산화그래핀 박막 코팅기술 개발 및 특성평가

천영아(Yeong Ah Cheon),남진수(Jin-su Nam),손경수(Kyung Soo Son),임영태(Young Tae Im),안원기(Won Kee Ahn),정봉근(Bong Geun Chung) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.5

산화그래핀 소재를 합성하여 투명한 박막 코팅기술을 개발하고 특성을 평가하였다. 스핀과 스프레이 공정을 동시에 이용하여 산화그래핀을 유리 기판에 균일하게 박막코팅을 하였다. 균일하게 산화그래핀을 스핀-스프레이 공정을 이용하여 박막코팅을 하기 위하여 유리기판을 amine-functional group으로 표면개질을 하였다. 또한, 스핀-스프레이 공정을 이용하여 산화그래핀 박막을 4층까지 적층을 하였고 86% 이상의 투명도를 확보하였다. 이와 같은 합성된 산화그래핀 박막소재의 스핀-스프레이 코팅 기술은 다양한 전자제품들의 display를 대면적으로 코팅할 수 있을 것으로 기대되어진다. In this study, we synthesized graphene oxide and developed novel spin-spray coating technology. The graphene oxide thin film was uniformly coated on amine-functionalized glass surfaces using spin-spray coating technology. We also stacked up to four layers of graphene oxide on glass substrates in a uniform manner. From the results, we infer that this spin-spray coating of graphene oxide thin film could be a powerful tool for various electronic display coating applications.

스핀 코팅에서의 액막의 흐름

김태성 ( Tae Sung Kim ) 한국분무공학회 2013 한국액체미립화학회지 Vol.18 No.3

The flow of a liquid film on spin coating is investigated in the case that the fixed volume of a liquid is placed on the center of a stationary disk. Thin film equations that are well approximated when the characteristic length in the vertical direction is much smaller than that in the radial direction () and have already been proposed in the work of T.-S. Kim & M.-U. Kim(2009), are used. The differential equation that governs the free surface of a liquid when and is also derived. The basic flow is analyzed using the thin film equations and their results are compared to the results of Navier-Stokes equations.

스핀코팅 공정에서의 자유표면변형을 고려한 액적의 유동해석

박재홍(Jae-Hong Park),하응지(Eung-Ji Ha),김우승(Woo-Seung Kim) 대한기계학회 2005 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2005 No.11

In this study, the characteristics of droplet flow in the spin coating process considering the free surface evolution has been examined. Spin coating process is governed by the balance between centrifugal force, gravity force and surface tension force. Numerical simulation is performed by using the commercial CFD package. The numerical model is validated by comparing its results with experimental data of the initial droplet radius for the steady state and convective outflow radius in the spin coating process. The effects of the spin speed and the liquid property on the film radius, height and uniformity have been examined by varying the liquid volume. The film radius and uniformity increase with the speed of the spin and decrease with increasing the viscous coefficient for the same spin speed.

대구경 웨이퍼 스핀코팅 공정 최적화 연구

구준모(Junemo Koo),정정열(Jungyeul Jung),강용태(Yongtae Kang) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.11

A new one-dimensional simulation model to predict the surface coverage and average thickness of coating films obtained from spin coating processes is developed adopting moving mesh technique. The effects of initial profile, d ispensed volume, solvent vapor pressure, relative humidity and initial v iscosity on the coating film geometry are investigated numerically. The initially dispensed volume, solvent vapor pressure, initial viscosity and wafer rotation speed are found to be effective parameters to control the surface coverage and average film thickness. The relations between spin coating process parameters and the film geometry parameters, surface coverage and average film thickness, are derived from the new model. It is found that the photoresist solution consumption per a given size of chips could be reduced by optimizing the operation parameters.

졸 겔법에 의한 TiO2, BaTiO3 박막의 제조와 그 특성에 관한 연구

김하림,정주현 대한시과학회 2019 대한시과학회지 Vol.21 No.2

Purpose : In this study, TiO2, BaTiO3 thin films were prepared from metal naphthenates by sol-geland the properties of the films have been studied. High resolution X-ray diffraction, field emissionscanning electron microscope and UV spectrophotometer were used to analyze film’s property. Purpose : In this study, TiO2, BaTiO3 thin films were prepared from metal naphthenates by sol-gel and the properties of the films have been studied. High resolution X-ray diffraction, field emission scanning electron microscope and UV spectrophotometer were used to analyze film’s property. Methods : The precursor sol was spin-coated onto the soda-lime-silica glass at 1500 rpm for 10 sec. Prefired films were finally annealed at 500℃ for 30 min in air. The crystal structure and crystallinity of the films were investigated by High Resolution X-ray diffraction system. Surface character of the annealed film was evaluated by field emission scanning electron microscope and scanning probe microscope. The transmittances in the UV(200-380 nm), visible(380-750 nm) and NIR(750-900 nm) range was measured by UV visible NIR spectrophotometer. Results : The TiO2 films was crystallized into anatase and BaTiO3 film has not been identified for its peak. The transmittances at visible wavelength range for TiO2, BaTiO3 film was 80% or more, BaTiO3 film had higher UV and blue light blocking than TiO2 film. Conclusion : BaTiO3 film had a higher blocking rate of ultraviolet and blue light than TiO2 film, and the visible light transmission rate was measured at more than 80% from all Film. 목적 : 소다-라임-실리카 유리(soda-lime-silica glass,SG) 기판위에 Ti, Ba-naphthenates를 출발원료로 사용하고 졸겔법으로 나노 결정질 TiO2, BaTiO3 박막을 제조하였다. 박막의 특성을 분석하기 위하여 X-선 회절 분석, 전자현미경, UV스펙트럼을 이용하여 연구하였다. 방법 : 코팅용액을 soda-lime-silica glass 기판 위에 스핀코팅하고 공기분위기에서 500℃에서 열분해시켜 박막을 제조하였다. 제조된 TiO2, BaTiO3 박막의 결정화도는 고분해능 X-선 회절분석법으로 그리고 표면미세구조와 거칠기는 전계 방출 현미경과 원자간력 현미경으로 또 자외선(200〜380 nm), 가시광선(380〜750 nm), 적외선(750〜900 nm) 영역의 투과율은 UV-Visible-NIR 분광광도계로 측정되었다. 결과 : TiO2박막은 아나타제 상이 존재하였으며, BaTiO3 박막은 최고 피크가 확인되지 않았다. 열처리한 TiO2, BaTiO3 박막의 가시광선 투과율은 80% 이상의 투과율을 나타냈으며, BaTiO3 박막은 TiO2 박막보다 자외선 및 청광 차단율이 높았다. 결론 : BaTiO3 박막은 TiO2 보다 자외선 및 청광에 대해 더 높은 차단율이 나타냈으며, 가시광선 투과율은 제조된 모든 박막에서 80% 이상의 투과율이 측정되었다.

A Study of Characteristic and Preparation of TiO2, BaTiO3 Thin Film by Sol-gel Method

Ha-Rim Kim,Ju-Hyun Jeong 대한시과학회 2019 대한시과학회지 Vol.21 No.2

목적 : 소다-라임-실리카 유리(soda-lime-silica glass,SG) 기판위에 Ti, Ba-naphthenates를 출발원료로 사용하고 졸겔법으로 나노 결정질 TiO2, BaTiO3 박막을 제조하였다. 박막의 특성을 분석하기 위하여 X-선 회절 분석, 전자현미경, UV스펙트럼을 이용하여 연구하였다. 방법 : 코팅용액을 soda-lime-silica glass 기판 위에 스핀코팅하고 공기분위기에서 500℃에서 열분해시켜 박막을 제조하였다. 제조된 TiO2, BaTiO3 박막의 결정화도는 고분해능 X-선 회절분석법으로 그리고 표면미세구조와 거칠기는 전계 방출 현미경과 원자간력 현미경으로 또 자외선(200〜380 nm), 가시광선(380〜750 nm), 적외선(750〜900 nm) 영역의 투과율은 UV-Visible-NIR 분광광도계로 측정되었다. 결과 : TiO2박막은 아나타제 상이 존재하였으며, BaTiO3 박막은 최고 피크가 확인되지 않았다. 열처리한 TiO2, BaTiO3 박막의 가시광선 투과율은 80% 이상의 투과율을 나타냈으며, BaTiO3 박막은 TiO2 박막보다 자외선 및 청광 차단율이 높았다. 결론 : BaTiO3 박막은 TiO2 보다 자외선 및 청광에 대해 더 높은 차단율이 나타냈으며, 가시광선 투과율은 제조된 모든 박막에서 80% 이상의 투과율이 측정되었다. Purpose : In this study, TiO2, BaTiO3 thin films were prepared from metal naphthenates by sol-gel and the properties of the films have been studied. High resolution X-ray diffraction, field emission scanning electron microscope and UV spectrophotometer were used to analyze film’s property. Methods : The precursor sol was spin-coated onto the soda-lime-silica glass at 1500 rpm for 10 sec. Prefired films were finally annealed at 500℃ for 30 min in air. The crystal structure and crystallinity of the films were investigated by High Resolution X-ray diffraction system. Surface character of the annealed film was evaluated by field emission scanning electron microscope and scanning probe microscope. The transmittances in the UV(200-380 nm), visible(380-750 nm) and NIR(750-900 nm) range was measured by UV visible NIR spectrophotometer. Results : The TiO2 films was crystallized into anatase and BaTiO3 film has not been identified for its peak. The transmittances at visible wavelength range for TiO2, BaTiO3 film was 80% or more, BaTiO3 film had higher UV and blue light blocking than TiO2 film. Conclusion : BaTiO3 film had a higher blocking rate of ultraviolet and blue light than TiO2 film, and the visible light transmission rate was measured at more than 80% from all Film.

The Optimum Aging Condition in the Percolation Phenomenon in the Preparation for Electrochromic Glasses

Dong Soo Choi,Sunghee Kim,Jaehwa Kim 대한시과학회 2018 대한시과학회지 Vol.20 No.2

목적: 스마트 안경은 안경과 웨어러블 전자기기의 효과적인 융합을 잘 보여주는 어플리케이션이다. 스마 트 안경의 더 발전한 형태로, 전압에 의해 능동적으로 변색되는 안경의 제조도 가능할 것으로 기대된다. 따라서, 졸-겔 법에 의한 전기 변색 박막의 제조 과정에서 퍼콜레이션(percolation) 이론을 도입하여, 최적의 aging 조건을 찾아 전기 변색 코팅 박막 제조의 토대가 되고자 한다. 방법: 졸-겔 법을 이용하여 육 염화 텅스텐과 에탄올을 혼합하여 전기 변색 용액을 제조하였다. Aging에 따른 용액의 특성을 분석하고, ITO glass위에 전기 변색 박막을 코팅한 후, 리튬이온 기반 전해질을 이용하여 전기 변색 특성을 확인하였다. 결과: 졸-겔법으로 제조된 전기 변색 용액은 aging에 따라 텅스텐과 산소의 결합이 달라지며, 이것을 적 외선 분광법으로 분석하였다. WO3/ITO glass의 가시광선 전 영역의 광 투과도(시감 투과도)를 측정한 결과, aging에 따라 변색효율의 차이를 보였다. 또한, percolation이 충분히 진행되기 전 샘플의 경우, 광 투과도 가 착색 시 43.0 %, 탈색 시 63.6 %로 1.10의 가장 높은 광밀도를 보였다. 또한, aging이 충분히 진행된 후의 샘플은 착색 시 광 차단 효과가 좋은 결과값을 보였다. 결론: 졸-겔 법에 의해 제조된 변색 용액으로 전기 변색 유리를 제작하였을 때, 용액의 aging에 따라 광 학적 특성이 달라짐을 확인하였다. 긴 시간 aging하는 경우, 변색 효율을 가늠하는 광밀도가 감소하였다. 따라서, 변색효율이 좋은 렌즈가 필요한 경우, percolation 임계 점 이하의 aging 시간이 짧은 용액을 사용 하는 것이 좋으며, 진한 착색이 필요한 광학 샘플이 필요한 경우는 긴 시간 에이징한 용액으로 코팅막을 제 조하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 이러한 코팅 박막에 대한 기초 조건의 연구가 향후 스마트 안경 등의 제작 시 참고가 될 것으로 기대된다. Purpose : Smart glasses are the effective application of wearable electronic devices and glasses. It can be expected that the manufacture of chromic glasses actively performed by the applied voltage will be possible. Therefore, we have studied the percolation threshold affected the electrochromic property in sol-gel fabrication method to optimize aging condition for the fabrication electrochromic coating. Methods : Electrochromic solution was synthesized using tungsten hexachloride and ethanol in sol-gel process. The solution samples were analyzed based on the aging. And electrochromic properties were tested, when the ITO glass substrates were coated with electrochromic coating, using a lithium ion base electrolyte. Results : The electrochromic solution samples synthesized by the sol-gel method have different bindings of tungsten and oxygen according to aging. This samples were analyzed by infrared spectroscopy. As a result of measuring the optical transmittance (luminous transmittance) of the whole visible light region of WO3/ITO glass, the aging affected the chromic efficiency. In addition, the sample that is not percolated has the optical transmittance of 43.0 % at the colored state and 63.6% at the bleached state, with the highest optical density of 1.10 among samples. The sample that is aged for a long time turned out to be the darkest in the colored state. Conclusions : The electrochromic thin films, prepared by the sol-gel method, were investigated their optical properties according to aging. In the case of aging for a long time, the optical density was decreased. Therefore, when a lens with good chromic efficiency is required, it is preferable to use a solution having a shorter aging time than the percolation threshold. If an optical sample requires dark coloring, it is better to use a long-aged solution. We expect the study of basic conditions for these thin film coatings to serve as a reference for the fabricating electrochromic smart glasses in the future.

Spin coating을 이용한 Polystyrene/MWCNT 초소수 표면 제작

김희경(Hee-kyeong kim),조영삼(Young-sam cho) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12

Ti-naphthenate를 이용하여 제조한 광감응성 TiO₂ 박막의 광학적 및 구조적 특성

임용무(Yong Moo Lim),정주현(Ju Hyun Jung),황규석(Kyu Seog Hwang) 한국안광학회 2005 한국안광학회지 Vol.10 No.3

스핀코팅에서의 액막 거동에 대한 수치적 연구

안효제(Hyojae Ahn),손기헌(Gihun Son) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12