KR101582913B1 - 플렉서블 기판 상의 박막 적층 방법 - Google Patents

플렉서블 기판 상의 박막 적층 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따라서, 플렉서블 기판에 박막을 적층하는 박막 적층 방법이 제공되는데, 상기 방법은 플렉서블 기판에 대해 응력을 발생시키는 단계; 상기 플렉서블 기판에 대해 응력이 발생된 상태에서 상기 기판에 소정의 프로세스를 통해 박막을 형성하는 단계; 상기 박막이 형성된 기판을 소정시간 동안 유지하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 유지하는 시간을 제어하여, 상기 박막의 인장 응력에 대한 저항성을 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

플렉서블 기판 상의 박막 적층 방법{METHOD OF DEPOSITING THIN FILM ON FLEXIBLE SUBSTRATE}
본 발명은 박막 적층 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인장력(tension)에 대한 저항성을 개선한 박막을 적층할 수 있는 플렉서블 기판 상의 박막 적층 방법에 관한 것이다.
알루미늄이 적층된 산화아연(ZnO:Al) 박막은 다양한 애플리케이션에서의 그 잠재성으로 인하여, 유력한 투과 전도성 산화물(TCO) 물질로 평가받고 있다. 최근, 저온에서 플렉서블 플라스틱 기판 상에의 ZnO:Al 박막의 적층 방법, 손상 허용한도(damage tolerance), 응력 특징화에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나, ZnO:Al 박막은 취성이 크고, 구부림, 스트레칭 등과 같은 다양한 기계적 응력 때문에 일어날 수 있는 제한된 스트레인만을 견딜 수 있다는 단점이 있다. 또한, 박막 적층 프로세스 중에, 박막과 기판 사이의 격자 불일치 및 열적 불일치로 인하여, 잔류 응력이 필연적으로 발생한다. 박막/기판 시스템의 구조적 일체성 및 안정성은 종종, 박막 중의 잔류 응력에 의해 영향을 받는다. 예컨대, 잔류 응력은 결함을 형성하는 구동력을 제공할 수 있고, 이는 다시 박막의 소자 성능을 열화시킨다. 따라서, 박막/기판 구조 중이 잔류 응력은 재료 과학자 및 물리학자에 큰 관심이 되어 왔다.
박막/기판 시스템 중의 잔류 응력은 박막의 강도 및 파괴 인성에 중요한 영향을 미친다. 이들 사이의 관계를 예측하기 위하여, 압입(indentation)과 같은 여러 상이한 방법들이 개발되어 왔다. 예컨대, 나노 압입 및 나노 스크래치 시험을 이용한 잔류 응력의 효과 하에, SiN 박막의 기계적 성질 및 계면 접합 에너지가 연구되었다. 그 결과, 잔류 압축 응력은 크랙 선단을 무디게 하고 크랙 전파를 억제하는 것으로 예상되었고, 반면에 인장 응력은 크랙의 개구를 확대하고 크랙 전파를 용이하게 하여, 기계적 성질을 변동시킨다는 것이 밝혀졌다. 깊이 감지 나노 압입(depth sensing nanoindentation)을 이용한 연구에 따르면, 원주형 TiN 박막 내에 존재하는 큰 압축 잔류 응력은 그 박막의 전단 파괴 강도를 개선한다는 것이 밝혀졌다. 또한, 마이크로 압입을 이용하여, 박막의 파괴 인성에 미치는 잔류 응력의 영향이 평가되었다. 이 결과에서, 박막의 크랙이 잔류 응력장과 관련되어 저장된 에너지를 해방함에 따라, 박막의 파괴 인성은 박막 중의 인장 잔류 응력 증가에 따라 감소하였다. 이러한 경우, 박막의 강도 또는 파괴 인성에 미치는 잔류 응력의 영향을 정량적으로 예측하는 것은 어렵다.
또한, 응력이 박막의 성질에 영향을 미치는 것은 알려졌지만, 그 영향을 제어하는 기술에 대하여는 아무런 진척이 없는 것이 현재의 실정이다.
한편, 플렉서블 소자에의 적용이 연구되고 있는 플라스틱 기판 위에 증착된 유전체(dielectric) 혹은 부동태층(passivation layer)으로 활용되는 산화물 혹은 질화물 박막의 기계적 특성은 인장력보다 압축력에 더욱 높은 저항성을 보인다.
이러한 특징은 플렉서블 기판 상에 증착되는 산화물 혹은 질화물 물질의 기본적인 성질에도 기인하지만, 그외에도 인장력과 압축력의 작용이 기판과 박막층에 다르게 작용하기 때문이다. 인장력이 작용하게 되면 박막 자체에 크랙이 발생하게 되며, 이는 소자의 직접적인 파괴로 이어져 성능 및 신뢰성을 저하시킨다. 반면에, 압축력은 기판과 박막 사이의 접착력과 가장 밀접한 관계를 가지고 있다. 박막과 기판 사이의 박리길이를 확인하였을 때, 박막의 박리 현상은 최소 10㎛ 이상의 길이를 가지며 발생한다. 이러한 박리 현상은 일반적인 클린룸(clean room)에서 확인하기 힘든 결점이며, 따라서 이러한 결과를 바탕으로 박막과 플렉서블 기판 사이에서는 인장력이 압축력보다 더욱 중요하게 작용하는 요소라고 판단할 수 있다.
이와 관련하여, 박막 중에 응력을 발생시키기 위하여 박막 형성 전에 플렉서블 기판의 양단에 스트레스를 인가하여, 기판이 소정의 곡률 반경을 갖고 휘어지도록 하는 기술이 있다. 그러나, 이 기술에 따르면, 기판이 소정의 곡률 반경을 갖고 휘어짐에 따라, 기판의 각 부분에서 형성되는 박막의 특성이 상이해질 수 있다. 즉, 타겟에 대하여 곡률 반경이 작고 큰 부분이 존재하게 되어, 각 부분에 형성되는 박막의 성질이 달라지게 된다. 또한, 상기 종래 기술은 인장응력에 대한 저항성을 제어하는 기술적 구성에 대하여는 아무런 제시를 하지 못하고 있다.
본 발명은 상기 종래 기술에서 나타나는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 한 가지 목적은 인장력에 대해 높은 저항성을 갖는 박막을 플렉서블 기판에 형성할 수 있는 박막 적층 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 크랙 발생을 억제하고 기판의 인장 응력에 대한 저항성을 조절할 수 있는 새로운 박막 적층 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라서, 플렉서블 기판에 박막을 적층하는 박막 적층 방법이 제공되는데, 상기 방법은 플렉서블 기판에 대해 응력을 발생시키는 단계; 상기 플렉서블 기판에 대해 응력이 발생된 상태에서 상기 기판에 소정의 프로세스를 통해 박막을 형성하는 단계; 상기 박막이 형성된 기판을 소정시간 동안 유지하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 유지하는 시간을 제어하여, 상기 박막의 인장 응력에 대한 저항성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간을 길게 하여, 상기 저항성을 증대시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간을 길게 하여, 상기 기판에 잔류하는 잔류 응력을 증대시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간을 길게 하여, 상기 박막에 발생하는 크랙 밀도를 감소시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 기판에 대해 발생시킨 응력을 제거하여, 상기 박막에 대해 압축 잔류 응력을 생성하는 것을 더 포함할 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 기판을 기계적 변화, 전기적 변화 또는 온도 변화시켜, 상기 응력을 발생시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 플렉서블 기판을 횡방향 또는 종방향으로 기계적으로 인장하여, 상기 응력을 발생시킬 수 있다.
한 가지 실시예에 있어서, 상기 소정의 프로세스는 스퍼터링, 물리적 증착(PVD) 및 화학적 증착(CVD) 중 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 플렉서블 기판에 박막을 적층하는 박막 적층 방법이 제공된다. 상기 방법은 소정의 기계적 응력 인가 수단을 이용하여 상기 플렉서블 기판을 종방향 또는 횡방향으로 스트레칭시켜, 상기 기판에 대해 응력을 발생시키는 단계; 상기 플렉서블 기판에 대해 응력이 발생된 상태에서 상기 기판에 소정의 프로세스를 통해 박막을 형성하는 단계; 상기 박막이 형성된 기판을 소정시간 동안 유지하는 단계 및 상기 기계적 응력 인가 수단을 통한 상기 스트레칭을 해제하여, 상기 기판을 원래의 상태로 복귀시켜, 상기 박막에 대해 압축 잔류 응력을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 기판을 유지하는 시간을 제어하여, 상기 박막의 인장 응력에 대한 저항성을 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 박막 형성 전에 기판에 대해 응력을 발생시킴과 아울러, 박막이 형성된 기판을 소정 시간 동안 유지하는 안정화 프로세스를 통해, 박막의 인장 응력에 대한 저항성을 조절할 수 있다.
도 1은 안정화 시간의 함수로서 나타낸 ZnO:Al 박막의 XRD 패턴을 보여주는 도면이다.
도 2는 적층된 대로의 ZnO:Al 박막(a 내지 c), 사전 인장 응력이 인가된 100 시간 유지한 ZnO:Al 박막(d 내지 f), 사전 인장 응력이 인가된 200 시간 유지한 ZnO:Al 박막(g 내지 i), 사전 인장 응력이 인가된 300 시간 유지한 ZnO:Al 박막(h 내지 k)의 광학 현미경 사진이며, 대응하는 스트레인 값이 표기되어 있다.
도 3은 사전에 인가한 인장 스트레인의 함수로서, 적층된 대로의 ZnO:Al 박막, 100 시간 유지한 ZnO:Al 박막, 200 시간 유지한 ZnO:Al 박막 및 300 시간 유지한 ZnO:Al 박막의 초기 크랙 밀도를 보여주는 도면이다.
도 4는 인가한 스트레인의 함수로서, 여러 안정화 시간 동안 굽힘 스트레인 중에, 크랙 밀도의 변동을 보여주는 도면이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 박막 적층과 관련하여 당업계에서 이미 널리 알려진 구성에 대한 설명은 생략한다. 이러한 설명을 생략하더라도 당업자라면 이하의 설명을 통해 본 발명의 특징적 구성을 아무런 어려움 없이 이해 및 구현할 수 있을 것이다.
종래 기술에서 설명한 바와 같이, 플렉서블 기판에 적층된 박막은 압축력과 달리 인장력에 대해 저항성이 낮다. 따라서, 플렉서블 소자의 특성상 반복되는 휨 작용 등으로 인해 인장력이 박막에 가해지게 되면, 박막에 크랙이 발생하여 소자의 성능을 떨어뜨리게 된다.
본 발명자는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 인장력에 대해 높은 저항성을 갖는 박막 적층에 대해 연구를 하였다. 한 가지 실시예에서, 본 발명자는 ZnO:Al 박막 중에 인장 응력에 의해 유도된 박막-크랙 거동에의 잔류 응력의 의존성 및 잔류 응력의 영향을 연구하였다. 본 발명자는 크랙 밀도 및 평균 크랙 거리에 대한 통계적 평가에 기초하여, 여러 상이한 잔류 응력 하의 ZnO:Al 박막의 크랙 개시 임계 스트레인 및 파괴 에너지를 평가하였다. 본 발명자는 선형적으로 응력을 받은 기판 상에의 박막의 증착이 실온에서 플렉서블 기판 상에서 성장시킨 ZnO:Al 박막의 파괴 에너지 및 기계적 안정성을 개선할 수 있는지를 연구하여, 본 발명을 완성하였다.
우선, 실험실에서 제작한 기판 홀더를 이용하여, 상이한 수준의 사전 인장 응력을 플렉서블 기판(PES 기판)에 인가하였다. 이때, 플렉서블 기판을 횡방향으로 또는 종방향으로 인장하여, 사전 인장 응력을 인가할 수 있다. 즉, 사전 인장 응력의 인가 방향은 특별히 제한되지 않는다. 상기 홀더는 실온에서 플렉서블 기판에 대하여 무제한의 사전 인장 응력을 쉽게 인가할 수 있도록 되어 있다.
상기와 같이, 플렉서블 기판이 홀더에 의해 인장된 상태에서, 실온에서 RF 마그네트론 스퍼터링에 의해 PES 기판 상에 ZnO:Al 박막을 적층하였다. 타겟 중심과 기판 사이의 거리는 약 10 cm로 고정하였다. 2.0 wt%의 Al2O3가 도핑된 벌크 ZnO의 2인치 디스크형 타겟(99.995% 순도, CERAC Inc., Milwaukee, WI)을 사용하였다. 약 200 nm 두께의 ZnO:Al 박막을 2 mTorr의 총 압력으로, 아르곤 가스 중에서 실온에서 100 W의 일정한 RF 파워로 스퍼터링 적층하였다. 기판을 홀더에서 해제한 후, 상기 기판에 대해 인가된 사전 인장 응력은 잔류 압축 응력을 박막에 공급한다.
한편, PES 기판은 길이가 50 mm이고, 폭이 20 mm이었다. 기판을 상기 홀더를 통해 적재하였다. 기판을 마이크로미터에 연결한 양 단부에서 클램핑하였다. 이에 의해, 기판을 스트레칭하여, 사전 인장 응력을 생성할 수 있었다. 사전 응력이 가해진 기판의 스트레인(ε)은 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112015025159811-pat00001

계산된 스트레인은 0.49% 내지 4.87%의 범위에 있는 것으로 추정되었다. 0은 응력이 없는 것을 의미하고, 5% 스트레인은 변화된 길이의 값을 의미한다. PES 기판은 스트레인에 대하여 0 내지 5%까지 탄성의 s-s 곡선을 나타낸다.
이들 사전-변형된 기판에 상기한 것과 같이, 박막을 적층한 후에, 그 샘플들을 기판 홀더로부터 해제한 후, 이미 알려진 공지의 프로세스를 이용하여 박막의 파괴 거동을 연구하였다. 박막의 크랙 거동은 광학 현미경으로 바로 관찰되었고, 기본적으로 박막의 표면에 생성된 주어진 폭마다의 크랙의 수로 표현된다. 박막의 결정 구조는 Bragg-Bretano(θ/2θ) 기하형태에서 Cu-Kα 방사선을 이용하는 PANalytical model X'Pert PRO XRD 유닛을 이용하여, X-선 회절(XRD)에 의해 특징지웠다.
스퍼터링 프로세스 중에, 인장 응력이 인가된 채 ZnO:Al 박막을 적층하였고, 그 적층 후에, 샘플 홀더를 해제하기 전에 여러 상이한 시간 동안 인장 응력을 유지하였다. 안정화라고 부르는 유지 단계를 적용하여, 박막 상의 크랙을 제거하였다. 안정화 지속 시간이 상이한 ZnO:Al 박막들의 XRD 패턴을 도 1에 나타내었다. 도 1에서 시간은 박막 증착 후 경과시간을 나타낸다. 모든 샘플에서, (002), (102) 및 (103) 피크가 관찰되었다.
(002) 피크는 실온에서 적층된 ZnO:Al 박막이 양호한 c-축 배향을 나타낸 것을 보여주는데, 이는 기판에 대한 수직 성장을 의미한다. 본 발명의 실시예에서, 샘플들의 (002) 피크 위치는 100 시간 및 300 시간의 경우 33.92°이었는데, 이는 표준 값 34.42°보다 작은 값이다. 안정화 시간이 증가함에 따라, 피크 위치가 점차 더 작은 2θ 값으로 편이되었다. 이는 박막이 잔류 압축 응력하에 놓였다는 것으로서, 안정화 시간이 증가함에 따라 최초 상태로 돌아갈 때 인장 응력에 대한 저항으로 작용하는 잔류 응력이 증가하는 것을 보여준다.
구체적으로, 박막의 면내 응력(in-plane stress)은 이축 스트레인 모델을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112015025159811-pat00002
상기 식에서,
d: (002) 리플렉스에 대응하는 면간 간격,
d0: 응력이 없는 박막에서 면간 간격으로서, 0.2603 nm
Cij: 탄성 강성 상수(elastic stiffness constant)이다.
d는 λ=2dsinθ 공식을 이용하여 계산하였다(θ는 XRD 패턴에서 (002) 피크에 대응하는 브라그 각도이고, λ는 X-선의 파장이다). 박막의 d 값은 100 시간 박막의 경우 0.2642 nm로부터 300 시간 박막의 경우 0.2613 nm로 감소하였다. 안정화 시간이 상이한 ZnO:Al 박막의 σ는 100 시간 박막의 경우 -2.4 GPa에서, 300 시간 박막의 경우 -6.7 GPa로 변화하였다. 음의 σ 값은, 사전 인장 응력 적층 및 안정화 프로세스 중에, 압축 응력이 박막에 공급되었다는 것을 나타낸다. 안정화 시간이 증가함에 따라, 잔류 압축 응력은 -2.4에서 -6.7 GPa로 증가하였다. 이러한 결과로부터, 실온에서 플렉서블 기판 상의 ZnO:Al 박막의 기계적 안정성 및 내구성을 향상시키는 방법이 제시될 수 있다.
사전 인장 응력 및 안정화 시간이 상이한 ZnO:Al 박막들의 광학 현미경 사진을 도 2에 나타내었다. 사전에 응력이 인가되고 해제된 샘플들은 인장 응력 벡터의 방향에 수직한 수 많은 직선의 크랙을 나타내었다. 더 큰 인장 스트레인(ε0)에서 초기 크랙은 증가하였다. 도 2j, 2k, 2l은 증착 후 300 시간이 경과한 샘플들의 표면을 보여준다. 0.49%, 1.98% 및 4.87%의 상이한 사전 인장 스트레인이 인가된 박막의 초기 크랙은 안정화시간이 증감함에 따라 현저히 감소하였다. 0.49%의 사전 인장 스트레인이 인가된 박막의 경우, 박막의 표면에 크랙이 생성되지 않았다.
본 구조에서, ZnO:Al 박막의 영률(Ef=150 GPa)은 PES 기판의 영률(Es=2.6 GPa)보다 훨씬 크기 때문에, 구조 중 중성의 표면은 박막을 향해 상측으로 이동되고, 박막의 상단에서 스트레인은 대략 다음과 같이 근사화된다.
Figure 112015025159811-pat00003
상기 식에서,
tf, ts: 박막과 기판의 두께,
η=tf/ts, x=Ef/Es이고, 구부려진 샘플의 중심에서 곡률 반경 r은 다음과 같이 주어질 수 있다.
Figure 112015025159811-pat00004

도 3은 사전 인장 스트레인 및 안정화 시간의 함수로서, ZnO:Al 박막의 초기 크랙 밀도의 값을 보여주는 그래프로서, 프리벤딩 후 원상 복귀시 순간적으로 발생한 크랙(최초 크랙)을 보여준다. 초기 크랙 밀도는 사전 인장 스트레인이 증가함에 따라, 0.01 μm- 1 에서 0.14 μm-1 (0 hr) 및 0.05 μm-1 (100 hr)로 증가하였다. 그러나, 증착된 대로의 ZnO:Al 박막 및 사전에 응력이 인가된 ZnO:Al 박막의 크랙 밀도는 안정화 시간의 영향을 뚜렷이 보여준다. 즉, 안정화 프로세스의 시간이 증가함에 따라, 동일한 사전 인장 스트레인에 대하여, 크랙 사이의 간격이 증가하였다(즉, 안정화 시간이 지남에 따라 크랙 밀도가 감소).
도 4는 인가된 스트레인 εa의 함수로서, ZnO:Al 박막의 크랙 밀도 ρ를 보여주는 그래프로서, 안정화시간이 증가함에 따라, 크랙 밀도가 감소함을 보여준다. 굽힘(bending) 테스트의 광학 현미경을 통해, ZnO:Al 박막 중의 크랙의 핵생성 및 전파를 기록하였다. 박막 중에 크랙을 형성하기 위하여 필요한 최소한의 인가된 스트레인에 대응하는 임계 스트레인 εc는 대응하는 밀도 ρ 대 εa의 곡선을 ρ=0에 외삽하여 결정하였다. 인가된 스트레인 εa가 임계 스트레인 εc보다 작은 경우, 모든 박막은 인가된 스트레인을 지탱할 수 있었다. 인가된 스트레인 εa가 임계 스트레인 εc을 초과하는 경우, 인장 응력 방향에 수직한 초기 크랙이 랜덤하게 전파되었다. 인가된 스트레인이 더 증가하게 되면, 크랙의 수는 급격히 증가하였다. 그러나, 인가된 스트레인을 더 증가시킨 경우, 크랙 밀도는 거의 일정하게 유지되었고, 이는 포화 상태를 나타낸다.
ZnO:Al 박막에 대한 파괴 에너지(Γ)는 복수의 박막 크랙 현상에 대하여 일찍이 제안된 에너지 범주를 이용하여 계산할 수 있다. 크랙 길이가 박막 두께보다 수 배 더 큰 경우, 크랙은 정상적으로 전파되었다. 또한, 크랙은 전체 박막을 통해서 연장하며, 기판 내로 연장되지 않는 것으로 하였다. 종래에, 박막 중의 크랙은, 박막의 파괴와 같은 것 때문에 스트레인 에너지 변화가 박막에 크랙 형성을 위해 필요한 에너지와 대응한 경우에 일어날 수 있다. 본 발명자는 ZnO:Al 박막에 대하여, 임계 스트레인 및 포화 크랙 밀도는 약 1.2% 및 0.56 μm-1인 것을 발견하였다. 안정화 시간을 달리하면서 사전 인장응력에 의해 ZnO:Al 박막을 적층하면, 박막의 파괴 에너지가 현저히 개선된다는 것이 관찰되었다(표 1 참조). 35% 이상의 임계 스트레인의 증가 및 포화 크랙 밀도의 실질적인 감소가, 적층된 대로의 박막에 대하여, 300 시간 박막에 대하여 관찰되었다.
Figure 112015025159811-pat00005
안정화 시간이 증가함에 따라 ZnO:Al 박막 중의 결함이 감소하여, 구조는 보다 완벽해지고 강해진다. 잔류 압축 응력은 박막의 파괴 거동에 영향을 미친다.
점착성이 양호한 안정된 박막이 기판에 적층되는 경우, 전단력이 박막의 응집력(cohesion force)보다 작다면, 기판에 인가된 응력은 계면에서, 전단력에 의해 박막으로 전달된다. 그러나, 전단력이 박막의 강도보다 큰 경우, 인장 벡터에 수직한 크랙이 나타난다. 기공이나 전위와 같은 고유의 결함은 크랙 생성이 일어나기 쉬운 곳이고, ZnO:Al 박막의 입계는 크랙 전파의 용이한 경로를 제공할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, PES 기판 상에 적층된 ZnO:Al 박막의 파괴 거동에 대한 사전 응력 및 안정화 효과가 제시된다. 적층 프로세스 전에 인장 응력이 인가되어 안정화된 샘플은 박막의 인장 파괴를 현저히 개선하였다. 0.49%의 사전 굽힘 스트레인을 받은 ZnO:Al 박막은 약 1.86%의 임계 스트레인을 나타내었다(응력을 받지 않은 박막과 비교하여 거의 35% 개선 효과). 안정화 프로세스는 잔류 압축 응력을 제공하고, 박막 중의 고유 결함을 낮추는 것으로 생각된다. 따라서, 잔류 압축 응력을 갖고 있는 안정화된 ZnO:Al 박막은 보다 강하고 결함은 더 적다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 상기 실시예에서는 소정의 홀더를 이용하여, 플렉서블 기판을 횡방향 또는 종방향으로 인장하여, 응력을 생성시키는 예를 설명하였다. 그러나, 플렉서블 기판에 응력을 생성하는 방법은 이러한 기계적 방법에 제한되는 것은 아니며, 예컨대 플렉서블 기판을 전기적 변화 또는 온도 변화시켜 그 기판에 응력을 생성할 수도 있다. 또한, 상기 실시예에서는 플렉서블 기판에 형성하는 박막으로서, ZnO:Al 박막을 예시하였지만, 본 발명은 그 박막 재질과 관련하여 특별히 제한되지 않으면, 임의의 재료를 플렉서블 기판에 형성할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 박막의 적층 방법으로서 스퍼터링을 예시하였지만, 스퍼터링 외에 PVD, CVD와 같은 공지의 증착 방법을 이용하여 박막을 형성하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 후술하는 특허청구범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범위 내에 포함된다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위 및 그 균등물에 의해서만 제한된다.

Claims (12)

  1. 플렉서블 기판에 박막을 적층하는 박막 적층 방법으로서,
    상기 플렉서블 기판을 곡률 반경을 형성하지 않으면서 횡방향 또는 종방향으로 기계적으로 인장하여 응력을 발생시키는 단계;
    상기 플렉서블 기판에 대해 응력이 발생된 상태에서 상기 기판에 박막을 형성하는 단계;
    상기 박막이 형성된 기판에 대해 부가 열처리를 수행하지 않으면서 상기 박막이 형성된 기판을 상기 응력이 발생된 상태에서 유지하는 기판 유지 단계
    를 포함하고,
    상기 기판 유지 단계에서, 상기 기판을 유지하는 시간을 제어하여, 상기 박막의 인장 응력에 대한 저항성을 조절하는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간이 길어질수록, 상기 저항성이 증대되는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간이 길어질수록, 상기 기판에 잔류하는 잔류 응력이 증가하는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간이 길어질수록, 상기 박막에 발생하는 크랙 밀도가 감소하는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판에 대해 발생시킨 응력을 제거하여, 상기 박막에 대해 압축 잔류 응력을 생성하는 것을 더 포함하는 박막 적층 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박막은 스퍼터링, 물리적 증착(PVD) 및 화학적 증착(CVD) 중 하나의 프로세스를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  9. 플렉서블 기판에 박막을 적층하는 박막 적층 방법으로서,
    상기 플렉서블 기판을 곡률 반경을 형성하지 않으면서 기계적 응력 인가 수단을 이용하여 종방향 또는 횡방향으로 스트레칭시켜, 상기 기판에 대해 응력을 발생시키는 단계;
    상기 플렉서블 기판에 대해 응력이 발생된 상태에서 상기 기판에 박막을 형성하는 단계;
    상기 박막이 형성된 기판에 대해 부가 열처리를 수행하지 않으면서 상기 박막이 형성된 기판을 상기 응력이 발생된 상태에서 유지하는 기판 유지 단계 및
    상기 기계적 응력 인가 수단을 통한 상기 스트레칭을 해제하여, 상기 기판을 원래의 상태로 복귀시켜, 상기 박막에 대해 압축 잔류 응력을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 기판 유지 단계에서, 상기 기판을 유지하는 시간을 제어하여, 상기 박막의 인장 응력에 대한 저항성을 조절하는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간이 길어질수록, 상기 저항성이 증대되는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간이 길어질수록, 상기 기판에 잔류하는 잔류 응력이 증가하는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 기판을 유지하는 시간이 길어질수록, 상기 박막에 발생하는 크랙 밀도가 감소하는 것을 특징으로 하는 박막 적층 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980037654A (ko) * 1996-11-22 1998-08-05 문정환 유전막의 제조방법
KR20130114171A (ko) * 2010-12-27 2013-10-16 닛토덴코 가부시키가이샤 투명 도전성 필름 및 그 제조 방법

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