JP2018530674A - ウェブ基材処理システム - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、ウェブ基材が、地面に対して鉛直な方向にローラーの周りに巻き取られる、またはローラーから巻き出されることを可能にして、パーティクル、アーキングなどを防止するウェブ基材処理システムを提供することである。本発明は、処理されるウェブ基材（Ｗ）が周りに巻き取られるローディングローラー（１００）と、ウェブ基材（Ｗ）を支持しながら回転してローディングローラー（１００）から巻き出されたウェブ基材（Ｗ）を運搬する少なくとも１つの回転ドラム（２００）と、回転ドラム（２００）を経由して処理されたウェブ基材（Ｗ）が周りに巻き取られるアンローディングローラー（３００）と、回転ドラム（２００）の周りに配置されて、回転ドラム（２００）の外周面で支持されながら運搬されたウェブ基材（Ｗ）を処理する基材処理ユニット（５００）とを備え、それによってパーティクル、アーキングなどを防止することを可能にするウェブ基材処理システムを提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェブ基材処理システムに関し、詳細には、ロールに巻き取られたウェブ基材に成膜プロセスなどの基材処理を実施するように構成されたウェブ基材処理システムに関する。

ウェブ基材処理システムは、１対のローラー、これらの１対のローラーの間のプラズマ発生器などを含み、ローラーの回転によって一方のローラーから他方のローラーに動かされる間に基材処理を実施する機器を指す。

従来のウェブ基材処理システムの一例には、韓国特許出願公開第１０−２００７−０１０６４６２号が含まれる。

従来のウェブ基材処理システムは、韓国特許出願公開第１０−２００７−０１０６４６２号の図１に示されるように、水平に配置された１対のローラー１および２、ならびに１対のローラー１および２の間に設けられたカソード７およびアノード８を含む。

しかし、従来のウェブ基材処理システムには、ウェブ基材が水平状態で搬送されるときに生じる以下の課題がある。

第１に、ウェブ基材が１対のローラーの間でたわみ、したがってウェブ基材を均一に処理できない。

第２に、ウェブ基材の上面または下面に成膜などの基材処理が実施されるときに発生するパーティクルが、不完全な基材処理、たとえばウェブ基材の表面の損傷やアーキングの発生を引き起こす可能性がある。

第３に、一直線に配置される１対のローラー、カソード７およびアノード８により、これらを含む装置が占める空間が増加する可能性があり、この装置の保守または修繕が困難になる。

したがって、本発明は、前述の課題を鑑みてなされ、本発明の一態様は、ウェブ基材がローラーおよび回転ドラムから巻き出される、またはそれらに巻き取られるのを可能にすることにより、パーティクルの発生やアーキングの発生などの課題を防止することができるウェブ基材処理システムを提供することである。

上述の課題を解決するために、本発明は、処理されるウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるローディングローラー１００と、ローディングローラー１００から巻き出されたウェブ基材（Ｗ）を支持しながら回転してウェブ基材（Ｗ）を搬送するように構成された少なくとも１つの回転ドラム２００と、回転ドラム２００を通って処理されたウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるアンローディングローラー３００と、回転ドラム２００の周方向に沿って配置され、回転ドラム２００の外周面で支持されながら回転するウェブ基材（Ｗ）を処理する基材処理ユニット５００とを含む、ウェブ基材処理システムを提供する。

ローディングローラー１００、アンローディングローラー３００および回転ドラム２００のそれぞれは、地面に対して垂直または水平に設けられた回転軸を有することができる。

ローディングローラー１００、アンローディングローラー３００および回転ドラム２００の回転軸が地面に対して垂直に配置される場合、ウェブ基材（Ｗ）は、安定して搬送され得る。

ローディングローラー１００、アンローディングローラー３００および回転ドラム２００の回転軸が地面に対して水平に配置される場合、ウェブ基材（Ｗ）は、安定して処理され得る。

ウェブ基材処理システムは、複数の回転ドラム２００、ならびにウェブ基材（Ｗ）が回転ドラム２００の外周面と密接している状態を保つように、回転ドラム２００の直径より小さい距離だけ間隔を空けて配置され、ローディングローラー１００またはアンローディングローラー３００と回転ドラム２００との間、および複数の回転ドラム２００同士の間に据え付けられる、１対の加圧ローラー４６０を含むことができる。

複数の回転ドラム２００が据え付けられることに起因して、基材処理ユニット５００を成す複数のモジュールが据え付けられてもよく、その結果、多数の基材を処理することができ、様々に基材を処理することができる。

さらに、基材処理は、地面に対して鉛直な回転軸を有する回転ドラム２００によって実施される。したがって、ウェブ基材（Ｗ）は回転可能であり、多数のウェブ基材（Ｗ）の処理が可能であり、ウェブ基材は様々に処理され得るが、回転ドラムを含む装置が占める空間を著しく低減することができ、このウェブ基材処理システムは、好適な設置面積および製造コストの低減という利点を有する。

本発明の一態様によれば、ウェブ基材処理システムは、ウェブ基材（Ｗ）を取り替えるように構成されたロードロックチャンバ４１０と、基材処理を実施するように構成されたプロセスチャンバ４２０とを含むことができ、ローディングローラー１００およびアンローディングローラー３００は、ロードロックチャンバ４１０内に据え付けられてもよく、回転ドラム２００および基材処理ユニット５００は、プロセスチャンバ４２０内に据え付けられてもよい。

本発明の一態様によれば、プロセスチャンバ４２０の気密性を保ちながらウェブ基材（Ｗ）が出し入れされ得るように、ロードロックチャンバ４１０とプロセスチャンバ４２０は、これらの間に設けられた隔壁４５０で互いから隔てられる。隔壁は、ウェブ基材（Ｗ）と密接しながら、ウェブ基材（Ｗ）がロードロックチャンバ４１０またはプロセスチャンバ４２０を通過することを可能にするように構成された封止ローラー４４０を含んでもよい。

本発明の一態様によれば、ローディングローラー１００、アンローディングローラー３００および回転ドラム２００は、これらの回転軸が地面に対して鉛直であるように設けられ得る。

基材処理ユニット５００は、スパッタリングプロセス用のスパッターモジュール、原子層堆積プロセス用の原子層堆積モジュール、蒸着堆積プロセス用の蒸着モジュール、単分子層堆積（ｍｏｎｏｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）プロセス用の単分子層堆積モジュール、ＣＶＤプロセス用のＣＶＤモジュール、およびＩＣＰプロセス用のＩＣＰモジュールのうちの少なくとも１つを含むことができる。

基材処理ユニット５００は、スパッタリングプロセス用のスパッターモジュール、原子層堆積プロセス用の原子層堆積モジュール、蒸着堆積プロセス用の蒸着モジュール、単分子層堆積プロセス用の単分子層堆積モジュール、ＣＶＤプロセス用のＣＶＤモジュール、およびＩＣＰプロセス用のＩＣＰモジュールのうちの少なくとも２つのモジュールを含み、これらの少なくとも２つのモジュールは、回転ドラム２００の周方向に沿って配置される。

基材処理ユニット５００では、基材処理用の少なくとも２つのモジュールが回転ドラム２００の周方向に沿って配置され、その結果、これらのモジュールを含む装置が占める空間が大いに低減されて好適な設置面積を有することができ、その製造コストが低減され得る。

本発明の一実施形態によるウェブ基材処理システムは、ウェブ基材が地面に対して鉛直でありながらローラーから巻き出される、またはローラーに巻き取られるのを可能にすることによって、パーティクルの発生、アーキングの発生などを防止することができる。

本発明の一態様によれば、ウェブ基材処理システムは、ローディングローラーから巻き出されたウェブ基材を支持しながら回転する回転ドラムを含み、それによってウェブ基材が安定して支持された状態で基材処理が実施され、したがってより安定した基材処理が可能になる。

本発明の別の態様によれば、複数の基材処理ユニット５００は、複数の基材が処理され得るように、ローディングローラーから巻き出されたウェブ基材を支持しながら回転する回転ドラムの周方向に沿って配置される。

本発明の別の態様によれば、複数の基材処理ユニット５００は、ローディングローラーから巻き出されたウェブ基材を支持しながら回転する回転ドラムの周方向に沿って配置され、その結果、複数の基材処理ユニットを含む装置が占める空間を著しく低減することができ、基材処理ユニット５００は、回転ドラムの周方向に沿って配置され、それによって、これらの保守および修繕が容易になる。

本発明の第１の実施形態によるウェブ基材処理システムの平断面図である。 図１に示されたウェブ基材処理システムの一部を示す側面図である。 本発明の第２の実施形態によるウェブ基材処理システムの平断面図である。

これ以降、本発明の実施形態は、添付図面に基づいて説明されることになる。図１は、本発明の第１の実施形態によるウェブ基材処理システムの平断面図であり、図３は、本発明の第２の実施形態によるウェブ基材処理システムの平断面図である。

図１に記載されるように、本発明の一実施形態によるウェブ基材処理システムは、処理されるウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるローディングローラー１００と、ローディングローラー１００から巻き出されたウェブ基材（Ｗ）を支持しながら回転してウェブ基材（Ｗ）を搬送するように構成された少なくとも１つの回転ドラム２００と、回転ドラム２００を通って処理されたウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるアンローディングローラー３００と、回転ドラム２００の周方向に沿って配置されて、回転ドラム２００の外周面で支持されながら回転するウェブ基材（Ｗ）を処理する基材処理ユニット５００とを含む。

ウェブ基材（Ｗ）は、成膜などの基材処理が実施される部材でもよく、フレキシブルＯＬＥＤフィルム、包装紙、カバー部材、保護フィルムなどとして使用される一般の産業用フィルムなどの、曲げられ得る任意の部材でもよい。

特に、フレキシブルＯＬＥＤフィルムは、本発明の一実施形態によるウェブ基材処理システムによる有機膜、無機膜などを含んでもよく、ＯＬＥＤテレビまたは平面照明用の基材として使用され得る。

一般の産業用フィルムでは、無機膜層、金属層などは、表面強度を増し、または傷の形成を防止するように、本発明の一実施形態によるウェブ基材処理システムによって形成されてもよく、その結果、フィルムの耐用期間が伸ばされ得る。

ローディングローラー１００は、処理されるウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるローラーであり、このローディングローラーの回転軸が地面に対して鉛直または水平である状態でロードロックチャンバ４１０内に設けられ、かつウェブ基材（Ｗ）がローディングローラーから巻き出され、回転ドラム２００に向かって動かされるように、回転駆動ユニット（図示せず）の回転によって回転される。

アンローディングローラー３００は、回転ドラム２００を通って処理されたウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるローラーであり、このアンローディングローラーの回転軸が地面に対して鉛直または水平である状態でロードロックチャンバ４１０内に設けられ、かつ回転ドラム２００を通って処理されたウェブ基材（Ｗ）がアンローディングローラーに巻き取られるように、回転駆動ユニット（図示せず）の回転によって回転される。

ウェブ基材（Ｗ）がアンローディングローラー３００に巻き取られるとき、基材処理された表面を保護するため、ウェブ基材は、その近傍のバッファローラー（図示せず）に巻き取られた保護フィルムが表面に取り付けられると同時にアンローディングローラーに巻き取られるように構成され得る。

回転ドラム２００は、ローディングローラー１００から巻き出されたウェブ基材（Ｗ）を支持しながら回転駆動ユニット２１０の回転によって回転されてウェブ基材（Ｗ）を搬送する構成要素である。この回転ドラムは、回転ドラムの回転軸が地面に対して鉛直または水平である状態で、プロセスチャンバ４２０内に設けられる。

回転ドラム２００は、後述の基材支持ユニットによる基材処理を可能にするのに適切なサイズの直径を有してもよく、基材処理ユニット５００の構成に接続される電極部材などを含むことによって様々に構成され得る。

さらに、ウェブ基材処理システムは、１つの回転ドラム２００を含んでも、複数の基材が容易に処理されることを可能にするように、複数の回転ドラム２００を含んでもよい。

回転ドラム２００の直径より小さい距離だけ間隔を空けて配置される１対の加圧ローラー４６０は、ウェブ基材（Ｗ）が回転ドラム２００の外周面と密接している状態を保つように、ローディングローラー１００またはアンローディングローラー３００と回転ドラム２００との間、ならびに回転ドラム２００同士の間に据え付けられてもよい。

１対の加圧ローラー４６０は、ウェブ基材（Ｗ）が回転ドラム２００の外周面と密接している状態を保つように、回転ドラム２００の直径より小さい距離だけ間隔を空けて配置され、その結果、ウェブ基材（Ｗ）は、回転ドラム２００の外周面と密接する。

ウェブ基材（Ｗ）が回転ドラム２００に密接する度合いに従って、適当な数の１対の加圧ローラー４６０が、適当な位置に据え付けられてもよい。

基材処理ユニット５００は、回転ドラム２００の周方向に沿って設けられる構成要素であり、回転ドラム２００の外周面で支持されながら回転するウェブ基材（Ｗ）を処理するように構成される。基材処理のタイプおよび処理される基材の数に応じて、基材処理ユニットの様々な構成が可能である。

基材処理ユニット５００は、スパッタリングプロセス用のスパッターモジュール、原子層堆積プロセス用の原子層堆積（ＡＬＤ）モジュール、蒸着堆積プロセス用の蒸着モジュール、単分子層堆積プロセス用の単分子層堆積（ＭＬＤ）モジュール、ＣＶＤプロセス用のＣＶＤモジュール、およびＩＣＰプロセス用のＩＣＰモジュールのうちの少なくとも１つを含んでもよい。

基材処理ユニット５００がスパッタリングプロセス用のスパッターモジュールを含む場合、スパッターモジュールは、カソードおよびターゲット電極、ならびにカソードとターゲット電極との間にガスを注入するように構成されたガス注入ユニットを含んでもよい。

基材処理ユニット５００が原子層堆積モジュールを含む場合、原子層堆積モジュールは、韓国特許出願公開第１０−２０１２−０１０９９８９号に記載されているように、原子層堆積プロセスを実施するように構成された構成要素として構成されてもよい。

基材処理ユニット５００が蒸着堆積プロセス用の蒸着モジュールを含む場合、基材処理ユニット５００は、回転ドラム２００の長手方向に沿って堆積材料を蒸着させるように構成されたリニア蒸着源を含んでもよい。

基材処理ユニット５００は、有機材料および無機材料である少なくとも１つの堆積材料が堆積されたウェブ基材（Ｗ）を硬化させるように構成された紫外線照射装置をさらに含んでもよい。

基材処理ユニット５００が単分子層堆積プロセス用の単分子層堆積（ＭＬＤ）モジュールを含む場合、単分子層堆積（ＭＬＤ）モジュールは、単分子層堆積（ＭＬＤ）の成膜のために前駆体を注入するように構成されたガス注入ユニットを含んでもよい。

基材処理ユニット５００がＣＶＤプロセス用のＣＶＤモジュールを含む場合、基材処理ユニット５００は、高周波電力を回転ドラム２００に印加し、または回転ドラム２００を接地し、かつ上部電極および下部電極の構成に従って処理用ガスを注入するような、回転ドラム２００の外周面から間隔を空けられたガス注入ユニットを含んでもよい。

基材処理ユニット５００がＩＣＰプロセス用のＩＣＰモジュールを含む場合、ＩＣＰモジュールは、誘電体と、回転ドラム２００と対向し、誘電体がこれらの間に設けられるアンテナとを含んで、誘起された電界を形成することができる。

基材処理ユニット５００は、上記のモジュールのうちの１つを含んでもよく、または回転ドラム２００の周方向に沿って適当な数設けられる同じモジュールまたは異なるモジュールを含んでもよい。

具体的には、基材処理ユニット５００は、多数の基材の処理が可能にされ得るように、可能な限り多くのモジュールを含んでもよく、多数のモジュールが据え付けられ得るように、適当な数の回転ドラム２００が据え付けられる。

本発明の一実施形態によるウェブ基材処理システムは、ウェブ基材（Ｗ）を取り替えるように構成された、ローディングローラー１００、アンローディングローラー３００および回転ドラム２００を据え付けるためのロードロックチャンバ４１０、ならびに基材処理を実施するように構成されたプロセスチャンバ４２０を含んでもよい。

ロードロックチャンバ４１０は、ローディングローラー１００と、アンローディングローラー３００と、基材処理が完了した後、新たなウェブ基材が巻き取られるローディングローラー１００を入れることができ、基材処理が完了したアンローディングローラー３００を外に出せるように据え付けられたドア４７１とを含む。

ドア４７１は、ロードロックチャンバ４１０を開くまたは閉じるように、様々に構成され得る。ドア４７１が閉じられた後、このドアは、封止されて、真空の度合いを保つことができる。

プロセスチャンバ４２０は、回転ドラム２００および基材処理ユニット５００が据え付けられる構成要素として、様々に構成され得る。

プロセスチャンバ４２０は、図３に示されるように、回転ドラム２００および基材処理ユニット５００の保守および修繕のためのドア４７２を含んでもよい。

ドア４７２は、プロセス中はプロセスチャンバ４２０を閉じ、回転ドラム２００および基材処理ユニット５００の保守および修繕のためにプロセスチャンバ４２０を開ける。

基材処理ユニット５００は、その保守および修繕を容易にするため、ドア４７２が開くとき、基材処理ユニット５００が一緒に動かされるように、ドア４７２に据え付けられるように構成され得る。

プロセスチャンバ４２０の気密性を保ちながらウェブ基材（Ｗ）が出し入れされ得るように、ロードロックチャンバ４１０とプロセスチャンバ４２０は、これらの間に設けられた隔壁４５０で互いから隔てられる。隔壁は、ウェブ基材（Ｗ）と密接しながら、ウェブ基材（Ｗ）がロードロックチャンバ４１０またはプロセスチャンバ４２０を通過することを可能にするように構成された封止ローラー４４０を含んでもよい。

ロードロックチャンバ４１０およびプロセスチャンバ４２０は、ウェブ基材（Ｗ）を支持しながら回転して、ウェブ基材（Ｗ）の進路を変え、張力を保つように構成された補助ローラー１１０および３２０を含んでもよい。

隔壁４５０は、ロードロックチャンバ４１０とプロセスチャンバ４２０を隔てるように構成された構成要素である。この隔壁は、プロセスチャンバ４２０の外壁の一部として構成されてもよく、またはロードロックチャンバ４１０とプロセスチャンバ４２０が１つのチャンバとして構成されるとき、隔壁は、ロードロックチャンバ４１０とプロセスチャンバ４２０を仕切るように構成された壁として構成されてもよい。

封止ローラー４４０は、ウェブ基材（Ｗ）と密接した状態で回転することにより、ウェブ基材（Ｗ）がロードロックチャンバ４１０またはプロセスチャンバ４２０を通過することを可能にするように構成された構成要素として、様々に構成され得る。

ロードロックチャンバ４１０およびプロセスチャンバ４２０のそれぞれは、圧力を保つ／変更し、または空気を排出して中にプロセス条件を形成するために、それに連結され、真空ポンプ（図示せず）に連結される排出管を含む。

Claims (7)

1. 処理されるウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるローディングローラー（１００）と、
   前記ウェブ基材（Ｗ）を支持しながら、回転して前記ローディングローラー（１００）から巻き出された前記ウェブ基材（Ｗ）を搬送するように構成された、少なくとも１つの回転ドラム（２００）と、
   前記回転ドラム（２００）を通って処理された前記ウェブ基材（Ｗ）が巻き取られるアンローディングローラー（３００）と、
   前記回転ドラム（２００）の周方向に沿って配置され、前記回転ドラム（２００）の外周面で支持されながら回転する前記ウェブ基材（Ｗ）を処理する基材処理ユニット（５００）と
   を備える、ウェブ基材処理システム。
2. 前記ローディングローラー（１００）、前記アンローディングローラー（３００）、および前記回転ドラム（２００）のそれぞれが、地面に対して垂直または水平に設けられた回転軸を有する、請求項１に記載のシステム。
3. 複数の回転ドラム（２００）と、
   前記ウェブ基材（Ｗ）が前記回転ドラム（２００）の外周面と密接している状態を保つように、前記回転ドラム（２００）の直径より小さい距離だけ間隔を空けて配置され、前記ローディングローラー（１００）または前記アンローディングローラー（３００）と前記回転ドラム（２００）との間、ならびに前記回転ドラム（２００）同士の間に据え付けられる１対の加圧ローラー（４６０）と
   を備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ウェブ基材（Ｗ）を取り替えるように構成されたロードロックチャンバ（４１０）と、
   基材処理を実施するように構成されたプロセスチャンバ（４２０）とを備え、
   前記ローディングローラー（１００）および前記アンローディングローラー（３００）が、前記ロードロックチャンバ（４１０）内に据え付けられ、前記回転ドラム（２００）および前記基材処理ユニット（５００）が、前記プロセスチャンバ（４２０）内に据え付けられる、
   請求項１に記載のシステム。
5. 前記プロセスチャンバ（４２０）の気密性を保ちながら前記ウェブ基材（Ｗ）が出し入れされ得るように、前記ロードロックチャンバ（４１０）と前記プロセスチャンバ（４２０）が、これらの間に設けられた隔壁（４５０）で互いから隔てられ、前記隔壁が、前記ウェブ基材（Ｗ）と密接しながら、前記ウェブ基材（Ｗ）が前記ロードロックチャンバ（４１０）または前記プロセスチャンバ（４２０）を通過することを可能にするように構成された封止ローラー（４４０）を含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記基材処理ユニット（５００）のそれぞれが、スパッタリングプロセス用のスパッターモジュール、原子層堆積プロセス用の原子層堆積モジュール、蒸着堆積プロセス用の蒸着モジュール、単分子層堆積プロセス用の単分子層堆積モジュール、ＣＶＤプロセス用のＣＶＤモジュール、およびＩＣＰプロセス用のＩＣＰモジュールのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記基材処理ユニット（５００）のそれぞれが、スパッタリングプロセス用の前記スパッターモジュール、原子層堆積プロセス用の前記原子層堆積モジュール、蒸着堆積プロセス用の前記蒸着モジュール、単分子層堆積プロセス用の前記単分子層堆積モジュール、ＣＶＤプロセス用の前記ＣＶＤモジュール、およびＩＣＰプロセス用の前記ＩＣＰモジュールのうちの少なくとも２つのモジュールを含み、前記少なくとも２つのモジュールが、前記回転ドラム（２００）の前記周方向に沿って配置される、請求項１から５のいずれか一項に記載のシステム。

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