• 대한기계학회논문집A
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• 제39권9호
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• pp.937-945
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• 2015

본 연구에서는 코팅 공정에 사용되는 슬롯다이(slot-die)에 대해 조건에 따른 코팅 성능을 연구하였다. 슬롯다이 코팅은 코팅 되는 필름의 속도, 코팅액의 점도 그리고 슬롯다이로 주입 되는 압력에 따라 코팅 품질이 많이 달라진다. 따라서 본 논문에서는 CFD 코드를 이용하여 안정적인 코팅을 위한 최적의 조건을 찾았다. 다양한 코팅액의 점도와 슬롯다이 입구의 압력 그리고 코팅 필름의 속도에 대해서 해석을 수행하였다. 그 결과로 $5kgf/cm^2$의 압력과 100cps 의 점도 그리고 20m/min 의 속도 조합에서 가장 안정적으로 코팅액이 잘 도포되었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.918-925
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• 2021

페로브스카이트 태양전지는 기존의 실리콘 태양전지를 대체하는 차세대 태양전지로서, 페로브스카이트 구조를 가진 유-무기 하이브리드 물질을 광 활성층으로 사용하는 태양전지 소자로 고효율, 저가의 용액 공정 및 저온 공정에 유리한 장점들을 가지고 있으며 지난 10년간 빠른 효율 향상을 보여주었다. 이러한 페로브스카이트 태양전지의 상용화 과정에서 대면적 코팅 방법에 대해서 연구개발이 진행되어야 한다. 대면적 페로브스카이트 태양전지 대면적 코팅 방법 중 하나로 슬롯-다이 코팅방법에 대해서 연구 진행하였다. 메니스커스를 이용하여 기판 위를 지나가며 용액을 코팅하는 방법으로 3D printer에 메니스커스를 장착하여 코팅을 할 수 있도록 하였다. 코팅 시 작용하는 변수로는 bed 온도, coating speed, N₂ blowing간격, N₂ blowing 높이, N₂ blowing세기등이 있으며 이를 조절하여 페로브스카이트 흡수층을 제작 진행하였으며, 대면적 소자 제작을 위한 코팅 조건을 최적화 하였다.

• 월간포장계
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• 통권351호
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• pp.60-70
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• 2022

• Elastomers and Composites
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• 제48권4호
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• pp.282-287
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• 2013

슬롯코팅은 평판 디스플레이의 부품을 위해 유리에 감광제를 코팅방법으로 많이 쓰이고 있다. 갈수록 고화질의 디스플레이가 요구됨에 따라 코팅의 고품질도 요구되고 있다. 슬롯코팅에서 코팅의 품질은 노즐방향의 코팅 균일성과 운전방향의 코팅 균일성으로 평가된다. 노즐방향의 코팅 균일성은 코터다이 내부의 설계에 의존되며 운전방향의 코팅 균일성은 코터다이 외부의 모양과 운전조건에 의존된다. 본 연구에서는 스롯코팅에서 운전방향의 코팅 균일성에 대해서 컴퓨터해석을 통하여 조사하였다. 해석에서 다이 외부의 형상으로 다이 립 각도와 길이를 변수로 하였고, 운전조건으로는 코팅속도를 변수로 하여 코팅 현상을 분석하고 코팅의 품질을 평가하였다. 코팅속도가 커질수록 코팅두께가 얇아지며 코팅의 균일성이 증대되었으나 maniscus형성이 불안정하여 코팅의 안정성은 감소되었다. Down stream 다이 립 각도가 커질수록 코팅두께의 편차는 작아졌으며, Down stream 다이 립 길이가 길수록 코팅 두께는 얇아졌고 안정적인 코팅이 이루어지기까지의 시간이 길어졌다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권6호
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• pp.491-495
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• 2014

We developed a compact high-precision slot-die coating machine for thin-film deposition on a flexible substrate. For smooth and precise coating, air-bearing and linear motor system were employed to minimize velocity ripple. The gap control mechanism is specially designed to have repeatability of gap between nozzle and substrate under 1 ${\mu}m$. Due to extremely precise gap control, the machine can coat thin-films down to 50 nm with $200mm{\times}100mm$ size. A thin film of Ag nano-particle ink is coated for demonstration.

• 한국기계가공학회지
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• 제12권5호
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• pp.23-29
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• 2013

Recent advances in printing technology have increased the productivity of the roll-to-roll (R2R) printing process for printed circuitry. In the R2R printed electronics, characteristics of printed and coated layers are one of the most important issues that determine the functional quality of final products. The slot-die technology can coat a large area with high uniformity using low-viscosity materials; determining the process parameters is important to obtain excellent coating qualities. In this study, a viscocapillary model was used to predict qualities of coated layers and patterns. On the basis of analysis results, a novel meta model was derived using design of experiment methodology to improve accuracy. Sensitivity analysis was performed to define major parameters in R2R slot-die coating process. The coating speed was found to most significantly affect the coated layer thickness and was easily controlled. The performance of the proposed model is verified through experimental studies. Based on the statistical analysis results, R2R slot die process can be optimized to guarantee a desired thickness.

• 방송과미디어
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• 제20권2호
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• pp.16-26
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• 2015

최근 다양한 유연 소재 기반의 전자 기기들이 개발 혹은 판매되고 있으며 이러한 전자 기기들에게 유연 소자 및 이를 구현하기 위한 공정 시스템은 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 인쇄전자 기술을 이용한 다양한 공정 기술과 이를 이용한 공정 시스템에 대해 논의한다. 인쇄전자 기술 중의 대표적인 코팅 기술로 마이크로 그라비어, 슬롯다이, 바 코팅 등의 기술이 있으며, 인쇄 기술로는 그라비어 옵셋, 열형 롤 임프린팅 기술 등이 있다. 최종적으로 이러한 각각의 공정 특성을 통합한 복합 멀티 롤투롤 공정 코팅 기술을 이용하여 다양한 유연 소자에 대응하는 소재의 생산이 가능하다.

• 폴리머
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• 제38권5호
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• pp.640-644
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• 2014

평판 디스플레이 제조공정 중의 하나인 유리기판 위에 감광액을 도포하는 과정에 슬롯코팅 방법이 많이 쓰이고 있다. 도포공정에서는 균일한 코팅 두께를 얻는 것이 중요하며, 코팅의 균일성은 노즐방향과 운전방향의 균일성으로 나뉜다. 운전방향의 코팅 균일성은 코터의 운전조건에 영향을 받고, 노즐방향의 균일성은 다이 내부의 흐름의 균일성에 영향을 받게 된다. 이러한 영향 인자들로 인해 코팅두께가 불균일한 현상이 발생하는데, 코터 진행의 초기 구간에는 비정상상태 구간으로 운전방향과 노즐방향으로 코팅두께가 균일하지 않다. 본 연구에서는 이러한 현상이 나타나는 원인을 파악하기 위해 비정상상태와 정상상태를 구별하여 해석하고 이를 실험과 비교하였다. 그 결과 감광액이 다이 내부에서 균일한 압력분포에 도달하기까지 시간이 필요하고 이로 인해 코팅 초기구간에서 다이의 양가장자리 영역의 속도가 중앙 영역에 비해 속도가 낮게 나타났으며 코팅 두께도 얇게 나타났다. 그러나 정상상태에 도달한 후에는 가장자리 영역의 속도가 중앙 영역보다 높게 나타났고 코팅 두께 역시 두껍게 나타났다.

• 한국정밀공학회지
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• 제32권2호
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• pp.159-166
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• 2015

Slot-die coating is well known technique to guarantee a uniformly coated layer and is compatible with roll-to-roll process. In actual roll-to-roll slot-die coating process, the lateral difference of coated layer thickness is observed. An experimental study was performed to improve the coating quality. Coating speed and coating gap were selected as the experimental factors. A full factorial, statistical method was conducted to optimize the process conditions. Based on the results of repeated experiment, the lowest deviation of lateral thickness (700 nm, <10%) was achieved at 10 m/min coating speed and $300{\mu}m$ coating gap. This result has significance because such optimized process guideline can be utilized with all process improvement in various coating applications.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권8호
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• pp.611-616
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• 2016

Computational fluid dynamic simulation based on the ABAQUS software was conducted to observe the inside flow of slot-die nozzle. The slot-die nozzle was modeled as 3-dimensional structure and three significant parameters were determined: inlet velocity of fluid, reservoir angles, number of strips none of which have been mentioned previously in the literature. The design of experiment, full factorial analysis was performed within determined design and process levels. The simulation result shows the inlet fluid velocity is most significant factor for the flows of inside nozzle. As an interaction effect, reservoir angle is closely related with number of strip that should address when the nozzle is designed. Moreover, the optimized values of each determined parameter were obtained as 35 mm/s of inlet velocity, 3 of strip numbers, and $22^{\circ}$ of reservoir angles. Based on these parameters, the outlet velocity was obtained as 0.53% of outlet uniformity which is improved from 8.67% of nominal results.