KR101501240B1 - 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치 - Google Patents

Abstract

수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치가 개시되어 있다.
개시된 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치는 연성기판을 공급하는 공급롤; 상기 연성기판을 회수하는 회수롤; 상기 공급롤과 회수롤의 사이에 소정 간격으로 수평 배치되며, 상기 기판의 저면에 접촉된 채 기판이 공급롤로부터 회수롤로 수평 이동되도록 가이드 하는 다수의 수평 가이드 롤; 상기 연성기판과 동일 레벨로 배치되어, 상기 공급롤에서 공급되는 연성기판의 표면에 접착제 역할을 하는 촉매를 코팅하여 촉매층을 형성하는 촉매층 형성용 슬롯다이; 및 상기 연성기판과 동일한 레벨로 배치됨과 아울러 상기 촉매층 형성용 슬롯다이의 차기 위치에 배치되어, 상기 연성기판의 촉매층 상에 도전체를 코팅하여 도전체층을 형성하는 도전체층 형성용 슬롯다이;를 포함하며,
상기 촉매층 형성용 슬롯다이의 이전 위치에 배치되어, 상기 공급롤로부터 공급되는 연성기판의 표면을 세척액에 의해 세척하는 세척유닛을 더 포함하고, 상기 세척유닛과 상기 촉매층 형성용 슬롯다이 사이에 배치되어, 상기 세척된 연성기판을 건조시키는 건조유닛을 더 포함하며, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이와 도전체층 형성용 슬롯다이 사이에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 촉매층에 근적외선을 조사하여 경화시켜주는 제1 근적외선 드라이어를 더 포함하고, 상기 도전체층 형성용 슬롯다이의 차기 위치에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 도전체층을 경화시켜주는 제2 근적외선 드라이어를 더 포함하며, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이 및 도전체층 형성용 슬롯다이는, 촉매층 형성 및 도전체층을 형성하는 과정에서 발생되는 수분 및 산소를 제거하기 위해 그 내부가 고순도의 아르곤 또는 질소 분위기로 조성된 퍼징챔버 내에 위치하는 것을 더 포함하는 것이다.

Description

수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치{horizontality transfer type conducting metal film coating apparatus}

본 발명은 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치에 관한 것이다.

더 상세하게는 연성기판을 콘베이어 방식으로 수평 이동시키면서 슬롯다이에 의해 촉매 및 전극을 코팅하는 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치에 관한 것이다.

최근 디지털 기술의 발전으로 인하여 터치패널, OLED 등과 같이, 현재 상용화되어 있는 평판 디스플레이의 고기능화 연구를 중심으로 차세대 디스플레이의 개발이 활발히 진행되고 있다.

디스플레이의 유연성은 구부리거나 접을 수 있어 휴대가 간편하다는 이유에서 차세대 디스플레이에 기본적으로 요구되는 중요한 기능 중 하나이다. 연성 디스플레이란 디스플레이 특성에 손실을 가져오지 않으면서 종이처럼 접거나 롤 상태로 말수가 있고, 또한 내충격성에 강한 디스플레이로서 딱딱한 유리 기판을 사용하는 기존 디스플레이의 대체뿐만 아니라, 기존의 디스플레이로는 구현이 불가능한 전자종이 기술 등에 적용될 수 있는 디스플레이를 말한다.

이러한 연성 디스플레이의 패널을 제작하기 위한 방법으로는 딥랙(dip rack) 방식, 롤투롤 이송방식 등이 사용되고 있다. 딥랙 방식은 1개의 패널 형태의 기판을 용액이 담긴 그릇에 넣는 방식으로, 기판을 낱장씩 핸드링해야 하므로 생산성 및 기판의 안정성이 떨어진다는 단점을 안고 있다. 이에 근래에는 생산성 향상을 위해 연속적으로 기판을 이송할 수 있는 롤투롤 이송방식을 이용하고 있다.

도 1은 롤투롤 이송방식에 의한 전도성 금속필름 코팅장치의 개념도이다.

도 1에 따르면, 롤투롤 이송방식을 이용하는 전도성 금속필름 코팅장치는, 코팅장비의 입구 측에 설치된 채 권취되어 있는 연성기판(1)을 연속적으로 공급하는 공급롤(10)과; 상기 공급롤(10)로부터 풀려지는 연성기판(1)에 화학적 습식을 통해 저온에서 알루미늄 전극을 형성할 수 있도록 촉매 작용을 하여 연성기판의 표면을 일 부분 또는 패턴 상태로 표면 처리하는 표면처리유닛(20)과; 상기 연성기판(1)의 표면 처리 면에 알루미늄 전극을 코팅하는 전극 코팅유닛(30)과; 상기 전극 코팅유닛(30)을 통과하면서 알루미늄 전극이 형성된 연성기판(1)을 되감는 회수롤(40)로 구성되어 있다.

이러한 롤투롤 이송방식의 전도성 금속필름 코팅장치는, 기본적으로 연성기판(web)이 일정한 장력을 유지할 수 있도록 다수의 가이드 롤(50)에 의해 지지된 채 이송되고 있기 때문에, 상기 표면처리유닛(20) 내의 가이드 롤(50)에 의해 연성기판(1)의 표면처리층이 압박 및 마찰되면서 손상되는 문제점이 있었고, 또한 상기 전극 코팅유닛(30) 내의 가이드 롤(50)에 의해 연성기판(1)의 전극 코팅면이 압박 및 마찰되면서 전극 코팅층이 손상되거나 또는 전극 코팅층(c)이 한 쪽으로 쓸리는 현상이 발생하였다. 이에 따라, 제품 하자의 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 주 목적은 코팅층이 쓸리는 현상을 방지하기 위해, 연성기판의 코팅면이 가이드롤과 접촉하였던 기존의 롤투롤 방식을 배제하는 대신, 연성기판을 콘베이어 방식으로 수평이동시키면서 슬롯다이에 의해 표면 처리 및 알루미늄 전극을 코팅함으로써 롤에 의한 압박을 방지함에 따라 코팅면이 쓸리는 기존 문제점을 해소할 수 있는 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치를 제공함에 있다.

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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
개시된 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치는 연성기판을 공급하는 공급롤; 상기 연성기판을 회수하는 회수롤; 상기 공급롤과 회수롤의 사이에 소정 간격으로 수평 배치되며, 상기 기판의 저면에 접촉된 채 기판이 공급롤로부터 회수롤로 수평 이동되도록 가이드 하는 다수의 수평 가이드 롤; 상기 연성기판과 동일 레벨로 배치되어, 상기 공급롤에서 공급되는 연성기판의 표면에 접착제 역할을 하는 촉매를 코팅하여 촉매층을 형성하는 촉매층 형성용 슬롯다이; 및 상기 연성기판과 동일한 레벨로 배치됨과 아울러 상기 촉매층 형성용 슬롯다이의 차기 위치에 배치되어, 상기 연성기판의 촉매층 상에 도전체를 코팅하여 도전체층을 형성하는 도전체층 형성용 슬롯다이;를 포함하며,
상기 촉매층 형성용 슬롯다이의 이전 위치에 배치되어, 상기 공급롤로부터 공급되는 연성기판의 표면을 세척액에 의해 세척하는 세척유닛을 더 포함하고, 상기 세척유닛과 상기 촉매층 형성용 슬롯다이 사이에 배치되어, 상기 세척된 연성기판을 건조시키는 건조유닛을 더 포함하며, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이와 도전체층 형성용 슬롯다이 사이에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 촉매층에 근적외선을 조사하여 경화시켜주는 제1 근적외선 드라이어를 더 포함하고, 상기 도전체층 형성용 슬롯다이의 차기 위치에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 도전체층을 경화시켜주는 제2 근적외선 드라이어를 더 포함하며, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이 및 도전체층 형성용 슬롯다이는, 촉매층 형성 및 도전체층을 형성하는 과정에서 발생되는 수분 및 산소를 제거하기 위해 그 내부가 고순도의 아르곤 또는 질소 분위기로 조성된 퍼징챔버 내에 위치하는 것을 더 포함하는 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치가 제공된다.

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또한, 본 발명의 상기 도전체는 알루미늄일 수 있다.

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이상의 본 발명은, 기존 롤투롤 방식을 채용한 필름 코팅장치의 문제점이었던 연성기판의 코팅면과 가이드롤과의 접촉구조를, 연성기판의 코팅면과 가이드롤이 비접촉되는 수평이동식으로 개선 보완함으로써 코팅층의 쓸림 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 코칭층을 경화시킴에 있어 근적외선 드라이어(near infrared rays)를 채용함으로써, 필요부분을 부분적으로 경화하거나 짧은 파장을 이용하여 공기 중에 발산되는 에너지를 크게 감소시키면서도 건조효과를 높일 수 있다.

도 1은 종래 롤투롤 방식의 전도성 금속필름 코팅장치의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치의 개략도이다.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는 "의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예를 개시한다.

도 2는 본 발명에 따른 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치의 개략도로서, 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치는, 연성기판(1)을 콘베이어 방식으로 수평이송시키면서 코팅층이 가이드 롤과 비접촉방식을 취함에 따라 코팅층의 쓸림현상이 방지되도록 한 것을 특징으로 한다.

이러한, 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치(이하 '코팅장치'라 약칭한다)는 공급롤(100), 회수롤(200), 수평 가이드 롤(300), 촉매층 형성용 슬롯다이(400) 및 도전체층 형성용 슬롯다이(500)를 포함한다.

상기 공급롤(100)은 연성기판(1)을 감은 상태로 상기 코팅장치의 입구측에 배치된다. 여기서, 상기 연성기판(1)은 종이, 폴리머 시트, 섬유 및 직물지 등과 같이 유연성을 갖는 절연소재로 되어 있다.

상기 회수롤(200)은 상기 공급롤(100)에서 풀려지는 연성기판(1)에 촉매층 및 도전체층이 코팅공정이 완료되어 회로기판화 된 연성기판을 되감을 수 있도록 상기 코팅장치의 출구측에 배치된다.

상기 수평 가이드 롤(300)은 상기 공급롤(100)과 회수롤(200)의 사이에 소정 간격을 두고 다수 개가 수평 배치된 채 상기 공급롤(100)과 회수롤(200) 사이의 작업구간에서 연성기판(1)의 저면을 수평으로 가이드 해 주는 역할을 한다.

여기서, 상기한 수평 가이드 롤(300)은 연성기판(1)의 촉매층 및 도전체 코팅면이 아닌 비 코팅면을 지지하고 있고, 지지강도도 기존의 롤투롤 방식에 비해 강하지 않으므로 코팅층의 쓸림 현상을 방지할 수 있다.

상기 촉매층 형성용 슬롯다이(400)는, 상기 연성기판(1)과 동일 레벨로 배치되어, 상기 공급롤(100)에서 공급되는 연성기판(1)의 표면에 접착제 역할을 하는 촉매를 코팅하여 촉매층을 형성하는 역할을 한다.

여기서, 촉매층을 형성하는 촉매는 흄(fume) 상태 또는 용액상태의 금속 전구체 분해활성화 촉매로서, 예컨대, AlH₃로 구성된 알루미늄 전구체 잉크에서 낮은 온도의 수소를 떼어내고 알루미늄을 형성할 수 있게 한다.

상기 촉매층 형성용 슬롯다이(400)는 무맥동 펌프(미도시) 또는 피스톤 펌프에 의해 펌핑되는 촉매가 좌측 다이립(410)과 우측 다이립(420) 사이를 통해 균일하게 배출되므로 일정한 두께로 코팅할 수 있어서 촉매 코팅의 안정성 및 재현성이 뛰어난 장점이 있다.

상기 도전체층 형성용 슬롯다이(500)는, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이의 차기 위치에 배치되며, 상기 연성기판(1)과 동일한 레벨로 배치된다.

상기 도전체층 형성용 슬롯다이(500)는 상기 연성기판(1)의 촉매층 상에 도전체를 코팅층을 도포 코팅하는 역할을 한다. 여기서, 상기 도전체는 알루미늄으로 되는 것이 바람직하다.

상기 도전체층 형성용 슬롯다이(500)도 상기 촉매층 형성용 슬롯다이(400)와 마찬가지로 무맥동 펌프(미도시) 또는 피스톤 펌프에 의해 펌핑되는 도전체가 좌측 다이립(510)과 우측 다이립(520) 사이를 통해 균일하게 배출되므로 일정한 두께로 코팅할 수 있어서 도전체 코팅의 안정성 및 재현성이 뛰어난 공통의 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 코팅장치는, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이(400)의 이전 위치에 배치되어, 상기 공급롤(100)로부터 공급되는 연성기판(1)의 표면을 세척액에 의해 세척하는 세척유닛(600)을 더 포함할 수 있다.

위에서는 세척유닛(600)이 촉매층 형성용 슬롯다이(400)의 이전에만 설치된 것으로 설명하고 있으나, 이에 한정하지는 않으며, 상기 도전체층 형성용 슬롯다이(500)의 이후 위치에도 추가적으로 설치될 수 있다. 이와 같이, 도전체층 형성용 슬롯다이(500)의 이후에 설치되는 세척유닛의 경우는 연성기판(1) 및 도전체(알루미늄) 위에 완결되지 않은 잔류물을 세척하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 코팅장치는, 상기 세척유닛(600)과 상기 촉매층 형성용 슬롯다이(400) 사이에 배치되어, 상기 세척된 연성기판(1)을 건조시키는 건조유닛(700)을 더 포함할 수 있다. 상기 건조유닛(700)은 상기 세척유닛(600)을 거치면서 연성기판(1) 상에 잔류되어 있는 세척수를 가열하거나 또는 바람을 불어서 제습하는 기능을 한다.

본 발명에 따른 코팅장치는, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이(400)와 도전체층 형성용 슬롯다이(500) 사이에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 촉매층에 근적외선(near infrared rays)을 조사하여 경화시켜주는 제1 근적외선 드라이어(810)를 더 포함할 수 있다.

상기한 제1 근적외선 드라이어(810)는 필요한 부분을 부분적으로 경화시킬 수 있고, 짧은 파장을 이용하여 공기 중으로 발산되는 에너지를 크게 감소시킬 수 있으면서도 건조효과가 우수하다는 장점이 있어서 촉매층의 경화시간을 단축하는 효과를 가져온다.

본 발명에 따른 코팅장치는, 상기 도전체층 형성용 슬롯다이(500)의 차기 위치에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 도전체층을 경화시켜주는 제2 근적외선 드라이어(820)를 더 포함할 수 있다.

상기한 제2 근적외선 드라이어(820)도 제1 근적외선 드라이어와 마찬가지로 필요한 부분을 부분적으로 경화시킬 수 있고, 짧은 파장을 이용하여 공기 중으로 발산되는 에너지를 크게 감소시킬 수 있으면서도 건조효과가 우수하다는 장점이 있어서 도전체층의 경화시간을 단축하는 효과를 가져온다.

본 발명에 따른 코팅장치는, 상기 촉매층 형성용 슬롯다이(400) 및 도전체층 형성용 슬롯다이(520)가 퍼징챔버(900)의 내부에 설치되는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 퍼징챔버(900)는 연성기판(1)의 촉매층 형성 및 도전체층 형성 과정에서 발생되는 수분 및 산소를 제거하기 위해 그 내부에 고순도의 아르곤 또는 질소 분위기로 조성된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 연성기판의 코팅면이 가이드 롤과 접촉되지 않도록 수평으로 이송되면서 코팅공정을 행함에 따라 코팅면의 쓸림을 방지할 수 있고, 이로 인하여 제품의 불량율을 현저히 감소시킬 수 있다.

한편, 상기한 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치를 이용하는 코팅방법은 장치의 구성 설명에 모두 포함되어 있으므로 별도의 설명은 생략한다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1 : 연성기판 100 : 공급롤
200 : 회수롤 300 : 수평 가이드 롤
400 : 촉매층 형성용 슬롯다이 500 : 도전체층 형성용 슬롯다이
600 : 세척유닛 700 : 건조유닛
810 : 제1 근적외선 드라이어 820 : 제2 근적외선 드라이어
900 : 퍼징챔버

Claims (8)

1. 연성기판을 공급하는 공급롤;
   상기 연성기판을 회수하는 회수롤;
   상기 공급롤과 회수롤의 사이에 소정 간격으로 수평 배치되며, 상기 기판의 저면에 접촉된 채 기판이 공급롤로부터 회수롤로 수평 이동되도록 가이드 하는 다수의 수평 가이드 롤;
   상기 연성기판과 동일 레벨로 배치되어, 상기 공급롤에서 공급되는 연성기판의 표면에 접착제 역할을 하는 촉매를 코팅하여 촉매층을 형성하는 촉매층 형성용 슬롯다이; 및
   상기 연성기판과 동일한 레벨로 배치됨과 아울러 상기 촉매층 형성용 슬롯다이의 차기 위치에 배치되어, 상기 연성기판의 촉매층 상에 도전체를 코팅하여 도전체층을 형성하는 도전체층 형성용 슬롯다이;
   를 포함하며,
   상기 촉매층 형성용 슬롯다이의 이전 위치에 배치되어, 상기 공급롤로부터 공급되는 연성기판의 표면을 세척액에 의해 세척하는 세척유닛을 더 포함하고,
   상기 세척유닛과 상기 촉매층 형성용 슬롯다이 사이에 배치되어, 상기 세척된 연성기판을 건조시키는 건조유닛을 더 포함하며,
   상기 촉매층 형성용 슬롯다이와 도전체층 형성용 슬롯다이 사이에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 촉매층에 근적외선을 조사하여 경화시켜주는 제1 근적외선 드라이어를 더 포함하고,
   상기 도전체층 형성용 슬롯다이의 차기 위치에 배치되어, 상기 슬롯다이에 코팅된 도전체층을 경화시켜주는 제2 근적외선 드라이어를 더 포함하며,
   상기 촉매층 형성용 슬롯다이 및 도전체층 형성용 슬롯다이는, 촉매층 형성 및 도전체층을 형성하는 과정에서 발생되는 수분 및 산소를 제거하기 위해 그 내부가 고순도의 아르곤 또는 질소 분위기로 조성된 퍼징챔버 내에 위치하는 것을 더 포함하는 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 도전체층의 재질은 알루미늄인 것을 더 포함하는 수평 이송식 전도성 금속필름 코팅장치.
   
8. 삭제

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