【발명의 명칭】

대면적기판 나노입자 코팅장치 【기술분야】

본 발명은 기판 코팅장치에 관한 것으로서， 보다 자세히는 대면적기판의 표면에 나노입자를 단일층으로 고속 코팅하는 대면적기판 나노입자 코팅장치에 관한 것이다. 【배경기술】

최근 표면의 기능성을 높이기 위하여 나노입자를 많이 사용하고 있다. 나노입자를 이용한 바이오센서， 태양전지， 광소자 등의 개발과 다충의 균일한 나노입자층을 이용하여 다양한 구조색을 구현하는 예가 2001년 Nature지에 Y. A. Vlasov등에 발표된 예가 있다. (Y. A. Vlasov et al . Nature 414, 289 (2001)) 이러한 기능을 좋은 효율로 발현하기 위하여 표면에 나노입자를 규칙적으로 균일하게 코팅하는 것은 매우 중요한 기술로 스핀코팅， Lagumuir-Blodgett , dip-coating, floating transfer 등의 습식방법과 레이저빔을 이용하는 optical tweezer방법， 전기장을 이용하는 electrophoret ic assembly방법， 건식방법을 이용하는 epitaxy growth 방법들이 있다. 하지만 이러한 방법들은 연구개발을 위한 목적으로 사용되어 발표되었으며 지금까지 넓은 면적으로 나노입자를 균일하게 코팅한 예는 Nano letters지에 발표된 바코팅을 사용한 경우 (Y. Cui et al. Nano letters 10， 2989 (2010))가 유일하며 이때 코팅된 면적은 30cm ² 으로 보고되어지고 있는데 이는 상업적으로 활용되기에는 여전히 작은 면적이다. 따라서， 아직까지 디스플레이 1세대 이상의 면적에서 빠른 속도로 나노입자를 단일층 또는 원하는 다층으로 코팅하는 기술은 해결해야할 문제들이 많다.

LCD 등 플랫 패널 디스플레이를 제조하는 공정에서는 유리 등으로 제작된 피처리 기판의 표면에 레지스트액 등의 약액을 도포하는 코팅공정이 수반된다. 기판 코터 장치는 공개특허 제 10-2011-0073996호 "기판 코터 장치의 약액 공급 방법 및 약액 공급 기구' '에 개시된 바 있다. 도 1은 종래 기판 코터 장치 ( 10)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 종래 기판 코터 장치 (10)는 피처리기판 (S)이 적재되는 스테이 (13) 상에 코팅블레이드 (13)가 구비된다. 기판 코터 장치 (10)는 피처리기판 (S) 표면에 노즐 (15)이 코팅액 (A)을 공급하면 코팅블레이드 ( 13)가 이동하며 피처리기판 (S) 표면에 얇게 도포하여 코팅하는 방식이다.

그런데， 최근 피처리기판의 크기가 대형화되면서 피처리기판 (S) 표면에 코팅액 (A)을 비연속적으로 공급한 후 코팅블레이드 (13)가 코팅할 경우 전체 코팅 시간이 지연되는 문제가 있었다.

또한, 코팅블레이드 (13)가 코팅액 (A)을 가압하여 피처리기판 (S) 표면에 코팅을 할 경우， 코팅액이 균일하게 피처리기판 (S) 표면에 코팅층을 형성하기 어려운 문제가 있다. 더구나， 기판의 크기가 대형화될수록 균일도를 유지하기가 어려운 문제가 있다.

【발명의 상세한 설명】

【기술적 과제】

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로， 나노입자코팅액을 코팅수단에 연속적으로 공급하여 고속으로 대면적기판의 코팅을 완료할 수 있는 대면적기판 나노입자 코팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 코 _. 팅블레이드와 기판 사이의 메니스커스를 형성하여 기판 표면에 균일한 나노입자 코팅층을 형성할 수 있는 대면적 기판 나노입자 코팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 피처리 기판의 크기에 따라 복수개의 공급노즐을 도입하여 코팅시간을 더욱 단축시킬 수 있는 대면적 기판 나노입자 코팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 피처리 기판의 종류와， 나노입자코팅액의 종류 등을 고려하여 코팅블레이드와 코팅바를러를 선택적으로 사용할 수 있는 대면적 기판 나노입자 코팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다. 【기술적 해결방법】

본 발명의 목적은 대면적기판 나노입자 코팅장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 대면적기판 나노입자 코팅장치는, 상면에 피처리기판이 흡착지지되며 직선이동가능하게 구비되는 스테이와; 상기 피처리기판과 일정간격 이격되게 수직 배치되는 코팅블레이드와; 상기 코팅블레이드의 표면으로 나노입자코팅액을 공급하는 공급노즐을 포함하며， 상기 피처리기판과의 이격 공간으로 상기 공급노즐로부터 공급된 나노입자코팅액이 모세관현상에 의해 메니스커스를 형성하고, convect ive assembly에 의해 나노입자코팅이 이루어진다. 즉， 상기 스테이가 이동됨에 상기 피처리기판 표면에 나노입자가 도포됨으로써 나노코팅층이 형성된다.

일 실시예에 따르면， 상기 코팅블레이드는， 코팅블레이드본체와; 상기 코팅블레이드본체의 하부영역으로 연장형성되며 일측면의 폭이 아래로 갈수록 줄어들게 형성된 경사부를 포함하며, 상기 공급노즐은 상기 경사부에 접촉되게 배치되어 상기 나노입자코팅액을 상기 경사부의 표면으로 직접 공급한다.

일 실시예에 따르면， 상기 코팅블레이드는 상기 피처리기판의 폭과 대웅되는 폭을 갖도록 형성되고, 상기 메니스커스가 상기 코팅블레이드의 폭 방향을 따라 형성되면， 상기 스테이가 상기 피처리기판의 길이방향을 따라 이동된다.

일 실시예에 따르면, 나노코팅액이 저장되는 코팅액탱크와; 상기 코팅액탱크의 나노입자코팅액을 상기 공급노즐로 공급하는 공급관을 포함한다. 일 실시예에 따르면， 상기 공급노즐은 상기 코팅블레이드의 폭방향으로 일정간격으로 복수개가 형성된다.

일 실시예에 따르면， 상기 복수개의 공급노즐로 나노입자코팅액을 각각 공급하는 복수개의 공급관을 더 포함하며，상기 복수개의 공급관은 동일한 길이로 형성되며 상기 복수개의 공급노즐로부터 분사되는 나노입자코팅액 분사압력이 동일해지도록 구비된다.

일 실시예에 따르면， 상기 코팅블레이드와 이격되게 배치되고， 상기 코팅블레이드와 선택적으로 사용되며 상기 피처리기판에 나노입자코팅액을 코팅하는 코팅바를러를 더 포함한다.

일 '실시예에 따르면， 상기 코팅블레이드의 피처리기판에 대한 높이를 조절하는 제 1높이조절부와; 상기 코팅바를러의 피처리기판에 대한 높이를 조절하는 제 2높이조절부를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면， 상기 제 1높이조절부를 구동하는 구동부; 및 상기 피처리기판과 상기 코팅블레이드간에 메니스커스가 형성되도록， 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부；를 더 포함한다.

【유리한 효과】

본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치는 코팅블레이드 또는 코팅바를러의 표면에 직접 나노입자코팅액을 공급하고 피처리기판과의 사이에 메니스커스를 형성하여 나노입자코팅층을 형성한다. 이에 의해 전 면적에 걸쳐 균일한 나노입자코팅충이 형성될 수 있다.

또한， 연속적으로 나노입자코팅액이 공급되므로 고속으로 피처리기판의 코팅과정이 완료될 수 있다.

또한， 기판의 종류， 나노입자코팅액의 종류 등을 고려하여 코팅블레이드와 코팅바롤러 중 보다 고품질의 코팅효율을 나타내는 것을 선택하여 사용할 수 있다.

【도면의 간단한 설명】 ^'

도 1은 종래 기판 코터 장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 일례를 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 코팅블레이드의 사용과정을 도시한 예시도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 나노입자코팅액 공급과정을 도시한 예시도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 나노입자코팅층 형성과정을 도시한 예시도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 코팅바를러의 사용과정을 도시한 예시도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 코팅바를러를 통한 나노입자코팅층 형성과정을 도시한 예시도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리기판에 150nm 직경의 폴리스티렌 나노입자가 코팅된 상태의 전자현미경 사진이다.

도 12는 본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치에서의 메니스커스 현상을 설명하기 위한 도면이다.

【발명의 실시를 위한 형태】

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며， 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제 ^' 공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2는 본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 ( 100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이고， 도 3은 본 발명에 다른 대면적기판 나노입자 코팅장치 ( 100)의 실제 적용예를 도시한 사시도이다.

나노입자 코팅 공정에는 나노입자 종류 및 직경， 나노입자코팅액의 농도， 용매의 종류， 나노입자코팅액에 첨가되는 화합물, 블레이드 또는 바를러와 기판간의 간격, 블레이드와 기판의 젖음성， 블레이드 두께， 바를러의 크기 (와이어 직경)， 나노입자코팅액의 주입속도 및 양， 나노코팅의 속도 등의 공정 변수들이 존재하며， 이러한 변수들을 변화시키면 입자가 고루 잘 코팅된 높은 coverage의 단일층， 또는 다층의 코팅층을 얻을 수 있다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100)는 피처리기판 (S)의 표면에 나노입자를 포함하는 나노입자코팅액 (A)을 도포하여 나노입자가 단일충으로 배열된 나노입자코팅층 (MC)을 형성한다.

여기서, 피처리기판 (S)은 적어도 디스플레이 2세대인 370醒 ^χ 470瞧 이상의 대면적이 사용될 수 있다. 물론， 경우에 따라 상술한 규격보다 작은 피처리기판이 사용될 수도 있다.

나노입자코팅액 (A)은 피처리기판 (S)의 코팅목적에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다. 즉， 전도성을 향상， 방수성능 향상， 빛의 반사조절， 바이오센서 등의 목적에 따라 금나노입자, 실리카나노입자， 고분자나노입자, 및 /또는 금속나노입자 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100)는 피처리가판 (S)이 적재되는 스테이 (110)와， 스테이 (110)의 상면에 배치되는 코팅블레이드부 (120)와， 코팅블레이드부 (120)와 수평하게 이격 배치되는 코팅바롤러부 (130)와， 코팅블레이드부 (120)와 코팅바롤러부 (130)로 나노입자코팅액 (A)을 공급하는 코팅액공급부 (150)와， 코팅바를러부 (130)와， 코팅블레이드부 (120), 코팅액공급부 (150)를 지지하는 지지프레임 (140), 및 스테이 (110)를 이송시킬 수 있는 스테이 이송부 (115)를 포함한다.

스테이 (110)는 코팅과정이 진행되는 동안 피처리기판 (S)의 위치를 고정한다. 스테이 (110)는 피처리기판 (S)의 면적 보다 크게 진행된다. 스테이 (110)의 판면에는 피처리기판 (S)을 고정시키기 위한 복수개의 흡착공 (111)이 구비된다. 흡착공 (111)은 진공압형성부 (113)에 의해 형성되는 진공압을 피처리기판 (S)으로 이가하여 피처리기판 (S)을 스테이 (110) 표면에 흡착시킨다. 이에 의해 피처리기판 (S)의 위치가 안정적으로 고정될 수 있다. 진공압형성부 (113)는 제어부 (160)의 제어에 의해 진공압을 형성 또는 해제하여 피처리기판 (S)을 스테이 (110) 표면에 구속시키거나 구속상태를 해제할 수 있다.

한편， 스테이 (110)는 피처리기판 (S)의 길이방향으로 이동가능하게 구비된다. 스테이 (110)는 스테이이송부 (115)에 의해 이동된다. 스테이이송부 (115)는 코팅블레이드부 (120)에 대해 피처리기판 (S)이 상대이동되게 하여 피처리기판 (S) 표면에 나노입자코팅층 (MC)이 형성되도록 한다.

제어부 (160)는 진공압형성부 ( 113)와 스테이이송부 ( 115)의 동작을 제어할 수 있다. 또한， 제어부 (160)는 제 1높이조절부 ( 125)와 제 2높이조절부 (133)의 동작을 제어할 수 있다.

제어부 (160)는 피처리기판 (S)과 코팅블레이드 ( 120) 사이에 메니스커스 (M)가 형성된 후에， 스테이이송부 ( 115)가 스테이 ( 110)를 이동하도록 제어한다.

스테이이송부 (115)는 LM 가이드 방식으로 구현되거나, 이송벨트 및 이송풀리의 조합 또는 기어와 이송축의 조합 등으로 다양하게 구현될 수 있다. 도 4는 피처리기판 (S)의 나노입자코팅에 코팅블레이드부 ( 120)가 사용될 때의 구성을 도시한 예시도이고, 도 5는 코팅블레이드부 (120)에 의해 나노입자코팅층 (MC)이 형성되는 과정을 도시한 예시도이고， 도 6은 코팅블레이드부 (120)의 경사부 (123)와 피처리기판 (S) 사이의 이격 공간에 나노입자코팅액 (A)이 공급되는 과정을 도시한 예시도이다.

코팅블레이드부 (120)는 피처리기판 (S)의 표면에 나노입자코팅층 (MC)을 형성한다. 코팅블레이드부 (120)는 피처리기판 (S)에 대해 수직방향으로 배치되는 코팅블레이드본체 (121)와， 코팅블레이드본체 (121)의 하부로 연장형성된 경사부 ( 123)를 포함한다. 코팅블레이드본체 (121)는 피처리기판 (S)의 폭 (L, 도 6 참조)에 대웅되는 폭을 갖도록 형성된다.

코팅블레이드본체 (121)는 도 3에 도시된 바와 같이 양단이 지지프레임 ( 140)에 결합된다. 이 때， 코팅블레이드본체 (121)는 제 1높이조절부 (125)에 의해 상하 높이가 가변되게 구비된다.

경사부 ( 123)는 코팅블레이드본체 ( 121)의 하부로 연장형성된다. 경사부 ( 123)는 측단면의 폭이 아래로 갈수록 좁아지게 형성된다. 이에 따라 경사부 (123)의 측면이 경사면올 형성하게 된다. 경사면 상에 공급노즐 (153)이 배치되어 나노입자코팅액 (Α)이 경사면을 따라 이동하며 경사부 (123)의 하단면 ( 124)과 피처리기판 (S)사이의 이격거리 (d)사이로 공급되도록 한다. 이렇게 공급된 나노입자코팅액 (A)이 도 5에 확대도시된 바와 같이 이격거리 (d)에서 서로 웅집되면서 일정형상의 메니스커스 (M)를 형성하게 된다. 도 12를 참조하면， 피처리기판 (S)과 하단면 (124) 사이에 메니스커스 (M)가 형성된 예를 알 수 있다. 코팅블레이드 본체 ( 121)은 나노입자코팅액 (A)의 종류와 공급속도， 메니스커스 (M)의 형상 등을 고려하여 적절한 경사각도를 가지도록 코팅 시 각도조절이 가능하게 지지프레임 ( 140)에 부착되어 있으며 이로 인해 코팅층의 coverage를 조절할 수도 있다.

본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100)는 피처리기판 (S)의 나노입자코팅을 위해 코팅블레이드부 (120)와 코팅바를러부 (130)가 선택적으로 사용될 수 있다. 피처리기판 (S)의 종류, 나노입자코팅액 (A)의 성분 등을 고려하여 코팅효율이 보다 나은 것으로 선택하여 사용된다.

코팅블레이드부 ( 120)를 나노입자코팅에 사용할 때는 도 4에 도시된 바와 같이 코팅블레이드부 ( 120)가 피처리기판 (S)과 근접한 높이로 위치하고 코팅바롤러부 (130)는 피처리기판 (S)으로부터 일정높이 (h2) 이격되게 배치된다. 반면， 코팅바롤러부 ( 130)를 나노입자코팅에 사용할 때는 도 7에 도시된 바와 같이 코팅바를러부 ( 130)를 피처리기판 (S)과 근접한 높이로 위치시키고 코팅블레이드부 (120)를 일정높이 (h2) 이격되게 배치시킨다.

이를 위해서, 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100)는 코팅블레이드부 ( 120)의 높이 -피처리기판 (S)으로부터의 높이-를 조절할 수 있는 거 U높이조절부 ( 125)와， 코팅바를러부 (130)의 높이 -피처리기판 (S)으로부터의 높이-를 조절할 수 있는 제 2높이조절부 ( 133)를 더 포함한다.

본 발명이 속한 기술분야에 속한 자 ( '당업자' )는 게 1높이조절부 (125)와 제 2높이조절부 (133)를 이용하여 코팅블레이드부 (120) 또는 코팅바를러부 (130) 중 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있으며， 또한 제 1높이조절부 ( 125)를 사용하여 메니스커스 (M)가 형성되도록 할 수 있다.

제 1높이조절부 (125)는 예를 들면 도 3에 도시된 바와 같이 높이조절게이지와, 높이표시부 ( 125a)로 구비된다. 따라서 당업자는 높이표시부 ( 125a)에 디지털방식으로 표시되는 코팅블레이드본체 (121)의 높이를 육안으로 확인하며 정밀하게 높이를 조절할 수 있다.

한편， 게 1높이조절부 (125)는 나노입자코팅액 (A)의 성분과 피처리기판 (S)의 종류에 따라 피처리기판 (S)과 코팅블레이드본체 (121)의 이격 공간 조절을 위해 사용될 수도 있다. 피처리기판 (S)과 코팅블레이드본체 (121) 간의 이격 공간 사이에 나노입자코팅액 (A)이 공급되고 메니스커스 (M)가 형성된다. 이 때， 메니스커스 (M)의 형성에 이격 공간이 중요한 팩트가 되므로 당업자는 이격 공간을 미세하게 조절한다.

코팅바를러부 (130)는 피처리기판 (S)에 나노입자코팅층을 형성한다. 코팅바를러부 (130)는 코팅블레이드부 ( 120)와 선택적으로 사용된다. 코팅바롤러부 ( 130)는 나노입자코팅액 (A)을 피처리기판 (S) 상에 코팅한다.

코팅바를러부 ( 130)의 종류와 크기 (와이어 직경 )은 피처리기판 (S)과의 이격 공간 (d) 상에 형성되는 메니스커스 (M)의 형상을 고려하여 설계될 수 있다. 코팅바롤러부 (130)는 제 2높이조절부 (133)에 의해 피처리기판 (S)으로부터의 높이가 조절될 수 있다. 제 2높이조절부 (133)는， 예를 들면, 제 1높이조절부 ( 125)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

지지프레임 (140)은 코팅블레이드부 (120)와， 코팅바를러부 ( 130) 및 코팅액공급부 ( 150)를 지지한다. 지지프레임 (140)은 도 3에 도시된 바와 같이 코팅블레이드부 ( 120)와， 코팅바롤러부 ( 130)의 상면에 수평하게 배치된다. 지지프레임 ( 140)이 코팅블레이드부 ( 120)와 코팅바를러부 (130)의 상면을 커버하여 나노입자코팅 과정 중에 나노입자코팅액 (A)과 코팅영역에 이물질 등이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

지지프레임 (140)의 양단부에는 수직하게 형성된 한 쌍의 수직프레임 ( 141)이 구비된다. 한 쌍의 수직프레임 (141)에 코팅바롤러부 ( 130)의 지지축 (135)과 노즐지지프레임 (157)이 결합된다.

코팅액공급부 ( 150)는 코팅블레이드부 (120) 또는 코팅바를러부 (130)로 나노입자코팅액을 공급한다. 코팅액공급부 (150)는 나노입자코팅액 (A)이 저장되는 코팅액탱크 ( 151)와， 코팅블레이드부 ( 120) 또는 코팅바롤러부 (130)로 코팅액을 직접 공급하는 공급노즐 ( 153)과， 코팅액탱크 (151)와 공급노즐 ( 153)을 연결하는 공급관 ( 155)과， 지지프레임 ( 140)에 고정되는 노즐지지프레임 (157)과， 노즐지지프레임 (157)에 공급노즐 (153)을 고정시키는 고정지그 ( 154)를 포함한다. 코팅액탱크 ( 151)는 나노입자코팅액 (A)이 저장된다. 코팅액탱크 (151)는 일정한 압력으로 나노입자코팅액 (A)을 공급노즐 ( 153)로 공급한다.

공급노즐 (153)은 공급관 (155)을 통해 공급받은 나노입자코팅액 (A)을 코팅블레이드부 (120) 또는 코팅바롤러부 (130)로 공급한다. 공급노즐 ( 153)은 단부 ( 153a)가 코팅블레이드부 (120)의 경사부 (123)와 접촉되도록 배치되어 나노입자코팅액 (A)을 경사부 (123)의 경사면으로 직접 분사한다.

노즐지지프레임 (157)은 도 3에 도시된 바와 같이 수직프레임 (141) 사이에 수평하게 설치된다. 고정지그 (154)는 노즐지지프레임 (157) 상에 고정되어 공급노즐 (153)의 위치가 안정적으로 고정되도록 한다. 공급노즐 (153)의 위치가 이동될 경우 코팅과정 동안 나노입자코팅액 (A)의 교란이 발생될 수 있다. 이에 고정지그 (154)는 공급노즐 (153)의 위치를 견고하게 고정시킨다.

도면에 도시되지 않았으나 공급관 (155) 또는 공급노즐 (153)의 일측에는 공급노즐 (153)을 개폐하는 개폐밸브 (미도시)가 구비된다. 개폐밸브 (미도시)는 제어부 (160)의 제어에 의해 구동된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100)의 사용과정을 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 스테이 (110)의 상면에 피처리기판 (S)의 안착시킨다. 진공압형성부 (113)를 구동시켜 스테이 (110) 상면에 진공압을 형성시킨다. 이에 의해 피처리기판 (S)이 스테이 (110)에 흡착되어 위치가 고정된다.

피처리기판 (S)의 코팅에 코팅블레이드부 (120)가 사용되는 경우를 먼저 설명한다. 도 4에 도시된 바와 같이 코팅블레이드부 (120)의 높이를 피처리기판 (S)과 근접하게 조절하고， 코팅바를러부 (130)의 높이를 피처리기판 (S)과 이격되게 조절한다.

노즐지지프레임 (157) 상에 공급노즐 (153)을 고정시킨다. 개폐밸브 (미도시 )를 개방하면 코팅액탱크 (151)로부터 나노입자코팅액 (A)이 공급노즐 (153)로 공급된다. 단부 (153a)를 통해 나노입자코팅액 (A)이 경사부 (123)의 경사면으로 공급된다.

도 5에 도시된 바와 같이 경사부 (123)의 경사면을 따라 이동된 나노입자코팅액 (A)은 피처리기판 (S)과 경사부 (123)의 하단면 (124) 사이의 이격거리로 유입되고 일정 형상의 메니스커스 (M)가 형성된다. 메니스커스 (M)는 도 6에 도시된 바와 같이 피처리기판 (S)의 폭방향을 따라 좌우로 점차 확산되어 이동된다.

공급노즐 (153)을 중심으로 좌우로 점차 확산된 나노입자코팅액 (A)이 피처리기판 (S)의 전체 폭을 커버하도록 공급되면， 스테이이송부 (115)가 구동되어 스테이 ( 110)가 진행방향으로 이동된다. 이에 의해 메니스커스 (M)를 형성하는 나노입자가 도 5에 확대도시된 바와 같이 피처리기판 (S)의 표면에 한 층으로 펼쳐지면서 나노입자코팅충 ( _MC )을 형성하게 된다.

이 때， 공급노즐 ( 153)이 연속하여 나노입자코팅액 (A)을 경사부 (123)로 공급하고 스테이이송부 (115)에 의해 스테이 (110)가 이동되므로 빠른 속도로 코팅과정이 형성될 수 있다. 코팅속도는 나노입자코팅액 (A)의 종류와 피처리기판 (S)의 종류에 따라 달라질 수 있으나 1초에 lcm~3cm만큼 이동될 수 있다. 따라서, 대면적기판도 빠르게 코팅과정을 완료할 수 있다.

또한, 나노입자코팅액 (A)이 피처의기판 (S)과 경사부 (123) 사이의 계면에 형성되는 메니스커스 (M)에 의해 나노입자코팅층 (MC)이 형성된다. 따라서ᅳ 나노입자가 한 층으로 균일하게 배열되어 나노입자코팅층 (MC)이 전영역에 걸쳐 균일하게 형성될 수 있다.

한편， 도 7은 코팅바롤러부 ( 130)를 이용해 나노입자코팅층 (MC)을 형성하는 과정을 도시한 예시도이다. 코팅바를러부 (130)를 피처리기판 (S)과 근접하게 높이를 조절하고, 코팅블레이드부 (120)를 피처리기판 (S)과 이격되게 높이를 조절한다.

그리고， 코팅바를러부 (130)와 근접하게 공급노즐 ( 153)을 배치하고, 공급노즐 (153)의 단부가 코팅바를러 (131)의 표면과 접촉되게 배치한다. 개폐밸브 (미도시)를 개방하면 공급노즐 ( 153)로부터 나노입자코팅액 (A)이 공급된다.

도 8에 도시된 바와 같이 코팅바롤러 ( 131)와 피처리기판 (S) 사이의 이격거리로 나노입자코팅액 (A)이 공급되고 메니스커스 (M)가 형성된다. 이 상태에서 스테이 ( 110)가 이동되면 피처리기판 (S) 표면에 나노입자코팅층 (MC)이 형성된다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 피처리기판 (S) 표면에 나노입자가 한 층으로 균일하게 배열되는 나노입자코팅층 (MC)이 형성된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치는 코팅블레이드 또는 코팅바를러의 표면에 직접 나노입자코팅액을 공급하고 피처리기판과의 사이에 메니스커스를 형성하여 나노입자코팅층을 형성한다ᅳ 이에 의해 전 면적에 걸쳐 균일한 나노입자코팅층이 형성될 수 있다. 또한， 연속적으로 나노입자코팅액이 공급되므로 고속으로 피처리기판의 코팅과정이 완료될 수 있다.

또한， 기판의 종류， 나노입자코팅액의 종류 등을 고려하여 코팅블레이드와 코팅바롤러 중 보다 고품질의 코팅효율을 나타내는 것을 선택하여 사용할 수 있다.

한편， 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100a)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100)는 한 개의 공급노즐 (153)이 나노입자코팅액 (A)을 코팅블레이드부 (120) 또는 코팅바를러부 (130)로 분사하여 코팅이 진행되었다. 이에 의해 한 개의 공급노즐 (153)을 중심으로 피처리기판 (S)의 전체 폭으로 메니스커스 (M)가 형성되는데까지 상당 시간이 소요될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치 (100a)는 이러한 점을 개선하기 위해 복수개의 공급노즐 (153,153a, 153b)을 일정간격으로 배치한다. 그리고， 복수개의 공급노즐 (153 ,153a ,153b)에서 동시에 나노입자코팅액 (A)을 공급한다ᅳ

이에 의해 거 11공급노즐 (153)로부터 공급된 나노입자코팅액 (A)이 제 1폭 (wl)만큼 메니스커스 (M)를 형성하고， 제 2공급노즐 (153a)이 제 2폭 (w2)만큼 메니스커스 (M)를 형성하고 제 3공급노즐 (153a)이 제 3폭 (w3)만큼 메니스커스 (M)를 형성한다. 따라서, 한 개의 공급노즐 ₍₁₅₃₎ 을 사용할 때와 비교할 때 피처리기판 (S)의 전체 폭으로 나노입자코팅액 (A)의 메니스커스 (M)를 형성하는 시간이 1/3로 줄어들게 된다.

따라서， 나노입자코팅 시간을 보다 더 고속으로 구현할 수 있다.

여기서， 복수개의 공급노즐 (153， 153a, 153b)을 사용할 경우 복수개의 공급관 (155)이 사용되어야 한다. 이 때， 복수개의 공급노즐 (153 ,153a ,153b)로부터 분사되는 나노입자코팅액 (A)은 동일한 압력으로 분사되어야 한다. 이를 위해 복수개의 공급관 (155)의 길이를 동일하게 유지시키고 코팅액탱크 (151) 내부에서 각 공급관 (155)으로 나노입자코팅액 (A)이 동일한 압력으로 분산되어 공급되도록 한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 따른 대면적기판 나노입자 코팅장치의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 10을 참조하면， 본 대면적기판 나노입자 코팅장치는， 피처리기판 (S)이 적재되는 스테이 (210)와，스테이 (210)의 상면에 배치되는 코팅블레이드부 (220)와， 코팅블레이드부 (220)와 수평하게 이격 배치되는 코팅바를러부 (230)와， 코팅블레이드부 (220)와 코팅바를러부 (230)로 나노입자코팅액 (A)을 공급하는 코팅액공급부 (250)와， 코팅바를러부 (230)와， 코팅블레이드부 (220)， 코팅액공급부 (250)를 지지하는 지지프레임 (240) , 및 스테이 (210)를 이송시킬 수 있는 스테이 이송부 (215)， 코팅블레이드부 (220)의 높이 -피처리기판 (S)으로부터의 높이ᅳ를 조절할 수 있는 제 1높이조절부 (225)， 코팅바를러부 (230)의 높이ᅳ피처리기판 (S)으로부터의 높이ᅳ를 조절할 수 있는 제 2높이조절부 (233)， 게 1높이조절부 (225)를 구동시키는 제 2구동부 (226)， 제 2높이조절부 (233)를 구동시키는 제 1구동부 (232) , 및 제어부 (260)를 포함한다.

도 2의 실시예와 비교하면， 도 10의 대면적기판 나노입자 코팅장치는 게 1높이조절부 (225)를 구동시키는 게 2구동부 (226) , 제 2높이조절부 (233)를 구동시키는 제 1구동부 (232)를 더 포함하고 있고， 이들 구동부들을 각각 제어부 (260)가 제어한다는 점에서 차이가 있다.

제어부 (260)는 게 1높이조절부 (225)를 구동시키는 제 2구동부 (226)와， 제 2높이조절부 (233)를 동작시키는 제 1구동부 (232) 등의 동작을 제어할 수 있다. 또한， 제어부 (260)는 메니스커스 (M)가 형성되도록 나노입자코팅액 (A)의 성분과 피처리기판 (S)의 종류에 따라서 이격 공간이 형성되도록， 제 1높이조절부 (225)의 동작을 제어할 수 있다.

제어부 (260)는， 진공압형성부 (213)와 스테이이송부 (215)의 동작을 제어하며，

여기서 피처리기판 (S)과 코팅블레이드 (220) 사이에 메니스커스 (M)가 형성된 후에， 스테이이송부 (215)가 스테이 (210)를 이동하도록 제어한다.

이상 도 10의 대면적기판 나노입자 코팅장치에서 설명하지 않은 구성요소들은， 도 2의 대면적기판 나노입자 코팅장치에서 유사한 도면번호가 부여된 구성요소들과 동일 또는 유사하게 동작하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리기판에 150nm 직경의 폴리스티렌 나노입자가 코팅된 상태의 전자현미경 사진을 보여준다. 직경이 150 nm인 폴리스티렌 나노입자를 에탄을에 5%의 농도로 만들어 나노입자코팅액을 준비하였고, 블레이드와 기판과의 간격은 300um로 유지하며 코팅속도는 10議 /s로 하여 나노입자코팅을 시행하였다. 이렇게 얻어진 비교적 균일한 나노입자코팅층은 플라즈마내에서 유리를 보호하는 마스크로 사용되어， 나노식각공정 후 얻어진 나노필라를 표면에 가진 유리는 탁월한 반사방지효과를 보여 투과도가 96%까지 증가됨을 확인하였다.

이상에서 설명된 본 발명의 대면적기판 나노입자 코팅장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있올 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한， 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

[부호의 설명]

100 대면적기판 나노입자 코팅장치 110 스테이

111 흡착공 113 진공압형성부

115 스테이이송부 120 코팅블레이드부

121 코팅블레이드본체 123 경사부

124 하단면 125 제 1높이조절부

130 코팅바를러부 131 코팅바를러

133 제 2높이조절부 135 지지축

140 지지프레임 141 수직프레임

150 코팅액공급부 151 코팅액탱크

153 고그

ᄋ ᄇ丄!—즈 154 고정지그

155 공급관 157 노즐지지프레임

160 제어부