スプレーノズルと前記支持部との間に形成される電界の強さを制御する電界制御モジュールと、前記スプレーノズルで前記液体と衝突する前記気体の圧力を制御する圧力制御モジュールと、前記移送部の動きを制御する移送制御モジュールと、前記スプレーノズルから噴射される液体の流量を制御する流量制御モジュールとを含むことが好ましい。
【００２８】
また、前記スプレーノズルと基板との間を連結し、前記スプレーノズルと基板との間の電流情報を測定する電流測定部をさらに含み、前記制御部は、前記電流測定部によって取得された電流情報の提供を受け、前記基板とスプレーノズルとの間の電流量を制御する電流量制御モジュールをさらに含むことが好ましい。
【００２９】
また、前記スプレーノズルから噴射される液体が着弾され、前記着弾された液体の電流情報を介して前記スプレーノズルの噴射状態をテストする試験基板部をさらに含み、前記電流測定部は、前記液体ノズルと前記試験基板部との間に連結され、前記着弾された液体の電流情報を測定することが好ましい。
【００３０】
また、前記支持部は、導電性素材で設けられるか、または外面上に非導電性素材のコーティング層が形成されることが好ましい。
【００３１】
また、前記支持部は、位置により選択的に電圧の印加を受けるか、または接地されることが好ましい。
【００３２】
また、前記スプレーノズルを内部に収容し、基板が流出入されるように流入口及び流出口が形成された密閉部をさらに含むことが好ましい。
【００３３】
また、前記密閉部は、内部に窒素または不活性ガスを注入または排出するガスチャンネルが形成されることが好ましい。
【００３４】
また、前記密閉部の内部は、ガス濃度、温度及び湿度のうち少なくともいずれか一つが一定に維持されることが好ましい。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、噴射される液体を均一な大きさで微粒化することができるスプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムが提供される。
【００３６】
また、大量生産工程に適用することができるように噴霧量を向上させることができる。
【００３７】
また、電気伝導性が低い素材または非極性素材であるかに関係なく、微粒化させて噴射することができる。
【００３８】
また、噴射される液体が基板に向かうように案内して材料消耗量を改善することができる。
【００３９】
また、噴射される素材の粘度が100cp以上であるかどうかに関係なく、安定的に噴射することができる。
【００４０】
また、基板のコーティング工程を大量生産に適用することができる。
【００４１】
また、基板の表面にコーティングされる液滴の性質により基板の表面をプラズマ処理して、液滴の基板着弾率を向上させることができる。
【００４２】
また、基板の表面にコーティングされる液滴の性質を考慮し、コーティングされなければならない領域のみをプラズマ処理して、コーティング工程を遂行する前にあらかじめコーティングされる領域とコーティングされない領域を区分することができる。
【００４３】
また、基板の表面をプラズマ処理を介し、帯電または除電することによって、スプレーノズルから噴射される液滴が基板上に容易に着弾することができる。
【００４４】
また、スプレーノズルを密閉させることによって基板をコーティングするための条件を容易に調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した平面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【図６】図１乃至図５に係るスプレーノズルから供給される電圧を変えて、液体の噴射状態を示した写真である。
【図７】図１乃至図５に係るスプレーノズルを介して、PETフィルム上にPEDOT導電性高分子をコーティングした様子を示した写真である。
【図８】図７に係るコーティングしたフィルムの表面粗さを示した写真である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムを概略的に示した図である。
【図１０】図９に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで制御部を概略的に示した図である。
【図１１】図９に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで電流測定器を介して、安定した初期の噴霧状態をモニターした結果を概略的に示したグラフである。
【図１２】本発明の第６実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムを概略的に示した斜視図である。
【図１３】図１２に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで密閉部の内部の様子を概略的に示した斜視図である。
【図１４】図１２に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで密閉部の内部の様子を概略的に示した平面図である。
【図１５】図１２に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムでプラズマ処理部によりプラズマ処理された基板の様子を概略的に示した図である。
【図１６】図１２に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムでスプレーノズルを介してプラズマ処理された基板をコーティングする様子を概略的に示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
説明に先立ち、様々な実施形態において、同一の構成を有する構成要素については、同一の符号を使用して代表的に第1実施形態で説明し、その他の実施形態では第1実施形態と異なる構成について説明することにする。
【００４７】
以下、添付図面を参照して本発明の第1実施形態に係るスプレーノズル及びこれを用いたコーティングシステムについて詳細に説明する。
【００４８】
図１は、本発明の第1実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【００４９】
図１を参照すると、本発明の第1実施形態に係るスプレーノズル100は、噴射される液体を気体と衝突させて一次的に微粒化させ、一次的に微粒化された液体に電界を加えて二次的に微粒化させ、液体を均一な大きさの微細液滴の状態で噴射させることができるものであって、液体ノズル110と気体ノズル120と電圧供給部130とケース140を含む。
【００５０】
前記液体ノズル110は、液体が流動する通路として基板に向けて液体を噴射するものである。
【００５１】
前記気体ノズル120は、気体が噴射されるものであって、気体ノズル120から噴射される気体を液体の噴射経路上で液体と衝突させて液体を一次的に微粒化させるものである。
【００５２】
ここで、気体ノズル120は、少なくとも液体と気体の衝突の際、液体の噴射経路と気体が垂直を形成しながら、衝突するように気体を噴射することが好ましい。
【００５３】
もう一度説明すると、液体の一次的な微粒化のために気体と液体の衝突が非常に重要な要素であり、気体が液体の噴射経路と垂直を形成しながら、衝突してこそ安定的に液体を微粒化することができる。
【００５４】
つまり、気体が液体の噴射経路と垂直を形成できずに衝突した場合には、気体が液体の噴射方向または液体の噴射方向の反対方向に影響を及ぼすことがあり、衝突によって液体の噴射方向に力を加える場合、微粒化された液滴が非常に強い速度で基板(S)に衝突し、再びはね出るはね返り現象が発生することがあり得、衝突によって液体の噴射方向の反対方向に力を加える場合、気体によって液体の噴射が妨害され、噴射速度または液体の噴射流量などに否定的な影響を及ぼすことがある。
【００５５】
したがって、このような問題点を防止するために、気体が液体の噴射経路と垂直に衝突することが好ましいが、このような問題点は、液体の噴射速度を調節して解決することも可能であるため、これに限定されるものではない。
【００５６】
また、気体ノズル120は、液体が気体との衝突により螺旋方向に沿って流動するように気体が液体噴射経路の外周縁の接線方向に沿って噴射されるように設けられることがあるが、これに限定されるものではない。
【００５７】
図3は、本発明の第2実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した平面図である。
【００５８】
図3を参照すると、気体ノズル120は複数に設けられ、それぞれの気体ノズル120は、液体噴射経路の外周縁上に同一の間隔に離隔されるように設けされ、液体噴射経路の外周縁の接線方向に沿って噴射されるように設けられることができるが、これに限定されるものではない。
【００５９】
前記電圧供給部130は、上述した液体ノズル110と電気的に連結され、液体ノズル110と基板(S)との間に、より好ましくはスプレーノズル100と基板(S)との間に電界を発生させ、気体との衝突により一次的に微粒化された液体を二次的に微粒化するものである。
【００６０】
ここで、基板(S)は、接地された状態であるため、電圧供給部130から液体ノズル110に電圧が印加されると、基板(S)と液体ノズル110との間に電圧差が発生して電界が発生する。
【００６１】
すでに気体との衝突によって、一次的に微粒化された液体を電圧供給部130から印加される電圧により発生する電界を介して引き寄せることによって、二次的に微粒化させる。
【００６２】
このように気体との衝突及び電界を介して、順次に液体を微粒化させると、大量の液体を噴射するとともに、微細で均一な大きさの液滴を生成することができる。あわせて、電界を利用して、微粒化された液体が基板(S)側に噴射されるようにガイドすることにより、液滴のはね返りの問題を解決することができ、また材料の消耗量を節減することができる。
【００６３】
前記ケース140は、液体ノズル110を内部に収容する。
【００６４】
すなわち、液体ノズル110を除いた気体ノズル120は、ケース140の外部に設けられるため、気体との衝突がケース140の外部で発生する。
【００６５】
ここからは、上述したスプレーノズルの第1実施形態の作動について説明する。
【００６６】
まず、外部から供給される液体、好ましくは別の液体供給部から供給される液体が、液体ノズル110に流入されて液体ノズル110内部を流動し、結局基板(S)に向かって噴射される。
【００６７】
基板(S)に向かって噴射された液体は、基板(S)とケース140との間で気体ノズル120から噴射された気体と衝突し、気体との衝突によって一次的な微粒化が発生する。気体との衝突によって液面が不安定になり、液面の不安定性により液体の性質が非極性または電気伝導度が非常に低い場合であっても電界による二次的な微粒化が活発に発生する。これについては後述する。
【００６８】
ここで、気体との衝突により液体の噴射速度に影響を及ぼすことを防止するように、気体は液体の噴射経路に垂直に形成して衝突することが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００６９】
気体との衝突により、一次的に微粒化されるとともに不安定化された液体は、ノズル100と基板(S)との間に発生する電界により二次的に微粒化される。気体との衝突により、すでに一次的に微粒化されているので、単に電界のみを利用して微粒化する場合より、微粒化させることができる液体流量が顕著に増加し、これはすぐ工程速度の増加として現れる。
【００７０】
一方、本発明の第1実施形態に係るスプレーノズル100により、無極性または電気伝導度が低い液体も容易に微粒化させることができる。この原理について説明する。
【００７１】
電気エネルギーを用いる電気噴霧において適用される力は次の通りである。
【数１】
2014193462.tif 000003
ここで、 ρeは液面での自由電子を意味し、εは液面の誘電率、ε0は真空での誘電率、Eは電界を意味する。
【００７２】
ここで、絶縁(dielectic)液体の場合でも極性物質であれば、前記式において後の2つの力が作用し、非極性物質(non-polar liquid)であれば、前記式において2番目の項による電気力が作用する。これを「dielectrophoretic force」という。この時、単に液面の垂直方向に作用する電気力のみが存在するだけで、液面に接する方向に電気力が作用しないため、テイラーコーン(taylor-cone)と呼ばれる円錐状の液面が形成されず、電界だけでは微粒化することは容易でない。
【００７３】
但し、本発明の第1実施形態に係るスプレーノズル100のように気体との衝突を誘導し、一次的に微粒化するとともに、液滴を不安定化させるとdielectrophoretic forceが弱いにもかかわらず、二次的な粉砕が発生し得る。
【００７４】
これにより、本発明の第1実施形態に係るスプレーノズル100を活用し、非導電性物質であっても極性、非極性を区分せず液体の微粒化を容易に誘導することができる。
【００７５】
次に、本発明の第2実施形態に係るスプレーノズル200について説明する。
【００７６】
図2は、本発明の第2実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【００７７】
図2を参照すると、本発明の第2実施形態に係るスプレーノズル200は、噴射される液体を気体と衝突させて一次的に微粒化させ、一次的に微粒化された液体に電界を加えて二次的に微粒化させ、液体を均一な大きさの微細液滴の状態で噴射させることができるものであって、液体ノズル110と気体ノズル120と電圧供給部130とケース240とを含む。
【００７８】
前記液体ノズル110と気体ノズル120と電圧供給部130の機能は、本発明の第1実施形態と同一であるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００７９】
前記ケース240は、液体ノズル110と気体ノズル120を内部に収容するものであって、液体と気体との衝突がケース240で発生するようにする。
【００８０】
すなわち、ケース240外部に液体が噴射される場合、液体はすでに一次的な微粒化が完了した状態であり、ケース240外部で電界によって二次的な微粒化が発生するという点で、本発明の第1実施形態とは異なる。
【００８１】
一方、ケース240の内部には、気体ノズル120から噴射された気体が流動し、気体が液体の噴射経路と垂直を形成して衝突するように案内する気体流路241が形成される。
【００８２】
気体が液体の噴射経路と垂直に衝突しなければならないという内容については上述したので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００８３】
また、ケース240は液体が基板(S)側に向かって噴射されるようにガイド部242が形成されることができるが、これに限定されるものではない。
【００８４】
ここで、ガイド部242はケース240で基板(S)側に近い面に設けられ、基板(S)から離れるほど断面積が広くなるように設けられるが、これに限定されるものではない。
【００８５】
次に、本発明の第3実施形態に係るスプレーノズル300について説明する。
【００８６】
図4は、本発明の第3実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【００８７】
図4を参照すると、本発明の第3実施形態に係るスプレーノズル300は、液体ノズル310と気体ノズル120と電圧供給部130とケース240とを含む。
【００８８】
前記気体ノズル120及び電圧供給部130は、第1実施形態で説明したものと同じであり、ケース240は、第2実施形態で説明したものと同じであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００８９】
前記液体ノズル310は、内部に液体が流動し、基板(S)側に液体を噴射するものであって、本発明の第3実施形態に係るスプレーノズル300では、互いに異なる外径を有する複数で設けられ、複数のうちいずれか一つが他の一つを内部に収容するか、複数のうちいずれか一つが他の一つの内部に収容される。
【００９０】
ここで、複数の液体ノズル110が同じ中心軸を有し、外径が最も小さいノズルから順次に配置され、外径が最も大きいノズルが最も外側に配置されるように設けられることができるが、これに限定されるものではない。
【００９１】
また、複数の液体ノズル310を流動する液体は互いに異なる液体で設けられることができる。ここで、互いに異なる液体が互いに異なる液体ノズル310に供給された後、液体の噴射経路に沿って流動して気体と衝突する過程を経て、互いに混ざってケース240外部に噴射される時には、混合液の形態で噴射されることができるが、これに限定されるものではない。
【００９２】
次に、本発明の第4実施形態に係るスプレーノズル400について説明する。
【００９３】
図5は、本発明の第4実施形態に係るスプレーノズルを概略的に示した断面図である。
【００９４】
図5を参照すると、本発明の第4実施形態に係るスプレーノズル400は、液体ノズル410と気体ノズル120と電圧供給部130とケース240とを含む。
【００９５】
前記気体ノズル120及び電圧供給部130は、第1実施形態で説明したものと同じであり、ケース240は、第2実施形態で説明したものと同じであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【００９６】
前記液体ノズル410は、内部に液体が流動して基板(S)側に液体を噴射するものであって、本発明の第4実施形態に係るスプレーノズル400では複数で設けられ、複数のうちいずれか一つについて、他の一つが平行な方向に互いに離隔して配置される。
【００９７】
ここで、複数の液体ノズル410を流動する液体は、互いに異なる液体に設けられることができ、互いに異なる液体がケース240の内部で十分に混合された状態で噴射されることができるように複数の液体ノズル410が互いに集まっていることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００９８】
次に、本発明の第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態または第4実施形態に係るスプレーノズルについて、液体の微粒化過程を実験した実験例について説明する。
【００９９】
図6は、図1乃至図5によるスプレーノズルにおいて、供給される電圧を変えて、液体の噴射状態を示す写真であり、図7は、図1乃至図5によるスプレーノズルを介してPETフィルム上にPEDOT導電性高分子をコーティングした様子を示した写真であり、図7は図6によりコーティングしたフィルムの表面粗さを示した写真である。
【０１００】
図6乃至図8を参照すると、液体は粘度が高く、高分子物質の相互連結性により微粒化が容易ではない導電性高分子PEDOTを使用して80μm /minで供給し、気体は空気を用いて1barで加圧した。この時、微粒化された液体の大きさは約10〜150μm の範囲に含まれていた。
【０１０１】
図6を参照すると、電圧供給部130を介して電圧を印加してスプレーノズルと基板(S)のと間に電圧を2、3、4 kVを印加し、電圧が増加することによって液体のジェット長さが短くなる傾向を示した。ここで、液体のジェット長さが短くなるということは、液体の微粒化過程が活発であるということを意味する。
【０１０２】
一方、気体ノズル120の直径が2.2mmで設けられた場合には、印加される圧力について流量は約20〜120cm2/secであり、これを速度に換算すると1〜10m/secとなる。
【０１０３】
ここで、一次的に微粒化された液体が電界により二次的に微粒化されるためには、スプレーノズルから基板(S)に到達するまでの限られた時間内に十分な電気力を得なければならず、適用される圧力範囲内で速度を考慮すると、液滴が基板に到達する時間は(基板とスプレーノズルとの間の距離)/速度となり、実験によると、液体の二次的な微粒化が完了する時間は約10 msec以上が消耗された。
【０１０４】
したがって、一次微粒化以後に二次微粒化が達成されるために要求される距離は、最小1cmであり、本発明の第2実施形態乃至第4実施形態のうちいずれか一つのようにスプレーノズルのケース240の内部で液体が一次的に微粒化され、ケース240の外部で二次的な微粒化される場合、スプレーノズルと基板(S)との間で液体の二次的微粒化が十分に行われるためのスプレーノズルと基板(S)との間の距離は最小1cmとなる。
【０１０５】
一方、本発明に係るスプレーノズルによると、噴射される液体の流量が10-8m3/sec以上に増加させることができ、本実験例によりスプレーノズルから噴射された液体の流量は10-7m3/secで、一般的な電気エネルギーを用いて約10-10乃至10-9m3/secの流量を噴射する場合より噴射流量が増加することが分かる。
【０１０６】
図7または図8を参照すると、本実験例によりPETフィルム上にPEDOT導電性高分子を微粒化させて噴射した場合、非常に透明な導電性フィルムを得ることができ、電子顕微鏡を用いて表面粗さを確認した結果、表面粗さが非常に均一なことが分かる。
【０１０７】
次に、本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム500について説明する。
【０１０８】
図9は、本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムを概略的に示した図であり、図10は、図9に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで制御部を概略的に示した図である
【０１０９】
図9または図10を参照すると、本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム500は、本発明の第1実施形態乃至第4実施形態のうちいずれか一つによるスプレーノズルを用いて基板をコーティングし、微粒化された液体が安定的に噴霧されて、基板にコーティングされているかをモニターするものであって、第1実施形態乃至第4実施形態のうちいずれか一つによるスプレーノズル100、200、300または400と支持部510と電流測定部520と液体供給部530と気体供給部540とノズル移送部550と制御部560とを含む。
【０１１０】
前記スプレーノズル100、200、300、400は、上述した第1実施形態乃至第4実施形態で説明したものと同じであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１１１】
一方、説明の便宜のために、本発明の第5実施形態においては、第2実施形態に係るスプレーノズルを用いることを前提として説明する。
【０１１２】
前記支持部510は、基板(S)が取付けられるものであって、平板型の部材で設けられる。
【０１１３】
本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム500で支持部510の上側には基板(S)が取付けられ、下側には第1移送部551が設けられ、コーティングが完了した基板(S)が次の工程を遂行できるようにする。
【０１１４】
前記電流測定部520は、基板(S)とスプレーノズル200との間に設けられ、前記基板(S)とスプレーノズル200との間の電流を測定するものである。
【０１１５】
ここで、電流測定部520により取得した基板(S)とスプレーノズル200との間の電流情報を介し、スプレーノズル200から液体が安定的に噴射され微粒化されているかどうかをモニターすることができる。
【０１１６】
前記液体供給部530は、スプレーノズル200の液体ノズル110を流動する液体を供給するものであって、周知の技術に該当するため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１１７】
前記気体供給部540は、スプレーノズル200の気体ノズル120を流動する気体を供給するものであって、周知の技術に該当するため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１１８】
前記移送部550は、上述したスプレーノズル200または支持部510のうち少なくともいずれか一つを移送させるものであって、支持部510を移送させる第1移送部551とスプレーノズル200を移送させる第2移送部555を含む。
【０１１９】
前記第2移送部555は、スプレーノズル200と連結され、スプレーノズル200を支持部510と離れるか近づく方向、または支持部510と並んでいる方向に沿って移動させる。
【０１２０】
すなわち、支持部510と並んでいる方向をx、y軸方向と定義し、支持部510から離れるか近づく方向をz軸方向と定義すると、第2移送部555はスプレーノズル200をx、y、z軸のうち少なくともいずれか一つの方向に移動させる。
【０１２１】
図10を参照すると、前記制御部560は電圧供給部130から供給される電圧量または気体ノズル120に供給される気体の圧力のうち少なくともいずれか一つが既に設定された状態で電流測定部520から基板(S)とスプレーノズル200との間の電流情報の提供を受け、基板(S)に噴射される液体の噴射条件またはスプレーノズル200の動きを制御するものであって、電界制御モジュール561と圧力制御モジュール562と電流量制御モジュール563と移送制御モジュール564と噴射速度制御モジュール565とを含む。
【０１２２】
前記電界制御モジュール561は、電圧供給部130を介して液体ノズル110に印加される電圧を調節し、基板(S)とスプレーノズル200との間に発生する電界を制御する。
【０１２３】
上述したように、電界の大きさは液体の二次微粒化に関係するため、電界制御モジュール561によって電界の大きさを調節することにより、二次微粒化の速度を制御することができる。
【０１２４】
前記圧力制御モジュール562は、気体供給部540から供給される気体の圧力を調節するものである。上述したように、気体は噴射される液体と衝突することにより、液体の一次微粒化を発生させるので、気体ノズル120を流動する気体の圧力を調節して一次微粒化を制御することができる。
【０１２５】
前記電流量制御モジュール563は、電流測定部520により取得した電流情報の提供を受け、基板(S)とスプレーノズル200との間の電流量を制御することにより、基板(S)とスプレーノズル200との間の電流量の流動傾向を把握し、安定的に液体が噴射され微粒化されるかどうかをモニターする。
【０１２６】
すなわち、基板(S)とスプレーノズル200との間の電流量の流動がほとんど発生しない場合、液体が安定的に噴射され微粒化されていることを意味する。
【０１２７】
また、電流量の流動が発生する場合、液体が安定的に噴射されていないか、または微粒化されていないということを意味するので、電界制御モジュール561または圧力制御モジュール562のうち少なくともいずれか一つを制御し、電界の大きさや気体の圧力のような液体の初期噴射条件を再設定して、液体が安定的に噴射され微粒化されるように制御することができるが、これに限定されるものではない。
【０１２８】
前記移送制御モジュール564は、移送部550の動きを制御し、スプレーノズル200または支持部510の位置、移送速度などを制御するものである。
【０１２９】
すなわち、第1移送部551を移送させ、基板(S)の位置を変更するか、または第2移送部555を移動させ、スプレーノズル200の初期噴射位置を変更するか、電流測定部520を介して取得した電流情報の提供を受け、液体が安定的に噴射されることができる位置にスプレーノズル200の位置を変更することができるが、これに限定されるものではない。
【０１３０】
また、液体が噴射されているあいだにも、スプレーノズル200を移送させることができ、移送によっても液体の噴射状態が影響を受けないように移送速度を制御することができるが、これに限定されるものではない。
【０１３１】
前記噴射速度制御モジュール565は、液体ノズル110に供給される液体の流量を調節し、スプレーノズル200から噴射される液体の噴射速度を制御する。
【０１３２】
液体の密度、液体ノズル110内径の変化がない場合には、液体の噴射速度は液体の質量流量または体積流量に比例するため、液体の質量流量または体積流量を調節することによって液体の噴射速度を制御することができる。
【０１３３】
ここで、液体の噴射速度は、噴射された液体が基板(S)に到達するまでにかかる時間に影響を及ぼし、この時間が顕著に短いならば、液体の二次微粒化が十分に発生していない状態で基板(S)に到達し、基板(S)コーティング面の表面粗さが大きく、不均一になることがあるため、噴射速度制御モジュール565によりこれを制御する。
【０１３４】
一方、コーティング作業を遂行する前に、スプレーノズル200から液体が安定的に噴射されるかどうかを確認した後、コーティング作業を遂行する必要があり、そのためにスプレーノズル200の噴射状態を点検することができるように、別のテスト基板を設けることができるが、これに限定されるものではない。
【０１３５】
ここで、電流測定器520はスプレーノズル200とテスト基板との間で電流量を測定するようにスプレーノズル200とテスト基板との間に追加的に設けられることがあるが、これに限定されるものではなく、スプレーノズル200と基板(S)との間に設けられた電流測定器520を活用することができる。
【０１３６】
一方、スプレーノズル200を掃除する掃除部を追加的に設けることができるが、これに限定されるものではない。
【０１３７】
次に、本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム500の作動について、実験例に基づいて説明する。
【０１３８】
本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム500でコーティング作業を遂行するために、初期の噴射条件を上述した電界制御モジュール561と圧力制御モジュール562を介して設定する。
【０１３９】
本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム500では、電界制御モジュール561を介して電圧供給部130から供給される電圧を1、2、3、4kVに設定し、圧力制御モジュール562を介して気体供給部540から供給される気体の圧力を1、2、3barに設定する。
【０１４０】
電圧及び圧力のうち少なくとも一つを調節し、電流測定部520を介して基板(S)とスプレーノズル200との間の電流量を測定する。
【０１４１】
図11は、図9に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで電流測定器を介して、安定した初期の噴霧状態をモニターした結果を概略的に示したグラフである。
【０１４２】
図11を参照すると、圧力が2barである場合には、電圧変化によっても電流量の流動が大きく変わらないことが分かった。もちろん、このような実験例は、本発明の第5実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム500を用いる場合に導出される結論であるため、スプレーノズル200の大きさ、スプレーノズル200と基板との間の距離などが変わると、初期の噴射条件が本実験例とは異なって表れることが自明であるため、ここに限定されるものではない。
【０１４３】
次に、本発明の第6実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステム600について説明する。
【０１４４】
図12は、本発明の第6実施形態に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムを概略的に示した斜視図であり、図13は図12に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムにおいて、密閉部の内部の様子を概略的に示した斜視図であり、図14は、図12に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで密閉部内部の様子を概略的に示した平面図である。
【０１４５】
図12乃至図14を参考すると、本発明の第6実施形態に係るスプレーノズルを用いるコーティングシステムは、均一に微粒化された液滴によって基板をコーティングし、コーティングの前に基板の表面をプラズマ処理することで微粒化された液滴の基板着弾率を向上させることができるものであって、支持部610とプラズマ処理部620と液体供給部530と気体供給部540と移送部650と密閉部660とセンサ部670と制御部680とを含む。
【０１４６】
前記支持部610は、基板(S)が取付けられるもので、上述した第5実施形態で説明したものと類似であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１４７】
但し、本発明の第6実施形態において、支持部610は、基板(S)を処理するそれぞれの工程により電圧の印加を受けるか接地され、そのために導電性素材で設けられる。
【０１４８】
また、基板(S)に直接的な影響を及ぼすことを防止するため、基板(S)と接触する外面は非導電性素材のコーティング層が形成されることが好ましい。
【０１４９】
一方、本発明の一実施形態では、支持部610に電圧が印加される一例は、基板(S)が後述するプラズマ処理部620を通過しながら、基板(S)の表面がプラズマ処理される場合、プラズマの極性と異なる極性を支持部610側に印加することによってプラズマが基板(S)側に移動することができるようにする。
【０１５０】
また、支持部610が接地される一例は、基板(S)が後述するプラズマ処理部620を通過しながら、基板(S)の表面がプラズマ処理される場合、支持部610を接地することによってプラズマが安定的に形成されるようにすることができる。
【０１５１】
また、支持部610が接地される他の例は、基板(S)がスプレーノズル200を通過しながら基板(S)をコーティングする場合、スプレーノズル200と支持部610との間の強い電界が形成されるようにスプレーノズル200と支持部610との間に電位差を発生させるために支持部610を接地させることができる。
【０１５２】
もちろん、上述した内容に限定されるものではなく、必要に応じて支持部610に電圧を印加するか、接地することができる。
【０１５３】
前記プラズマ処理部620は、第1移送部(651)を介して移送される基板(S)の外面をプラズマ処理する。
【０１５４】
本発明の一実施形態では、プラズマ処理部620は基板(S)のコーティングされている面を洗浄するか、親水性または疏水性に処理する。
【０１５５】
ここで、親水性または疏水性の性質は、後述するスプレーノズル200で使用される液体の性質を考慮して決定する。
【０１５６】
すなわち、スプレーノズル200で使用される液体が親水性の性質を有するなら、液体が基板(S)の外面に効果的に着弾するように基板(S)の外面が親水性の性質を有するようにプラズマ処理を行う。一方、液体の性質が疏水性の性質であれば基板(S)の外面を疏水性の性質を有するようにプラズマ処理を行う。
【０１５７】
さらに、基板(S)の一部は親水性、残りは疏水性処理をすることができる。つまり、特定のパターンを有するように基板(S)の外面をコーティングする場合、基板(S)外面の特定領域は、液体と同じ性質を有するようにプラズマ処理をし、特定の領域以外の領域は液体と異なる性質を有するようにプラズマ処理をすることにより、液体を特定領域に集中してコーティングすることができる。
【０１５８】
また、本発明の第6実施形態では、プラズマ処理部620は基板(S)を除電したり、帯電させる工程を遂行することができる。ここで、除電は基板(S)上に分布する電荷が不均一に分布している場合に遂行され、帯電は基板(S)上に均一に電荷をコーティングする際に使用される。
【０１５９】
すなわち、プラズマ処理部620を介して、基板(S)を除電または帯電させることにより、後述するスプレーノズル200から噴射される微粒化された液体が基板(S)に、より効果的に着弾することができる。
【０１６０】
一方、本発明の一実施形態では、プラズマ処理部620を介して、基板(S)を親水性または疏水性処理するか、帯電または除電させる工程を遂行することで説明したが、これに限定されるものではない。
【０１６１】
また、本発明の一実施形態では、プラズマ処理部620は大気圧プラズマで設けられることがあるが、これに限定されるものではない。
【０１６２】
上述した液体供給部530及び気体供給部540についての内容は、第5実施形態で説明したものと同じであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１６３】
前記移送部650は、上述した支持部610またはスプレーノズル200のうち少なくともいずれか一つを移送させるものであって、支持部610を移送させる第1移送部651とスプレーノズル200を移送させる第2移送部655とを含む。
【０１６４】
前記第1移送部651は、支持部610を移送させるものであって、本発明の第6実施形態ではレール部652と電極部653を含む。
【０１６５】
前記レール部652は、互いに向かい合う一対のレール部材で設けられ、レール部材の上側に支持部610が装着されることにより支持部610がレール部652に沿ってスライディング移動する。
【０１６６】
また、第1移送部651は、支持部610をレール部材652に沿って移送させること以外にも、レール部材652の上側に回転させるか、支持部610と平行な仮想の平面上で移動可能に設けられることができるが、これに限定されるものではない。
【０１６７】
前記電極部653は、一対のレール部材652との間に設けられ、支持部610が特定位置に到達した場合、支持部610と接触して支持部610に電圧を印加するか接地する。
【０１６８】
ここで、電極部653は一部領域では電圧が印加され、残りの領域では接地されるロール形状に設けられ、回転により選択的に支持部610に電圧を印加するか接地する。
【０１６９】
一方、電極部653はスプリング形態に設けられ、弾性力により支持部610と接触するか離隔されることにより、支持部610に電圧が印加または接地されるようにすることができる。
【０１７０】
前記第2移送部655は、第5実施形態で説明した第2移送部555と同じであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１７１】
前記密閉部660は、プラズマ処理部620及びスプレーノズル200を内部に収容することによって、基板(S)処理工程の際、基板(S)を外部と隔離させ、工程条件を一定に維持させるものである。
【０１７２】
本発明の一実施形態では、基板(S)が供給される流入口661と基板(S)が排出される排出口662が形成され、流入口661及び排出口662側に第1移送部651が延長形成される。
【０１７３】
また、基板(S)のプラズマ処理及びコーティング工程の際、密閉部660の内部が密閉されるように流入口661及び排出口662は開閉可能に設けられる。
【０１７４】
また、密閉部660は、内部に窒素または非活性気体を注入することができるガスチャンネル663が形成されることができるが、これに限定されるものではない。
【０１７５】
一方、効果的なコーティング工程のために、密閉部660は内部のガス濃度、湿度または温度を一定に維持することができるように設けられるが、これに限定されるものではない。
【０１７６】
もう一度説明すると、密閉部660の内部のガス濃度、湿度または温度を測定し、これに基づいて密閉部660の内部が最適のガス濃度、湿度または温度を維持するようにガスチャンネル663などの開放時間などを調節することができる。
【０１７７】
前記センサ部670は、支持部610の位置情報を測定するものである。
【０１７８】
本発明の一実施形態では、センサ部670はレール部652に沿って複数が離隔されて設置され、支持部610の位置を流入区間、プラズマ処理部620の影響を受ける区間、スプレーノズル200の影響を受ける区間、排出区間の4区間に区画して支持部610がどの位置にあるかを測定する。
【０１７９】
前記制御部680は、上述したセンサ部670から支持部610の位置情報の提供を受け、プラズマ処理部620、スプレーノズル200及び移送部650のうち少なくともいずれか一つの作動を制御するものであって、具体的な作動は第5実施形態で説明したものと同じであるため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１８０】
ここからは、上述したスプレーノズルを用いるコーティングシステムの第6実施形態の作動について説明する。
【０１８１】
基板(S)の移送方向を基準として、本発明の第6実施形態に係るスプレーノズルを用いるコーティングシステム600の作動について説明する。
【０１８２】
基板(S)を密閉部660の外側に配置された支持部610に固定させた後、第1移送部(651)を介して支持部610を密閉部660の内側に移動させる。
【０１８３】
ここで、密閉部660の流入口661を介して、支持部610が密閉部660の内側に移動すると流入口661は閉じられ、支持部610はプラズマ処理部620の処理領域に移動する。
【０１８４】
一方、支持部610がプラズマ処理部620の下側まで到達すると、センサ部670を介して、支持部610の位置を把握した制御部680がプラズマ処理部620は支持部610を向かって、より詳しくは基板(S)に向かって、プラズマを放出するようにプラズマ処理部620の作動を制御する。
【０１８５】
基板(S)に向かって放出されるプラズマにより、基板(S)は親水性または疏水性に処理されるか除電または帯電され、これを効果的に遂行するように支持部610は電極部653により電圧が印加されるか接地される。
【０１８６】
図15は、図12に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムで、プラズマ処理部によりプラズマ処理された基板の様子を概略的に示した図である。
【０１８７】
図15を参照すると、本発明の第6実施形態では基板(S)上に「ENJET」という文字の形態でコーティングされるようにプラズマ処理部620を介して「ENJET」で文字の部分は疏水性処理、「ENJET」で余白の部分は親水性処理する。
【０１８８】
一方、プラズマ処理された基板(S)は、第1移送部(651)によりスプレーノズル200の下側に移動し、センサ部670を介して支持部610の位置を把握して制御部680がスプレーノズル200の作動を制御する。
【０１８９】
スプレーノズル200により基板(S)をコーティングする過程は、第1実施形態乃至第4実施形態で上述したため、ここでは詳しい説明を省略する。
【０１９０】
ただし、微粒化された液体の性質により、より詳しくは微粒化された液体の性質が疏水性であるか親水性であるかによって微粒化された液体が「ENJET」の文字の部分側に集中してコーティングされるか、「ENJET」の余白の部分に集中してコーティングされる。
【０１９１】
図16は、図12に係るスプレーノズルを用いたコーティングシステムでスプレーノズルを介して、プラズマ処理された基板をコーティングする様子を概略的に示した斜視図である。
【０１９２】
図16を参照すると、本発明の第6実施形態で使用される液体は疏水性の液体であるため、「ENJET」の文字の部分に集中して基板(S)をコーティングすることによってパターンを形成する。
【０１９３】
一方、スプレーノズル200を介して、コーティングが完了した基板(S)が排出口662側に移送されると、センサ部670は基板(S)の位置を測定して排出口662を開放し、開放された排出口662を介して基板(S)は密閉部660の外側に移送される。
【０１９４】
本発明の権利範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で様々な形態の実施形態で具現することができる。特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも変形可能な多様な範囲まで本発明の請求範囲の記載の範囲内にあるものとみなす。
【符号の説明】
【０１９５】
100     スプレーノズル
110     液体ノズル
120     気体ノズル
130    電圧供給部
140     ケース
S       基板
200    スプレーノズル
240     ケース
300     スプレーノズル
310     液体ノズル
400     スプレーノズル
410     液体ノズル
500     スプレーノズルを用いたコーティングシステム
510     支持部
520     電流測定部
530     液体供給部
540     気体供給部
550     移送部
560     制御部
600     スプレーノズルを用いたコーティングシステム
610     支持部
620     プラズマ処理部
650     移送部
660     密閉部
670     センサ部
680     制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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