JP6600079B2 - 基板コーティング装置及びこれを含む伝導性フィルムコーティング装置 - Google Patents

基板コーティング装置及びこれを含む伝導性フィルムコーティング装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6600079B2
JP6600079B2 JP2018507582A JP2018507582A JP6600079B2 JP 6600079 B2 JP6600079 B2 JP 6600079B2 JP 2018507582 A JP2018507582 A JP 2018507582A JP 2018507582 A JP2018507582 A JP 2018507582A JP 6600079 B2 JP6600079 B2 JP 6600079B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating
unit
flexible substrate
substrate
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018507582A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018522728A (ja
Inventor
スン−ヒョン リー
ヨン−マン チェ
ユン−ソク チェ
ドン−ウー カン
タイ−ミン リー
シン クォン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Original Assignee
Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020150167560A external-priority patent/KR101653347B1/ko
Priority claimed from KR1020150168950A external-priority patent/KR101641285B1/ko
Application filed by Korea Institute of Machinery and Materials KIMM filed Critical Korea Institute of Machinery and Materials KIMM
Publication of JP2018522728A publication Critical patent/JP2018522728A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6600079B2 publication Critical patent/JP6600079B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/044Forming conductive coatings; Forming coatings having anti-static properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
    • B05C3/02Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
    • B05C3/02Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material
    • B05C3/12Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material for treating work of indefinite length
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24Electrically-conducting paints
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports

Description

本発明は基板コーティング装置及びこれを含む伝導性フィルムコーティング装置に関し、より詳しくは、隔壁によりチャンバー内の空間を多数の分離された区域に区分して各区域別に雰囲気ガスを制御することができ、伝導性フィルムの内部と外部の表面に均一にコーティング可能な基板コーティング装置及びこれを含む伝導性フィルムコーティング装置に関する。
一般に、伝導性フィルムを形成するためには、フレキシブル基板に伝導性金属をコーティングする工程を経る。このようなコーティング工程は、例えばロールコーティング、スプレーコーティング、スロットダイコーティング、フローコーティング、ディップコーティングなどのコーティング法を使用してコーティング対象物の表面にコーティング液を塗布し、コーティング対象物の表面のコーティング液を乾燥して冷却させる方式により進行される。
図1は、ロール・ツー・ロール(roll-to-roll)移送方式とディップ(dip)コーティング法を使用する従来の伝導性フィルムコーティング装置を概略的に示す。このコーティング装置は、供給ロールUWR、触媒環境チャンバー2、伝導性フィルム電極形成チャンバー3、洗浄チャンバー4、及び回収ロールWRを備える。供給ロールUWRは第1乾燥チャンバー1に配置され、回収ロールWRは第2乾燥チャンバー5に配置される。
触媒環境チャンバー2は化学的湿式工程を用いて低温でアルミニウムフィルム電極を形成できるように触媒溶液をフレキシブル基板Sの表面にコーティングし、このために前記触媒環境チャンバー2には触媒溶液が貯蔵される。
一方、伝導性フィルム電極形成チャンバー3は触媒環境チャンバー2で供給されて表面処理されたフレキシブル基板Sにアルミニウムフィルム電極を形成し、このために前記伝導性フィルム電極形成チャンバー3には、例えば、伝導性インキ組成物が貯蔵される。
このような供給ロール、回収ロール、触媒環境チャンバー、フィルム電極形成チャンバーなど、各種の構成要素は外部と遮断されて不活性ガス雰囲気を形成する雰囲気制御チャンバー8内に配置されて雰囲気が制御される。
ところで、このような従来技術によれば、コーティング装置の前記各種の構成要素が1つの雰囲気チャンバー8内で雰囲気ガスが制御されるので、例えばフレキシブル基板ロールを取り替えるか、または部品の故障修理などのメインテナンス作業を行う場合、チャンバー8の密閉が解除され、外部空気が流入する。
そして、フレキシブル基板ロールの取替え、故障修理などの作業を完了した後、チャンバー8を密閉し、チャンバー8の内部の全体をまた目標濃度レベルの不活性ガス雰囲気に作り、その後、コーティング作業を開始する。
したがって、従来の技術構成では全体チャンバー8の単位で雰囲気ガスを制御しなければならないので、ロール取替えやメインテナンス作業に時間がたくさんかかり、コーティング装置を効率良く稼動できない。さらに、ロール取替えやメインテナンス作業をする度にチャンバー内に外部空気が繰り返して流入するので、チャンバー内のガス雰囲気をコーティング作業に適した雰囲気に制御し維持することが容易でなく、したがって、コーティングフィルムの品質が低下するなどの問題も発生する。
延いては、前記伝導性フィルムコーティング装置では、前記フレキシブル基板Sが一定の張力が維持できるように多数のガイドロール9により支持されて移送されるので、触媒環境チャンバー2や伝導性フィルム電極形成チャンバー3などを通過し、触媒または伝導性インキでコーティングされたフレキシブル基板の一側面がガイドロール9により押圧され、摩擦されながら触媒や伝導性インキコーティング層が損傷され、コーティング分布が不均一になる問題がある。
関連先行技術文献には、韓国公開特許公報第10−2015−0117924号(2015年10月21日公開)、及び韓国登録特許第10−1501240号(2015年3月12日公告)がある。
ここに、本発明の技術的課題はこのような点から着眼したものであって、本発明の目的は、ディップコーティング方式の第1コーティングユニット及びこの第1コーティングユニットの上方に配置されたマイクログラビア方式の第2コーティングユニットを含み、コーティングされたフレキシブル基板を乾燥する乾燥ユニットであって、中央スロットから熱風が出て、フレキシブル基板の流入口と流出口に隣接したスロットに空気を吸入するように構成して熱風が乾燥ユニットの外部に流出しないようにする基板コーティング装置に関する。
また、本発明の他の目的は、隔壁によりチャンバー内の空間を多数の分離された区域に区分し、各区域別に雰囲気ガスを制御することができる前記基板コーティング装置を含む伝導性フィルムコーティング装置に関する。
本発明の一実施形態による基板コーティング装置は、第1コーティングユニット、第2コーティングユニット、及び乾燥ユニットを含む。前記第1コーティングユニットはフレキシブル基板を供給する供給ロールの後端に配置され、前記フレキシブル基板に触媒溶液をディップコーティング(dip coating)方式によりコーティングする。前記第2コーティングユニットは前記第1コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板に触媒溶液をグラビア方式によりコーティングする。前記乾燥ユニットは前記第2コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板を乾燥させる。
一実施形態において、前記第1コーティングユニットは、前記第1コーティング用溶液を貯蔵している貯蔵槽、前記貯蔵槽内に配置されて、フレキシブル基板が前記貯蔵槽に含浸されてから上に上昇する経路を有するようにする1つ以上のガイドロールを含むことができる。
一実施形態において、前記第1コーティングユニットの前記貯蔵槽に含浸されてコーティングされたフレキシブル基板が直線経路に上昇して前記第2コーティングユニットに供給できる。
一実施形態において、前記第2コーティングユニットが、各々の表面に印刷しようとするパターンが陰刻のセルに形成された一対のマイクログラビアコーティングロール、前記各コーティングロールの上部で各コーティングロールに金属前駆体インキを供給するディスペンサ、及び前記各コーティングロールの表面についた金属前駆体インキを除去するドクターブレードを含むことができる。前記第1コーティングユニットから排出されるフレキシブル基板が前記第2コーティングユニットの前記一対のコーティングロールの間を通過することができる。
一実施形態において、前記一対のコーティングロールの各々が前記フレキシブル基板の移動方向の反対方向に回転することができる。
一実施形態において、前記乾燥ユニットが、フレキシブル基板が通過する経路上に形成された流入口と流出口を有するチャンバー、及び前記チャンバー内に配置され、チャンバーの外部から供給されるガスを加熱するヒーティング部を含むことができる。前記第2コーティングユニットを通過したフレキシブル基板が前記乾燥ユニットの前記チャンバー内に供給できる。
一実施形態において、前記チャンバーが、前記ヒーティング部に向けて高温のガスを排出する送風口、及び前記チャンバーの流入口と流出口の各々に隣接して配置されて、チャンバー内のガスを吸入する吸気口を含むことができる。
一実施形態において、前記吸気口で吸入するガスの量が前記送風口で排出するガスの量より多くて前記チャンバーの内部が陰圧に維持できる。
一実施形態において、前記吸気口と連結された吸気ダクト、前記吸気ダクトから出るガスでパーティクル及び粉塵を除去する粉塵除去部、前記粉塵除去部50を通過したガスでソルベントを除去するソルベント除去部、及び前記ソルベント除去部を通過したガスを前記送風口に伝達する排気ダクトをさらに含み、前記チャンバー内のガスの少なくとも一部が前記粉塵除去部及びソルベント除去部を通過して前記チャンバーにまた供給することができる。
本発明の他の実施形態による伝導性フィルムコーティング装置は、ロール・ツー・ロール方式によりフレキシブル基板に伝導性フィルムをコーティングし、チャンバー、隔壁、供給ロール、第1基板コーティング装置、第2基板コーティング装置、回収ロール、第1遮断ユニット、第2遮断ユニット、及び第3遮断ユニットを含む。前記チャンバーは不活性ガスで詰められる。前記隔壁は前記チャンバー内の空間を複数個の区域に分割する。前記供給ロールは前記区域のうちの第1区域に配置され、ロール形態のフレキシブル基板を巻出する。前記第1基板コーティング装置は前記区域のうちの第2区域に配置され、前記供給ロールで移送されるフレキシブル基板に触媒溶液をコーティングする。前記第2基板コーティング装置は前記区域のうちの第3区域に配置され、前記フレキシブル基板の触媒コーティング層の上に金属前駆体インキをコーティングして伝導性フィルムを形成する。前記回収ロールは前記区域のうちの第4区域に配置され、前記伝導性フィルムが形成されたフレキシブル基板を回収する。前記第1遮断ユニットは前記第1区域と第2区域との間の隔壁に配置され、前記フレキシブル基板が通過できる貫通口を含む。前記第2遮断ユニットは前記第2区域と第3区域との間の隔壁に配置され、前記フレキシブル基板が通過できる貫通口を含む。前記第3遮断ユニットは前記第3区域と第4区域との間の隔壁に配置され、前記フレキシブル基板が通過できる貫通口を含む。
一実施形態において、前記第1から第3遮断ユニットの各々が前記貫通口を密閉する密閉手段を含み、前記フレキシブル基板の移送が中止された状態で前記密閉手段により前記貫通口が密閉されれば、前記貫通口を通じてのガスの流れが遮断できる。
一実施形態において、前記第1から第3遮断ユニットの各々が、前記貫通口を囲み、弾性材質で形成されたフレーム、及び前記フレキシブル基板の両側表面を各々対向する前記フレームの第1面と第2面に各々設置され、空圧により各々前記フレキシブル基板に向けて膨脹可能な一対の空圧膨張チューブを含むことができる。
一実施形態において、前記フレキシブル基板の移送が中止された状態で前記一対の空圧膨張チューブ内に各々空圧が注入されれば、前記一対の空圧膨張チューブが前記フレキシブル基板に向けて膨脹して前記一対の空圧膨張チューブ及びその中に介されたフレキシブル基板の間を密閉することができる。
一実施形態において、前記第1から第4区域の各々が、不活性ガスを区域内部空間に供給する供給口、及び不活性ガスを区域外部に排出する排出口を含むことができる。
一実施形態において、前記第1から第4区域の各々の供給口及び排出口を通じての不活性ガスの供給量と排出量を各々独立的に制御して、前記第1から第4区域内の不活性ガス濃度を各区域別に異なるように設定することができる。
一実施形態において、前記第1から第3遮断ユニットの貫通口が開放された状態でフレキシブル基板が移送されている時、不活性ガスが前記第2及び第3区域の供給口から前記チャンバーの内部に供給され、前記第1及び第4区域の排出口を通じてチャンバーの外部に排出できる。
一実施形態において、前記複数個の区域のうちの第5区域に配置され、触媒溶液を貯蔵する1つ以上の第1貯蔵タンク、前記第2区域と前記第5区域との間の隔壁を貫通して前記第1基板コーティング装置の触媒溶液貯蔵槽と前記第1貯蔵タンクを連結する第1連結管、前記複数個の区域のうちの第6区域に配置され、金属前駆体インキを貯蔵する1つ以上の第2貯蔵タンク、及び前記第3区域と前記第6区域との間の隔壁を貫通して前記第2基板コーティング装置の金属前駆体インキ貯蔵槽と前記第2貯蔵タンクを連結する第2連結管をさらに含むことができる。
一実施形態において、前記第1基板コーティング装置が前記供給ロールで移送されるフレキシブル基板に触媒溶液をディップコーティング方式によりコーティングする第1コーティングユニット、前記第1コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板に触媒溶液をグラビア方式によりコーティングする第2コーティングユニット、及び前記第2コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板を乾燥させる乾燥ユニットを含むことができる。
一実施形態において、前記第2基板コーティング装置が前記供給ロールで移送されるフレキシブル基板に金属前駆体インキをディップコーティング方式によりコーティングする第1コーティングユニット、前記第1コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板に金属前駆体インキをグラビア方式によりコーティングする第2コーティングユニット、及び前記第2コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板を乾燥させる乾燥ユニットを含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、隔壁によりチャンバー内の空間を多数の分離された区域に区分し、各区域別に雰囲気ガスを制御することによって、ロールの取替えや装置メインテナンス作業時、ガス充電時間を短縮し、不活性ガス雰囲気を効率良く管理することができる利点がある。
本発明の一実施形態によれば、ディップコーティング方式の第1コーティングユニット及びこの第1コーティングユニットの上方に配置されたマイクログラビア方式の第2コーティングユニットを含む伝導性フィルムコーティング装置を提供することによって、フレキシブル基板の内部と外部の表面にコーティング用溶液を充分で、かつ均一に塗布することができる利点がある。
特に、第2コーティングユニットを第1コーティングユニットの上方に配置し、第2コーティングユニットで一対のコーティングロールの間をフレキシブル基板が上方向に通過するように構成することによって、第2コーティングユニットがフレキシブル基板を圧着し、追加でコーティングしてフレキシブル基板にコーティング用溶液をより均一で、かつ厚くコーティングすることができる利点がある。
本発明の一実施形態によれば、コーティングされたフレキシブル基板を乾燥する乾燥ユニットとして中央スロットから熱風が出て、フレキシブル基板の流入口と流出口に隣接したスロットに空気を吸入するように構成して、熱風が乾燥ユニットの外部に流出しないようにすることによって、熱エネルギーを集中化して使用し、基板乾燥時に発生する汚染物質の拡散を防止する利点がある。
従来の伝導性フィルムコーティング装置を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係る伝導性フィルムコーティング装置を図示した模式図である。 図1の基板コーティング装置を図示した模式図である。 図3のコーティングユニットと乾燥ユニットを説明するための詳細模式図である。 図5aから図5cは、第2コーティングユニットを通過しながらフレキシブル基板がコーティングされる状態を図示した平面図である。 図4の乾燥ユニット内のガス精製システムを図示した模式図である。 図3の基板コーティング装置を連続して複数個配列した状態を図示した模式図である。 図2の遮断ユニットが開放された状態を図示した斜視図である。 図9a及び図9bは、図8の遮断ユニットが開放された状態を図示した正面図及び側面図である。 図8の遮断ユニットが遮断された状態を図示した斜視図である。 図11a及び図11bは、図8の遮断ユニットが遮断された状態を図示した正面図 本発明の他の実施形態による伝導性フィルムコーティング装置を図示した模式図である。 図12の伝導性フィルムコーティング装置における雰囲気ガス供給を制御する方法を図示したフローチャートである。
10:チャンバー
11:隔壁
15:遮断ユニット
20:供給ロール
21:フレキシブル基板
30:第1基板コーティング装置
40:第2基板コーティング装置
50:回収ロール
70:第1貯蔵タンク
80:第2貯蔵タンク
410:第1コーティングユニット
420:第2コーティングユニット
430:乾燥ユニット
440:粉塵除去部
450:ソルベント除去部
460:フィルタ
以上の本発明の目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付した図面と関連した以下の好ましい実施形態を通じて容易に理解できる。しかしながら、本発明はここに説明される実施形態に限定されず、他の形態に具体化されることもできる。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底し、完全になるように、そして当業者に本発明の思想が十分に伝達できるようにするために提供されるものである。
本明細書において、第1、第2などの用語が構成要素を記述するために使われた場合、これら構成要素がこのような用語によって限定されてはならない。これら用語は単にある構成要素を他の構成要素と区別させるために使われただけである。ここに説明され、例示される実施形態はそれの相補的な実施形態も含む。
本明細書において、単数型は文句で特別に言及しない限り、複数型も含む。明細書で使われる‘含む(comprise)’及び/又は‘含み(comprising)’は言及された構成要素は1つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。以下の特定の実施形態を記述するに当たって、さまざまな特定的な内容は発明をより具体的に説明し、理解を助けるために作成された。しかしながら、本発明を理解することができる程度にこの分野の知識を有している読者は、このようなさまざまな特定的な内容がなくても使用できることを認知することができる。ある場合には、発明を記述するに当たって、よく知られており、かつ発明とあまり関連のない部分は、本発明を説明するに当たって混沌を防ぐために記述しないことを言及しておく。
図2は、本発明の一実施形態に係る伝導性フィルムコーティング装置を図示した模式図である。
図2を参照すると、本実施形態による伝導性フィルムコーティング装置は、チャンバー10、チャンバー内に設けられた複数個の隔壁11、そして、この隔壁11により区画された複数個の区域(section)の各々に配置された供給ロール20、第1基板コーティング装置30、第2基板コーティング装置40、回収ロール50、及びコーティング用溶液を貯蔵する複数個の貯蔵タンク70、80を含む。
チャンバー10は伝導性フィルムコーティングに適した雰囲気を作り、コーティング中に発生する汚染物質の外部への拡散を防止するために外部と遮断された密閉空間をなす。例えば、前記チャンバー10はアルゴンガスのような不活性ガスで充填できる。
図1に一点鎖線で表示した隔壁11は、チャンバー10内の空間を複数個の区域(section)に分割する。
図示したように、前記チャンバー10は複数個の隔壁11により8個の区域(S1〜S8)に分割できる。
即ち、チャンバー10を形成する時、内部に隔壁11を設けて複数個の区域を有するチャンバーを作ることができ、これとは異なり、各区域(S1〜S8)別にチャンバーを各々形成した後、これを組み合わせてチャンバー10を作ることもできる。
各区域(S1〜S6)は隣り合う区域と隔壁11により分離されており、隔壁11に設けられた遮断ユニット15を通じて2区域間の気体が互いに連通することができる。
図示したように、第1区域S1と第2区域S2との間、第2区域S2と第3区域S3との間、第3区域S3と第4区域S4との間、第4区域S4と第5区域S5との間、第5区域S5と第6区域S6との間に各々1つずつ遮断ユニット15が設けられる。
遮断ユニット15はフレキシブル基板21が通過できる貫通口を有し、必要によってこの貫通口を密閉して2区域間の気体の流れを遮断することができる。遮断ユニット15に対しては図8から図11bを参照して後述する。
供給ロール20は第1区域S1に配置される。供給ロール20はロール形態のフレキシブル基板21を巻出(unwinding)して基板コーティング装置30、40に移送する。一実施形態において、フレキシブル基板1は、紙、ポリマーシート、繊維、フレキシブルガラス、及び織物紙のうちの1つを含むことができ、これに限定されず、ロール・ツー・ロール(roll-to-roll)工程に適した(即ち、撓むことができ、巻かれることができる)任意のフレキシブル素材を含むことができる。
図示した実施形態において、供給ロール20は第1区域S1と第2区域S2との間の遮断ユニット15、及び第2区域S2と第3区域S3との間の遮断ユニット15を通過して第1基板コーティング装置30に移送される。この際、1つ以上のガイドローラー17によりガイドされて移送できる。
第3区域S3に配置された第1基板コーティング装置30は、供給ロール20で移送されるフレキシブル基板21に触媒溶液をコーティングする。
この際、触媒溶液に使われる触媒の種類は第2基板コーティング装置40でフレキシブル基板1にコーティングする成分(例えば、金属成分)によって変わることがある。
例えば、後処理工程で、アルミニウム(Al)コーティングを行う場合、触媒はチタニウムイソプロポキシド(Ti(O−i−Pr)4)、チタニウムクロライド(TiCl4)、白金(Pt)系触媒、コバルト(Co)系触媒、ニッケル(Ni)系触媒、マンガン(Mn)系触媒、亜鉛(Zn)系触媒、またはこれらの組合せによりなされることができる。
触媒コーティングされたフレキシブル基板は、第3区域S3と第4区域S4との間の遮断ユニット15を通過して、第4区域S4に配置された第2基板コーティング装置40に移送される。第2基板コーティング装置40は、フレキシブル基板の触媒コーティング層の上に金属前駆体インキをコーティングして伝導性フィルムを形成する。
第1基板コーティング装置30と第2基板コーティング装置40は同一な構造を有することができる。図示したように、第1及び第2基板コーティング装置30、40の各々は、第1コーティングユニット、第2コーティングユニット、及び乾燥ユニットを含む。
第1及び第2基板コーティング装置30、40に対しては図3から図7を参照して後述する。
第4区域S1の第2基板コーティング装置40で伝導性フィルムが形成されたフレキシブル基板21は、第5区域S5及び1つ以上の遮断ユニット15を通過して第6区域S6まで移送される。この際、1つ以上のガイドローラー17によりガイドされて移送できる。
第6区域S6に配置された回収ロール50は、フレキシブル基板を回収してロール形態に巻取(winding)し、これによって本発明の伝導性フィルムコーティング装置によるロール・ツー・ロール方式によりフレキシブル基板に伝導性フィルムを形成することができる。
第7区域S7は触媒溶液を貯蔵する1つ以上の第1貯蔵タンク70を含み、第8区域S8は金属前駆体インキを貯蔵する1つ以上の第2貯蔵タンク80を含む。
第1貯蔵タンク70は隔壁11を通じて第3区域S3と隣り合っており、この隔壁11を貫通する1つ以上の連結管77、78により第1基板コーティング装置30の触媒溶液貯蔵槽と連結されている。
例えば、第1貯蔵タンク70のうちの1つのタンクは触媒溶液供給用タンクであり、例えば連結管77を通じて触媒溶液を第1基板コーティング装置30の触媒溶液貯蔵槽に供給する。また、第1貯蔵タンク70のうちの他の1つのタンクは触媒溶液回収用タンクであり、例えば第1基板コーティング装置30の触媒溶液貯蔵槽の触媒溶液を連結管78を通じて回収することができる。
同様に、第2貯蔵タンク80は隔壁11を通じて第4区域S4と隣り合っており、この隔壁11を貫通する1つ以上の連結管87、88により第2基板コーティング装置40の金属前駆体インキ貯蔵槽と連結されている。
例えば、第2貯蔵タンク80のうちの1つのタンクは供給用タンクであり、例えば連結管87を通じて金属前駆体インキを第2基板コーティング装置40の金属前駆体インキ貯蔵槽に供給する。また、第2貯蔵タンク80のうちの他の1つのタンクは回収用タンクであり、例えば第2基板コーティング装置40の金属前駆体インキ貯蔵槽の金属前駆体インキを連結管88を通じて回収することができる。
第1区域S1から第8区域S8の各々は不活性ガスを各々の区域内部空間に供給する供給口(図示せず)及び不活性ガスを区域外部に排出する排出口(図示せず)を含むことができる。
この場合、各区域の供給口を通じての不活性ガス供給量及び排出口を通じての排出量を各々独立的に制御することができる。したがって、各区域毎に不活性ガス濃度を各々異なるように設定し調節することができ、例えば第1及び第2基板コーティング装置30、40がある第3及び第4区域S3、S4の不活性ガス濃度を高いレベルに制御し、貯蔵タンク70、80が配置された第7及び第8区域S7、S8の不活性ガス濃度を相対的に低いレベルに制御することができるので、伝導性フィルムコーティング装置の全体的な観点で、必要な個所に必要な資源やエネルギーを集中化して効率良く運用することができる利点がある。このような各区域別の不活性ガス雰囲気の独立的制御に対しては、図12及び図13を参照して後述する。
一方、図2に図示した実施形態では、チャンバー10を8個の区域(S1〜S8)に区画した例を図示したが、これとは異なり、図2の構成での供給ロール20が第2区域S2に配置され、回収ロール50が第5区域S5に配置され、第1区域S1と第6区域S6が省略できる。
このように、具体的な実施形態によってチャンバー10を構成する区域の個数が変わることがあり、供給ロール20と回収ロール50、第1及び第2基板コーティング装置30、40の配置関係も変わることがあることを理解するはずである。
ここに、図3から図7を参照して第1基板コーティング装置30と第2基板コーティング装置40の例示的な構成を説明する。図示した実施形態において、触媒溶液をコーティングする第1基板コーティング装置30と金属前駆体インキをコーティングする第2基板コーティング装置40が同一な構成を有する。
図3から図7は、説明の便宜のために、第2基板コーティング装置40を例として図示したが、図3から図7を参照して説明する技術構成及びそれに従う作用効果が第1基板コーティング装置30にも同一または類似するように適用できることは自明である。
図3は、図1の基板コーティング装置を図示した模式図である。
図3を参照すると、一実施形態に係る第2基板コーティング装置40は、第1コーティングユニット410、第2コーティングユニット420、及び乾燥ユニット430を含む。第1コーティングユニット420は、前段(例えば、第1基板コーティング装置30)から移送されるフレキシブル基板21に金属前駆体インキをコーティングする装置である。
第1コーティングユニット410は、フレキシブル基板に金属前駆体インキをディップコーティング(dip coating)方式によりコーティングする。このために、第1コーティングユニット10は金属前駆体インキを貯蔵する貯蔵槽411を備え、フレキシブル基板の経路を案内する1つ以上のガイドローラー401、402を含むことができる。
金属前駆体インキは金属前駆体及び溶媒を含むことができ、必要によって溶液安定剤をさらに含むことができる。例えば、金属前駆体の金属はアルミニウムでありうる。これとは異なり、金属前駆体の金属は、アルミニウム(Al)、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、またはこれらの組合せでありうる。また、金属前駆体は、例えば金属水素化物(metal hydride)、金属水素化物とエーテルまたはアミン系列物質の複合体、またはこれらの組合せでありうる。
金属前駆体インキの溶媒は、例えば、水、テトラヒドロフラン(THF)、アルコール(alcohol)系溶媒、エーテル(ether)系溶媒、サルファイド(sulfide)系溶媒、トルエン(toluene)系溶媒、キシレン(xylene)系溶媒、ベンゼン(benzene)系溶媒、アルカン(alkane)系溶媒、オキサン(oxane)系溶媒、アミン(amine)系溶媒、ポリオール(polyol)系溶媒、またはこれらの組合せでありうる。
その他にも本発明が適用される具体的な実施形態によって金属前駆体インキの成分が変わることがあることを理解するはずである。但し、本明細書の以下の図面及び実施形態では、説明の便宜のために、アルミニウム前駆体インキをコーティングするものとして前提し、説明する。
また、図2を参照すると、第2コーティングユニット420はフレキシブル基板21の移動経路上で第1コーティングユニット410の後端に配置される。具体的に、第2コーティングユニット420は、第1コーティングユニット410の上方に配置できる。第1コーティングユニット410から排出されるフレキシブル基板21が別途のガイドローラー無しで上方に上昇して第2コーティングユニット420に供給されるので、ガイドローラーによりフレキシブル基板経路が変更されながらガイドローラーがフレキシブル基板を押さえてフレキシブル基板が損傷されるか、またはコーティング溶液が不均一に分布されることを防止することができる。
第2コーティングユニット420は、フレキシブル基板21に金属前駆体インキをグラビア方式によりコーティングすることができる。この時の金属前駆体インキは第1コーティングユニット410での金属前駆体インキと同一であるか、または相異する成分でありうる。
第2コーティングユニット420は一対のマイクログラビアコーティングロール421を含み、一対のコーティングロール421の間にフレキシブル基板21が通過するように配置される。これによって、一対のコーティングロール421がフレキシブル基板21を圧着(squeeze)すると共に、金属前駆体溶液をフレキシブル基板の表面にコーティングする機能を有する。
即ち、フレキシブル基板21が一対のコーティングロール421の間を通過する時、両側コーティングロール421がフレキシブル基板21を押圧するにつれて、フレキシブル基板の表面にいた金属前駆体インキの一部はフレキシブル基板の内部に入り、一部は表面から除去されて全体的にインキ溶液がフレキシブル基板の内部に均一に分散され、フレキシブル基板の表面では比較的均一な厚さで分布するようになる。
また、これと同時に、一対のコーティングロール421がマイクログラビア方式によりフレキシブル基板21の表面をまたコーティングするので、インキ溶液がフレキシブル基板の表面に追加で均一にコーティングされる。
このような第1及び第2コーティングユニットの構成及び配置により、従来に含浸によりコーティングされていたコーティング用溶液がガイドロールと接触する時、フレキシブル基板からまた抜け出る問題点を解決し、フレキシブル基板の内部及び外部の表面に均一にコーティングすることができる利点を有する。
乾燥ユニット430は第2コーティングユニット420の後端に配置され、第2コーティングユニット420を通過して排出されるフレキシブル基板を乾燥させる。乾燥ユニット430が第2コーティングユニット420の上方に配置され、乾燥ユニット430と第2コーティングユニット420との間に別途のガイドローラーが配置されない。これによって、第2コーティングユニット420を通過したフレキシブル基板がガイドローラーによる圧着を受けず、上方に上昇して乾燥ユニット430に直ちに供給されて乾燥できる。乾燥ユニット430の例示的な構成に対しては後述する。
図4は、図3のコーティングユニットと乾燥ユニットを説明するための詳細模式図である。
図4は第2コーティングユニット及び乾燥ユニットを説明するための図であって、図3の第2コーティングユニット420と乾燥ユニット430の例示的構成をより具体的に示す。
図4を参照すると、第2コーティングユニット420は第1コーティングユニット410のガイドローラー401の上方向に配置され、乾燥ユニット430は第2コーティングユニット420の上方向に配置される。これによって、第1コーティングユニット410から排出されるフレキシブル基板21が左右に折れたり曲がったりしないで、一直線に移送されて第2コーティングユニット420と乾燥ユニット430を通過することができる。
この際、第1コーティングユニット410から排出されるフレキシブル基板が垂直方向に一直線経路に沿って上昇してもよいが、具体的な装置設置条件によってフレキシブル基板21が傾斜を有する経路に移送されても構わない。また、第1コーティングユニット410と第2コーティングユニット420との間に、そして第2コーティングユニット420と乾燥ユニット430との間にガイドロールが省略されることもできる。
第2コーティングユニット420は、フレキシブル基板21に金属前駆体インキをグラビア方式によりコーティングすることができる。図示したように、第2コーティングユニット420は、一対のグラビアコーティングロール421、一対のディスペンサ423、及び一対のドクターブレード425を含む。
例えば、コーティングロール421はマイクログラビアコーティングロールである。マイクログラビアコーティングは高速コーティングに合せてロールのサイズを小さくしたものであって、コーティングロール421の表面にはパターン印刷のためのセル(cell)が陰刻で形成されている。実施形態によって一対のコーティングロール421の各表面に形成されたパターンが同一であることも、相異することもできる。
一対のコーティングロール421の間は所定間隔離隔している。この所定間隔は、好ましくはフレキシブル基板が一定の圧力を受けながらコーティングロール421の間を通過できる程度の間隔であり、この間隔は具体的な実施形態でフレキシブル基板に使われる材質によって変わることがある。
一対のディスペンサ423の各々は各コーティングロール421の上部に配置されて、各コーティングロール421に金属前駆体インキを供給する。一対のドクターブレード425は各コーティングロール421に1つずつ配置されて、各コーティングロール421の表面についた金属前駆体インキを除去する。
印刷対象であるフレキシブル基板21は、一対のコーティングロール421の間を通過するように構成される。ディスペンサ23から供給される金属前駆体インキがコーティングロール421の表面の陰刻セルに詰められ、ドクターブレード425はコーティングロール21の表面についた金属前駆体インキを除去する。フレキシブル基板21が一対のコーティングロール421の間を通過する時、コーティングロール421が互いに対向しながら所定圧力で密着しながら回転し、これによってコーティングロール421のセルに詰められていたインキがフレキシブル基板の両面に各々転写されて印刷される。
この際、一対のコーティングロール421の各々はフレキシブル基板21の移動方向の反対方向に回転することができる。即ち、図面に矢印で図示したように、フレキシブル基板21が下方から上方に移動する時、図4の左側コーティングロール421は時計方向に回転し、右側コーティングロール421は時計反回り方向に回転する。
図5aから図5cは、第2コーティングユニットを通過しながらフレキシブル基板がコーティングされる状態を図示した平面図である。
図5aは図4の(a)地点でのフレキシブル基板21の断面を図式的に示す。(a)地点はフレキシブル基板21が第1コーティングユニット410で一次的にコーティングされた後、第2コーティングユニット420に流入する前の状態であって、金属前駆体インキの一部がフレキシブル基板の内部に吸収されて充填されており、フレキシブル基板の表面にもコーティング用溶液が不規則に塗布されている。
その後、図4の(b)地点、即ち一対のコーティングロール421によりフレキシブル基板が圧着される地点のフレキシブル基板の断面を図5bに図式的に示した。所定間隔離隔した一対のコーティングロール421の間をフレキシブル基板が通過する時、コーティングロール421が両方向からフレキシブル基板を圧着するにつれて、フレキシブル基板の内部のインキ溶液のうちの一部は外に排出され、残りは基板の内部で比較的均一に分布するようになる。そして、フレキシブル基板の表面に塗布されたインキ溶液の一部が圧着時に除去されて塗布層が相対的に薄い、かつ一定になる。
フレキシブル基板が一対のコーティングロール421を通過する時もコーティングロール421がマイクログラビア方式によりフレキシブル基板の両面に金属前駆体インキ溶液を印刷する。これによって、フレキシブル基板がコーティングロール421を完全に通過した時(例えば、図4の(c)地点にある時)フレキシブル基板の断面は、図5cのような形態を有することができる。即ち、図示したように、インキ溶液がフレキシブル基板の両側の表面に印刷されてフレキシブル基板の表面に一定で、かつ均一なコーティング層が形成できる。
このように、第2コーティングユニット420を第1コーティングユニット410の上方に配置し、第2コーティングユニット420で一対のコーティングロール421の間をフレキシブル基板が通過するように構成することによって、第2コーティングユニット420がフレキシブル基板を圧着し、追加でコーティングするようになって、フレキシブル基板の内部と表面にインキ溶液をより均一で、かつ一定にコーティングすることができる利点がある。
また、例えば布や繊維のように液体吸収率が相対的に良い材質のフレキシブル基板を使用する場合、第1コーティングユニット410でディップコーティングをするようになれば、フレキシブル基板が不必要に過量のインキ溶液を吸収するようになって、乾燥時間が長くかかる問題がある。この問題を避けるために、例えばディップコーティングでないロールコーティングのみを行うこともできるが、この場合、フレキシブル基板の内部までインキを十分に吸収できないという問題が発生する。
しかしながら、本発明の実施形態によれば、第1コーティングユニット410でディップコーティングによりフレキシブル基板の内部まで十分にコーティング用溶液を充填させ、第2コーティングユニットでフレキシブル基板内の不必要な過量のインキを除去すると共に、外部の表面に一定にインキをまた塗布することによって、フレキシブル基板の内部と外部に充分で、かつ均一なコーティングを遂行することができる。
また、図4を参照すると、一対のコーティングロール421の各々がフレキシブル基板21の移動方向の反対方向に回転するものとして説明した。これとは異なり、一対のコーティングロールの各々がフレキシブル基板の移動方向と同一方向に回転することができる。即ち、フレキシブル基板21が下方から上方に移動する時、図4の左側コーティングロール421は時計反回り方向に回転し、右側コーティングロール421は時計方向に回転するように構成することができる。
図4で、第2コーティングユニット420を通過したフレキシブル基板21は上昇して乾燥ユニット430に供給される。この場合、第2コーティングユニット420から排出されるフレキシブル基板が別途のガイドローラーを経ないで上方向に移動して乾燥ユニット430に供給できる。
前記乾燥ユニット430は高温の不活性ガスをフレキシブル基板に吹いてフレキシブル基板を乾燥させる熱風乾燥器である。一実施形態において、高温ガスとして高温のアルゴンガスを使用することができる。
乾燥ユニット430は、乾燥ユニットチャンバー431及びチャンバー431の内に配置された一対のヒーティング部435を含む。フレキシブル基板21は、チャンバー431の一側に形成された流入口432を通じて乾燥ユニットチャンバー431内に流入して乾燥され、チャンバー431の他側に形成された流出口433を通じて外部に排出される。前記流入口432は乾燥ユニットチャンバー431の下部に形成され、流出口433はチャンバー431の上部に形成されている。
一対のヒーティング部435の各々は乾燥ユニットチャンバー431内でフレキシブル基板21の移動経路の左右両側に各々1つずつ配置される。ヒーティング部435は、例えば電気により加熱されるヒーティングコイルまたは赤外線照射手段のような加熱手段で具現できる。
乾燥ユニットチャンバー431は、送風口436と吸気口437を含む。図示したように、送風口436の端部側にヒーティング部435が配置されており、これによって、外部から供給される不活性ガスが送風口436に排出されてヒーティング部435に供給され、この不活性ガスはヒーティング部435で加熱された後、フレキシブル基板21に向けて噴射されてフレキシブル基板21を乾燥させる。
フレキシブル基板を乾燥させた不活性ガスは、吸気口437を通じて乾燥ユニットチャンバー431の外部に排出される。吸気口437はチャンバー431の流入口432と流出口433の各々に隣接して配置されて、乾燥ユニットチャンバー431内のガスを吸入する。吸気口437をできる限り流入口432と流出口433に近く配置して、チャンバー431内の気体が流入口432と流出口433に抜け出ないで吸気口437に全て吸入されるようにすることが好ましい。特に、フレキシブル基板の乾燥過程で多量のソルベントのような有害物質が排出されるが、このような物質が流入口432や流出口433を通じて乾燥ユニットチャンバー431の外部に漏出しないようにすることが重要である。
このために、例えばチャンバー431の内部を陰圧(negative pressure)に維持するように構成することもできる。また、例えば吸気口437で吸入するガスの量が送風口436から排出するガスの量より多いように吸気量と排気量を調節することができる。
一方、乾燥ユニットチャンバー431の吸気口437から排出されたガスは、例えばアルゴンのような不活性ガスを主成分とし、かつ基板乾燥時に発生した剰余ソルベント、各種パーティクル、ホコリなどが混合されている。ここで、剰余ソルベントは、例えば金属前駆体インキや触媒溶液など、コーティング用溶液の溶媒が揮発されたものであり、各種パーティクルは、例えばコーティング用溶液のうち、触媒と反応しない成分を含む。例えば、アルミニウム前駆体が触媒と反応せず、酸化されてアルミニウムオキサイド(Al2O3)などのパーティクルが生成される。
一実施形態によれば、このような不純物と有害物質を含有したガスが外部に排出されず、ガス精製システム(図示せず)で精製された後、また乾燥ユニット430に供給されてフレキシブル基板を乾燥させることに使われることができる。
図6は、図4の乾燥ユニット内のガス精製システムを図示した模式図である。
図6を参照すると、前記ガス精製システムは、吸気ダクト471、排気ダクト472、粉塵除去部440、ソルベント除去部450、及びフィルタ460を含むことができる。
吸気ダクト471は乾燥ユニット430の吸気口437と連結されて、乾燥ユニットチャンバー431から吸入したガスを粉塵除去部440に移送する。このようなガスの流れのためにポンプなどの駆動手段がガス流れ経路上に必要であるが、説明の便宜のために図示を省略した。
粉塵除去部440は、液体441を収容する容器を含み、吸気ダクト471の端部が液体441に浸漬されている。吸気ダクト471から移送されたガスが液体441を通過しながら各種パーティクルとホコリなど、固体成分が液体に溶解または沈殿され、気体成分のみ配管を通じて粉塵除去部440の外部に排出される。
粉塵除去部440を通過したガスはソルベント除去部450に伝達される。ソルベント除去部450は、ソルベントを含有したアルゴンガスと冷たい冷媒との間の熱交換を行う熱交換器451を含むことができる。
図示したように、熱交換器451で冷たい冷媒が流れる配管がアルゴンガスが流れる配管を覆いかぶせるように構成され、これによってソルベントを含有したアルゴンガスが熱交換器451を通過する時、ソルベントが凝縮され、凝縮されたソルベントは下の容器453に捕集されて除去される。
これとは異なり、ソルベント除去部450はカーボンまたはゼオライトなどで構成された吸着剤層で構成されることができ、ガスがこのような吸着剤層を通過する時、ソルベントが吸着剤の表面に吸着されてガス中のソルベントを除去することができる。その他にも、他の方式のソルベント除去構造が適用されることができ、ある特定方式に制限されない。
前記ガス精製システムはフィルタ460を選択的にさらに含むことができる。ソルベントが除去されたアルゴンガスはフィルタ460に移送され、フィルタ460はホコリなどの不純物を最終的にフィルタリングする。フィルタリングされたガスは排気ダクト472を通じて乾燥ユニット30に供給される。排気ダクト472は送風口436と連結されており、これによって精製された不活性ガスが排気ダクト472と送風口436を通じて乾燥ユニットチャンバー431にまた供給できる。
以上のように前述した図4の乾燥ユニット及び図6のガス精製システムを使用することによって、次のような技術的効果を得る。
第1に、熱エネルギーを集中して使用することによって、エネルギーを効率良く使用することができる。
従来、一般的にフレキシブル基板に向けて熱風を吹くか、または赤外線を照射してフレキシブル基板を加熱する場合、熱エネルギーがフレキシブル基板のみに集中されず、周囲の空気まで加熱させるようになって、乾燥ユニットの外部の温度を上昇させ、その結果、第1及び第2コーティングユニット410、420と乾燥ユニット430を収容する第4区域S1の全体の温度が不必要に上昇するようになって、熱エネルギーを効率良く使用できないという問題があった。
しかしながら、図4に図示した乾燥ユニットによれば、乾燥対象であるフレキシブル基板21に直ちに隣接してヒーティング部435を配置し、送風口436の端部をヒーティング部435と連結するように構成して、ヒーティング部435により加熱されたアルゴンガスが直ちにフレキシブル基板21に噴出されて基板を乾燥させ、その後、乾燥に使われたガスは直ちに吸気口437を通じて精製システム(図6)に回収されるので、加熱されたガスの移動経路を乾燥ユニット430内に制限することができ、熱エネルギーが乾燥ユニットチャンバー431の外部に不必要に分散されることを防止することができる。
第2に、装置内の汚染物質の拡散を防止することができる。
フレキシブル基板にコーティングされたコーティング用溶液を乾燥させる時、剰余ソルベント、酸化アルミニウムなどの各種パーティクルとホコリなどが汚染物質(気体及び固体成分)が生成されて乾燥ユニット430内の雰囲気ガスに混合される。ところで、従来の基板コーティング装置では乾燥ユニット自体的にこのような汚染物質を直ちに吸収して除去する構成を有しておらず、チャンバー10の単位でガス精製部が配置された。したがって、このような従来構成では乾燥ユニット430で発生した汚染物質がチャンバー10内の他の装置部品まで拡散されて装置寿命に悪影響をおよぼすことがあり、特にコーティングユニット410、420に到達した汚染物質が基板コーティング過程に影響を与えて、コーティング品質が低下するなど、いろいろな問題が発生することがある。
しかしながら、本実施形態による乾燥ユニット及びガス精製システムによれば、フレキシブル基板乾燥に使われたガスを吸気口437を通じて直ちに吸入して精製するので、基板乾燥時に発生するソルベントなど、各種の汚染物質の乾燥ユニットの外部への拡散を防止し、フレキシブル基板コーティング装置のチャンバー内の第1及び第2コーティングユニット410、420などの他の装置構成を汚染させることを防止する。
以上のように、第2基板コーティング装置40に対して図3から図6を参照して説明し、第1基板コーティング装置30も各構成要素の構成及び機能面で前述した第2基板コーティング装置40と同一または類似している。但し、第2基板コーティング装置40はフレキシブル基板に金属前駆体インキをコーティングする機能をする一方、第1基板コーティング装置30はフレキシブル基板に触媒溶液をコーティングする点で相異する。
図7は、図3の基板コーティング装置を連続して複数個配列した状態を図示した模式図である。
図7を参照すると、前記基板コーティング装置は複数個が一列に配列されることができ、これを通じて前記フレキシブル基板21に伝導性金属フィルムをコーティングすることができる。
左側の第1コーティングユニット510と第2コーティングユニット520は触媒コーティングのためのコーティング装置であり、右側の第1コーティングユニット610と第2コーティングユニット620は伝導性インキ組成物をコーティングするための装置である。
左側のコーティング装置で第1コーティングユニット510は図3の第1コーティングユニット410と同一または類似の構造と機能を有し、但し、第1コーティング用溶液515は触媒溶液である。第2コーティングユニット520は図3の第2コーティングユニット420と同一または類似の構造と機能を有し、第2コーティング用溶液は第1コーティング用溶液と同一な触媒溶液が使われることができる。また、図7の乾燥ユニット530は図3の乾燥ユニット430と同一または類似の構造と機能を有する。
同様に、図7の右側のコーティング装置で第1コーティングユニット610、第2コーティングユニット620、及び乾燥ユニット630は、各々図3の第1コーティングユニット410、第2コーティングユニット420、及び乾燥ユニット430に対応し、各々同一または類似の構造と機能を有する。但し、図7で第1コーティング用溶液615と第2コーティング用溶液に伝導性インキ組成物が使われることができる。
したがって、供給ロールから供給されるフレキシブル基板21は図面の左側から右側に移送されて左側の触媒コーティング用第1コーティングユニット510に供給される。フレキシブル基板は第1コーティングユニット510の貯蔵槽に貯蔵された第1コーティング用溶液515に含浸されて一次的にコーティングされた後、上方に移送されて第2コーティングユニット520を通過する。第2コーティングユニット520に供給される第2コーティング用溶液は、第1コーティング用溶液と同一な溶液でありうる。
フレキシブル基板は第2コーティングユニット520を通過しながら圧着及びコーティング処理され、図5cに図示したように、触媒溶液がフレキシブル基板の内部と外部の表面に均一に分布するようにコーティングできる。その後、フレキシブル基板は上方に移送されて乾燥ユニット530を通過しながら乾燥され、複数個のガイドロール541によりガイドされて右側の伝導性インキ組成物コーティング用装置に移送される。
触媒コーティングされたフレキシブル基板は、右側の第1コーティングユニット610の貯蔵槽に貯蔵された第1コーティング用溶液615に含浸されて伝導性インキ組成物で1次コーティングされ、その後、上方向に移送されて第2コーティングユニット620を通過しながら圧着及びコーティング処理されて、伝導性インキが図5cに図示したようにフレキシブル基板の内部と外部の表面に均一にコーティングできる。その後、フレキシブル基板は上方向に移送されて乾燥ユニット630を通過しながら乾燥され、複数個のガイドロール541によりガイドされて回収ロールに供給できる。
以上、図7に図示した伝導性金属フィルムコーティング装置では、基板コーティング装置を2段に、直列に配置した構成を例として説明した。しかしながら、前記基板コーティング装置はこのような構造に限定されず、具体的な実施形態によって多様な配置と構造に変形できる。例えば、必要によって、2段、3段などの複数の段に直列配置して構成することができ、コーティング用溶液を異にしてフレキシブル基板にさまざまな材料をコーティングすることに適用できる。
ここに、図8から図11bを参照して遮断ユニット15に対して説明する。
図8は、図2の遮断ユニットが開放された状態を図示した斜視図である。図9a及び図9bは、図8の遮断ユニットが開放された状態を図示した正面図及び側面図である。
図8から図9bを参照すると、遮断ユニット15はフレキシブル基板が貫通する貫通口を囲むフレーム150、及びこのフレーム150の内側に設けられて貫通口を密閉することができる密閉手段を含む。フレーム150の外側周りは隔壁11と噛み合って隔壁11に結合されている。一実施形態において、フレーム150は弾性材質で形成できる。
貫通口を密閉する密閉手段は、一対の空圧膨張チューブ151で具現できる。空圧膨張チューブ151は、フレーム150の内側面に設けられる。図示したように、空圧膨張チューブ151は貫通口を貫通して移送されるフレキシブル基板21の両側表面を各々対向するフレーム151の第1内側面と第2内側面に各々1つずつ設けられる。空圧膨張チューブ151は内部空間を有し、空圧により膨脹可能な弾性材質で形成される。
図9bに図示したように、空圧膨張チューブ151に空圧を供給する注入管153をさらに含む。図示したように、注入管153はフレーム150の内部を経て空圧膨張チューブ151に連結できる。
図8から図9bは遮断ユニットの開放状態、即ち空圧膨張チューブ151に空圧が注入される前の状態を示し、この状態でフレキシブル基板21は遮断ユニット15の貫通口を通じて一区域から隣り合う他区域に移送されることができ、またこの貫通口を通じて2区域間の気体も互いに連通することができる。
図10は、図8の遮断ユニットが遮断された状態を図示した斜視図である。図11a及び図11bは、図8の遮断ユニットが遮断された状態を図示した正面図及び側面図である。
図10から図11bを参照すると、貫通口を密閉するために、まずフレキシブル基板21の移送が中止される。フレキシブル基板21の動きが停止した状態で注入管153を通じて一対の空圧膨張チューブ151内に空圧が注入され、空圧膨張チューブ151がフレキシブル基板21に向けて各々膨脹してフレキシブル基板の両側面と接する。これによって、図示したように、一対の空圧膨張チューブ151及びその中に介されたフレキシブル基板21の間が完全に密閉できる。
このように、2区域間に設けられた遮断ユニット15の遮断状態で貫通口が密閉されているので、2区域間の気体の流れを遮断することができる。遮断ユニット15の動作により区域間の気体の流れを遮断することができるので、チャンバー10内の各区域(S1〜S6)の区域別の雰囲気ガスを各々独立的に制御できるようになる。
以下、このような不活性ガス雰囲気の独立的制御に対して図12及び図13を参照して説明する。
図12は、本発明の他の実施形態による伝導性フィルムコーティング装置を図示した模式図である。
図12に図示した伝導性フィルムコーティング装置は、不活性ガスをチャンバー10内に供給する供給口とガスをチャンバー10の外部に排出する排出口をさらに含むことを除いては、図2の伝導性フィルムコーティング装置と同一である。したがって、チャンバー10と隔壁11の構成、遮断ユニット15、供給ロール20、第1基板コーティング装置30、第2基板コーティング装置40、回収ロール50、第1貯蔵タンク70、及び第2貯蔵タンク80などの各構成要素は、図2と全て同一であるので、同一な参照番号を使用し、重複する説明を省略する。
図12を参照すると、チャンバー10は隔壁11により第1から第8区域(S1〜S8)に分離されており、第1区域S1から第8区域S8の各々は不活性ガスを各区域の内部空間に供給する少なくとも1つの供給口(I1〜I8)及び不活性ガスを区域の外部に排出する排出口(O1〜O8)を含む。
本実施形態での伝導性フィルムコーティング装置は、各区域の供給口(I1〜I8)を通じての不活性ガス供給量及び各区域の排出口(O1〜O8)を通じての排出量を各々独立的に制御することができる。このために、伝導性フィルムコーティング装置が、例えば各供給口にガスを供給するためのポンプを備え、また各区域のガス濃度や圧力を測定するセンサー及びこのセンサーのセンシング結果によって各区域を既に設定されたガス濃度に制御する制御部を備えることができる。
このように、チャンバー10内の各区域(S1〜S8)間のガスの流れを遮断ユニット15により遮断できるだけでなく、各区域の雰囲気ガスを各々独立的に制御することができるので、伝導性フィルムコーティング装置の正常的コーティング動作、フレキシブル基板ロールの取替え、装置のメインテナンス作業など、多様な状況で各区域毎に不活性ガス濃度を各々異なるように設定し、調節することができる。
例えば、全ての遮断ユニット15が開放状態におり、伝導性フィルムコーティング装置が正常的にコーティング作業を遂行している時、第1及び第2基板コーティング装置30、40がある第3区域S3と第4区域S4の供給口I3、I4からチャンバー10の内部に不活性ガスを供給し、供給ロール20と回収ロール50が各々配置された第1区域S1と第6区域S6の排出口O1、O6を通じて不活性ガスを外部に排出するように制御することができる。
この場合、第3及び第4区域S3、S4で第1及び第6区域S1、S6に向けて不活性ガスが移動する気体の流れが生じるので、第3及び第4区域S3、S4の不活性ガス濃度を高いレベルに維持し、第7及び第8区域S7、S8の不活性ガス濃度を相対的に低いレベルに維持することができる。
一般に、基板コーティング工程時、不活性ガスの濃度レベルが高くなければならず、相対的に供給ロール20や回収ロール50側のガス濃度レベルは小さくても構わないので、前記のように各区域別の供給口と排出口のガス供給量/排出量を調節してチャンバー10内のガスの流れを制御することによって、伝導性フィルムコーティング装置の全体観点で、少ない不活性ガスを必要な区域に集中して効率良く使用することができる。
図13は、図12の伝導性フィルムコーティング装置における雰囲気ガス供給を制御する方法を図示したフローチャートである。
図13を参照すると、まず、ステップ(S10)でフレキシブル基板の移送を停止させて伝導性フィルムコーティング装置の全ての遮断ユニット15を密閉状態に転換する。即ち、各遮断ユニット15の空圧膨張チューブ151に空圧を注入して貫通口を密閉する。これによって、チャンバー10内の全ての区域が密閉され、密閉された各区域は現在の不活性ガスの雰囲気をそのまま維持できるようになる。
その後、ステップ(S20)で、必要によってフレキシブル基板ロールの取替え、装置内部品の取替え、またはメインテナンスなどの作業を遂行する。例えば、チャンバー10の外壁に設けられた1つ以上の搬入口19を通じてロールを取り替えるか、または部品を取り替えることができる。また、図2または図12に図示してはいないが、このような取替え作業のために各区域(S1〜S8)毎に1つ以上の開閉ドアが設けられることができる。
この際、取替えやメインテナンス作業が遂行される区域は搬入口19や開閉ドアの開放により外部と空気が連通するため、不活性ガス雰囲気がなくなるが、残りの区域は各々互いに遮断されて密閉されているので、不活性ガス雰囲気をそのまま維持することができる。
取替えやメインテナンス作業が完了すれば、ステップ(S30)で、該当作業区域の雰囲気を既に設定された不活性ガスの濃度レベルにまた充填する。即ち、該当区域のガス供給口を通じてアルゴンなどの不活性ガスを供給して既に設定された濃度レベルまで充填する。この際、他の残りの区域はガス雰囲気をそのまま維持しているので、別途に充填する必要がないので、このステップ(S30)での充填時間を短縮することができる。
該当作業区域のガス雰囲気を既に設定された濃度レベルに合せれば、ステップ(S40)で遮断ユニット15を作動させて開放状態に転換する。例えば、空圧膨張チューブ151に充填されていた空圧を注入管153を通じてまた外部に排出することができ、遮断ユニット15は図7または図8に図示したように、貫通口がまた開放されて区域別の密閉が解除される。
その後、フレキシブル基板をまた移送させてフレキシブル基板のコーティング工程を再開し、ステップ(S50)で既に設定されたガス雰囲気濃度制御方法によりチャンバー内のガス雰囲気を制御する。
即ち、ステップ(S50)では、第1及び第2基板コーティング装置30、40が配置された第3及び第4区域S3、S4の供給口を通じて不活性ガスを供給し、第1及び第6区域S1、S6の排出口を通じて不活性ガスをチャンバーの外部に排出し、これにより基板コーティング工程のガス雰囲気を相対的に高い濃度レベルに維持し、供給ロールと回収ロールのガス雰囲気を相対的に低い濃度レベルに維持することができる。
以上のように図面を参考して本発明の実施形態を説明したが、前述した実施形態の他にも多様な変形例がありうる。このように、本発明が属する分野で通常の知識を有する当業者であれば、前述した明細書の記載から多様な修正及び変形が可能であることを理解することができる。したがって、本発明の範囲は説明された実施形態に限定して定まってはならず、後述する特許請求範囲だけでなく、この特許請求範囲と均等なものにより定まらなければならない。

Claims (9)

  1. フレキシブル基板を供給する供給ロールの後端に配置され、前記フレキシブル基板に触媒溶液をディップコーティング(dip coating)方式によりコーティングする第1コーティングユニットと、
    前記第1コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板に触媒溶液または金属前駆体インキをグラビア方式によりコーティングする第2コーティングユニットと、
    前記第2コーティングユニットの後端に配置され、前記フレキシブル基板を乾燥させる乾燥ユニットと、
    を含む、基板コーティング装置。
  2. 前記第1コーティングユニットは、
    前記第1コーティング用溶液を貯蔵している貯蔵槽と、
    前記貯蔵槽内に配置されて、フレキシブル基板が前記貯蔵槽に含浸されてから上に上昇する経路を有するようにする1つ以上のガイドロールを含むことを特徴とする、請求項1に記載の基板コーティング装置。
  3. 前記第1コーティングユニットの前記貯蔵槽に含浸されてコーティングされたフレキシブル基板が直線経路に上昇して前記第2コーティングユニットに供給されることを特徴とする、請求項2に記載の基板コーティング装置。
  4. 前記第2コーティングユニットが、
    各々の表面に印刷しようとするパターンが陰刻のセルに形成された、一対のマイクログラビアコーティングロールと、
    前記各コーティングロールの上部で各コーティングロールに金属前駆体インキを供給するディスペンサと、
    前記各コーティングロールの表面についた金属前駆体インキを除去するドクターブレードとを含み、
    前記第1コーティングユニットから排出されるフレキシブル基板が前記第2コーティングユニットの前記一対のコーティングロールの間を通過することを特徴とする、請求項1に記載の基板コーティング装置。
  5. 前記一対のコーティングロールの各々が前記フレキシブル基板の移動方向の反対方向に回転することを特徴とする、請求項4に記載の基板コーティング装置。
  6. 前記乾燥ユニットが、
    フレキシブル基板が通過する経路上に形成された流入口と流出口を有するチャンバーと、
    前記チャンバー内に配置され、チャンバーの外部から供給されるガスを加熱するヒーティング部とを含み、
    前記第2コーティングユニットを通過したフレキシブル基板が前記乾燥ユニットの前記チャンバー内に供給されることを特徴とする、請求項1に記載の基板コーティング装置。
  7. 前記チャンバーが、
    前記ヒーティング部に向けて高温のガスを排出する送風口と、
    前記チャンバーの流入口と流出口の各々に隣接して配置されて、チャンバー内のガスを吸入する吸気口と、
    を含むことを特徴とする、請求項6に記載の基板コーティング装置。
  8. 前記吸気口で吸入するガスの量が前記送風口から排出するガスの量より多くて前記チャンバーの内部が陰圧に維持されたことを特徴とする、請求項7に記載の基板コーティング装置。
  9. 前記吸気口と連結された吸気ダクトと、
    前記吸気ダクトから出るガスでパーティクル及び粉塵を除去する粉塵除去部と、
    前記粉塵除去部を通過したガスでソルベントを除去するソルベント除去部と、
    前記ソルベント除去部を通過したガスを前記送風口に伝達する排気ダクトをさらに含み、
    前記チャンバー内のガスの少なくとも一部が前記粉塵除去部及びソルベント除去部を通過して前記チャンバーにまた供給されることを特徴とする、請求項7に記載の基板コーティング装置。
JP2018507582A 2015-11-27 2016-11-17 基板コーティング装置及びこれを含む伝導性フィルムコーティング装置 Active JP6600079B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0167560 2015-11-27
KR1020150167560A KR101653347B1 (ko) 2015-11-27 2015-11-27 유연기판에 코팅용 용액을 코팅하는 장치
KR10-2015-0168950 2015-11-30
KR1020150168950A KR101641285B1 (ko) 2015-11-30 2015-11-30 전도성 필름 코팅 장치
PCT/KR2016/013247 WO2017090934A1 (ko) 2015-11-27 2016-11-17 기판 코팅장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018522728A JP2018522728A (ja) 2018-08-16
JP6600079B2 true JP6600079B2 (ja) 2019-10-30

Family

ID=58764174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018507582A Active JP6600079B2 (ja) 2015-11-27 2016-11-17 基板コーティング装置及びこれを含む伝導性フィルムコーティング装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6600079B2 (ja)
WO (1) WO2017090934A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111495682A (zh) * 2020-05-14 2020-08-07 盐山万兴新能源有限公司 一种s型压实辊式油性pvdf涂布机
CN113731747B (zh) * 2021-03-02 2023-09-08 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 纤维膜材料催化剂自动涂覆系统及涂覆方法
CN114497608B (zh) * 2022-04-01 2022-07-05 深圳市昆龙卓盈机电有限公司 用于燃料电池的催化剂浆料回收装置
CN117286649A (zh) * 2022-11-21 2023-12-26 南通鑫唐纺织印染有限公司 一种改进型防纱线断裂的浸胶设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3986727B2 (ja) * 2000-05-09 2007-10-03 株式会社タクマ 導電性ウェブ状材料の製造装置及びこれを用いた導電性ウェブ状材料の製造方法
KR100336582B1 (ko) * 2000-06-28 2002-05-16 한승우 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치
JP4003163B2 (ja) * 2002-01-15 2007-11-07 富士フイルム株式会社 多層塗布膜の製造装置
TWI328050B (en) * 2005-05-10 2010-08-01 Ulvac Inc Reeling type plasma cvd device
JP5909986B2 (ja) * 2011-10-19 2016-04-27 日産自動車株式会社 電極乾燥方法、および電極乾燥装置
KR20150045305A (ko) * 2013-10-18 2015-04-28 주식회사 엘지화학 분리막의 제조방법 및 분리막
KR101568273B1 (ko) * 2013-12-27 2015-11-19 엘지디스플레이 주식회사 플렉시블 기판 처리장치 및 이를 이용한 플렉시블 기판 처리방법
KR101659462B1 (ko) * 2014-04-11 2016-09-23 한국기계연구원 전도성 금속 필름 전극 제조장치
KR101618811B1 (ko) * 2014-05-13 2016-05-09 (주)피엔티 열 경화 장치 및 이를 구비한 박막 코팅 장치
KR101501240B1 (ko) * 2014-07-25 2015-03-12 한국기계연구원 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017090934A1 (ko) 2017-06-01
JP2018522728A (ja) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101641285B1 (ko) 전도성 필름 코팅 장치
JP6600079B2 (ja) 基板コーティング装置及びこれを含む伝導性フィルムコーティング装置
KR101653347B1 (ko) 유연기판에 코팅용 용액을 코팅하는 장치
TWI317303B (en) Method of applying and drying liquid
KR101286003B1 (ko) 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법 및 장치
JP2010255988A (ja) 乾燥装置
CN100544084C (zh) 燃料电池用电极层的制造方法
JP2008244276A (ja) 基板乾燥装置及び方法
WO2018037670A1 (ja) 塗工装置および塗工方法
CN106079843B (zh) 一种真空干式清洗板材复膜机
JP4233051B2 (ja) 燃料電池用電極層の製造方法
CN101749949A (zh) 循环式基板烧成炉
KR101694362B1 (ko) 잉크코팅 장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치
JP2013198835A (ja) 塗工装置および塗工膜形成システム
CN206887619U (zh) 一种浸渍纸预处理生产线
KR101776191B1 (ko) 높은 전기 전도성의 웹을 생산하기 위한 잉크 코팅장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치
JP2010043795A (ja) 連続雰囲気炉
JP6618309B2 (ja) 塗工装置および塗工方法
JP2002273286A (ja) 排気循環路を備えた水溶性塗料の塗装ブース
CN109397860B (zh) 环保型五色印刷机
KR20170001039A (ko) 유기태양전지 제조용 롤투롤 로터리 스크린 인쇄장치
CN106835573B (zh) 一种零排放高温高压染缸
CN206106597U (zh) 一种真空干式清洗板材复膜机
EP3216606B1 (en) Printer gas recovery device
WO2022102406A1 (ja) 抽出乾燥装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190226

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190520

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190917

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191003

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6600079

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250