KR101729724B1 - 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법 - Google Patents

복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플래시 램프와 상부 리플렉터와 제 1 보조 열원 및 제 2 보조 열원을 포함하여 형성되며, 제 1 보조 열원이 기판의 상면에 성막되는 코팅층을 소성 전에 예비 가열함으로써 코팅층층에 포함되어 있는 바인더를 미리 제거하고 금속 산화물 분말 사이의 채널을 형성하여 코팅층이 보다 효율적으로 소성되도록 하며, 제 2 보조 열원이 소성된 코팅층을 추가로 열처리하여 코팅층에 잔존하는 바인더를 제거하거나 잔류 응력을 제거하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법을 개시한다.

Description

복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법{Apparatus for Heat Treatment of Coating Layer having Multiple Heat Source and Method for Heat Treat Using the Same}
본 발명은 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용한 열처리 방법에 관한 것이다.
스마트폰과 같은 모바일 기기, 노트북, 데스크탑과 같은 장치는 터치 패널이 전면에 장착된다. 상기 터치 패널은 투명 기판에 코팅층이 코팅되어 투명 전극인 ITO 또는 IGZO 전극으로 형성된다. 상기 투명 전극은 화학기상증착 공정, 스퍼터링 공정 또는 페이스트 도포 공정에 의하여 코팅되어 코팅층으로 형성된다. 상기 코팅층이 화학기상증착 공정 또는 페이스트 공정에 의하여 제조되는 경우에, 코팅층이 투명 기판의 상면에 코팅되어 성막된 후에 열처리 공정을 통하여 투명 전극으로 형성된다.
최근에는 플래시 램프를 사용하여 코팅층이 열처리 방법이 개발되고 있다. 그러나, 상기 플래시 램프에서 조사되는 빛은 코팅층을 가열하는 정도가 충분하지 않아 코팅층의 소성이 충분하지 않게 된다. 예를 들면, 상기 코팅층을 구성하는 페이스트에 포함되어 있는 바인더가 코팅층의 소성 과정에서 충분히 제거되지 않거나, 코팅층의 소성에 의하여 형성되는 투명 전극에 잔류 응력이 잔존하게 되어 투명 전극의 특성을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 상기 코팅층이 급속하게 가열되는 경우에 페이스트 내부에 존재하는 공기 및 바인더가 코팅층의 외부로 급격하게 배출되면서 투명 전극에 핀홀(pin hole) 또는 기공(pore)이 형성되어 전기적 특성 및 광학적 특성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명은 플래시 램프를 포함하는 복수 열원을 이용하여 코팅층을 열처리하여 코팅층의 열처리 효율을 증가시키고, 열처리에 의하여 형성되는 투명 전극의 잔류 바인더를 최소화하고 잔류 응력을 감소시킬 수 있는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용하는 열처리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치는 이송되는 기판의 상면에 빛을 조사하는 플래시 램프와, 하부 방향으로 개방되는 상부 개방부를 구비하며, 내부에 상기 플래시 램프가 위치하는 상부 리플렉터 및 상기 기판의 이송 방향을 기준으로 상기 플래시 램프의 전방에 위치하는 제 1 보조 열원을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 기판은 유리 기판, PET 필름, PE 필름, PP 필름 또는 PC 필름으로 형성되고, 상면에 코팅층이 코팅되며, 상기 플래시 램프는 상기 코팅층을 열처리하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 코팅층은 전자 잉크 인쇄 코팅층, 전자 잉크 스크린 인쇄 코팅층, 전자 잉크 전사 인쇄 코팅층, 금속 산화물 페이스트 코팅층, CVD 공정 코팅층, PECVD 공정 코팅층 또는 ALD 공정 코팅층으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 보조 열원은 상기 코팅층에 포함되어 있는 바인더를 제거할 수 있다.
또한, 상기 제 1 보조 열원은 플래시 램프, 유브이 램프, 적외선 램프, 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성될 수 있다.
또한, 상기 플래시 램프의 후방에 위치하는 제 2 보조 열원을 더 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 2 보조 열원은 상기 코팅층에 잔존하는 바인더를 제거하거나 잔류 응력을 제거할 수 있다.
또한, 상기 제 2 보조 열원은 플래시 램프, 유브이 램프, 적외선 램프, 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성될 수 있다.
본 발명의 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치를 이용한 열처리 방법은 이송되는 기판의 상면에 빛을 조사하는 플래시 램프와, 내부에 상기 플래시 램프가 위치하는 상부 리플렉터 및 상기 기판의 이송 방향을 기준으로 상기 플래시 램프의 전방에 위치하는 제 1 보조 열원을 포함하는 열처리 장치를 이용한 열처리 방법으로서, 상기 제 1 보조 열원이 상기 기판의 상면에 코팅되는 코팅층을 상기 플래시 램프에 의한 소성 전에 예비 가열하여 상기 코팅층에 포함되어 있는 바인더를 제거하고, 상기 플래시 램프가 상기 코팅층을 소성하도록 이루어질 수 있다. 이때, 상기 코팅층은 전자 잉크 인쇄 코팅층, 전자 잉크 스크린 인쇄 코팅층, 전자 잉크 전사 인쇄 코팅층, 금속 산화물 페이스트 코팅층, CVD 공정 코팅층, PECVD 공정 코팅층 또는 ALD 공정 코팅층으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 열처리 장치는 상기 플래시 램프의 후방에 위치하는 제 2 보조 열원을 더 포함하며, 상기 제 2 보조 열원은 소성된 상기 코팅층을 추가로 열처리하여 상기 코팅층에 잔존하는 바인더를 제거하거나 상기 코팅층의 잔류 응력을 제거할 수 있다.
또한, 상기 제 1 보조 열원과 상기 제 2 보조 열원은 각각 플래시 램프, 유브이 램프, 적외선 램프, 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 보조 열원과 상기 제 2 보조 열원은 상기 플래시 램프보다 낮은 온도로 상기 기판의 상면에 열 또는 광을 조사할 수 있다.
또한, 상기 코팅층은 금속 산화물 입자와 바인더를 포함하는 페이스트가 상기 기판의 상면에 코팅되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 기판은 유리 기판, PET 필름, PE 필름, PP 필름 또는 PC 필름으로 형성될 수 있다.
본 발명의 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용하는 열처리 방법은 플래시 램프를 포함하는 복수 열원을 이용하여 코팅층을 열처리하여 코팅층의 열처리 효율을 증가시키고, 열처리에 의하여 형성되는 투명 전극의 잔류 바인더를 최소화하고 잔류 응력을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명이 다른 실시예에 따른 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치의 구성도이다.
이하에서 실시예와 첨부된 도면을 통하여 본 발명의 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치 및 이를 이용하는 열처리 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치(100)는, 도 1을 참조하면, 플래시 램프(110)와 상부 리플렉터(reflector)(120)와 제 1 보조 열원(130) 및 제 2 보조 열원(140)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 코팅층 열처리 장치(100)는 이송 수단(150)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 코팅층 열처리 장치(100)는 공정 조건에 따라 프리-어닐링(pre-annealing), 포스트-어닐링(post-annealing)을 위한 열원(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 코팅층 열처리 장치(100)는 유리 기판 또는 PET(Polyethylene phthalate) 필름, PE(Polyethylene) 필름, PP(Polypropylene) 필름, PC(Polycarbonate) 필름과 같은 기판(10)의 표면에 성막되는 코팅층을 소성하여 투명 전극을 형성한다. 상기 코팅층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 분말을 포함하는 페이스트 상태로 기판(10)의 표면에 코팅되어 성막된다.
또한, 상기 코팅층은 전자 잉크 인쇄 코팅층, 전자 잉크 스크린 인쇄 코팅층, 전자 잉크 전사 인쇄 코팅층, 금속 산화물 페이스트 코팅층, CVD 공정 코팅층, PECVD 공정 코팅층 또는 ALD 공정 코팅층으로 형성될 수 있다. 여기서 전자 잉크란 각종 전자 소자의 활성층으로 주로 사용되는 반도체 잉크, 각종 전자 소자의 전극, 배선 등에 주로 사용되는 전도성 잉크를 의미하나, 본 발명에서 전자 잉크의 종류가 한정되지 않는다. 또한, 전자 잉크 코팅층은 전자 잉크에 의한 스크린 인쇄, 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄, 레이저 인쇄, 제로그라피(xerography), 패드 인쇄(pad printing), 페인팅, 딥-펜(dip-pen), 주사(syringe), 에어브러쉬(airbrush), 플렉소그래피(flexography)와 같은 방법에 의하여 코팅되는 층을 의미한다. 또한, CVD 고정 코팅층은 화학 기상 증착(CVD) 공정에 의하여 형성되는 코팅층을 의미하며, PECVD 공정 코팅층은 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 공정에 의하여 형성되는 코팅층을 의미하며, ALD 공정 코팅층은 원자층 증착(ALD) 공정에 의하여 형성되는 코팅층을 의미한다.
상기 코팅층은 플래시 램프(110)와 제 1 보조 열원(130) 및 제 2 보조 열원(140)에 의하여 열처리 및 소성되어 투명 전극으로 형성된다.
상기 코팅층 열처리 장치(100)는 공정 챔버를 형성하는 하우징(미도시)의 내부에 플래시 램프(110)와 상부 리플렉터(120)와 제 1 보조 열원(130) 및 제 2 보조 열원(140) 및 이송 수단(150)이 수용되어 형성된다.
상기 코팅층 열처리 장치(100)는 기판(10)의 표면에 코팅층을 코팅하는 성막 수단(미도시)을 더 포함하며, 성막 수단은 스프레이 도포 수단, 잉크젯 도포 수단과 같은 성막 수단으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 성막 수단은 코팅층 열처리 장치(100)와 별도의 공정 챔버(미도시) 또는 하우징(미도시)에 형성될 수 있다.
상기 기판(10)이 유리 기판으로 형성되는 경우에는, 적정한 크기로 절단된 판상의 유리 기판이 이송 수단(150)에 의하여 순차적으로 이송되면서 열처리되어 유리 기판의 상면에 투명 전극이 형성된다. 이때, 상기 유리 기판은 공정 챔버의 내부에서 코팅층이 코팅되거나, 별도의 공정에서 코팅층이 코팅될 수 있다.
상기 코팅층 열처리 장치(100)의 제 1 보조 열원(130)은 기판(10)의 상면에 코팅되는 코팅층을 소성 전에 예비 가열함으로써 코팅층에 포함되어 있는 바인더를 미리 제거하거나 또는 금속 산화물 분말 사이의 채널(channel)을 형성하여 코팅층이 보다 효율적으로 소성되도록 가소결할 수 있다. 또한, 상기 플래시 램프(110)는 예비 가열되어 바인더가 제거된 코팅층을 소성하여 투명 전극으로 형성한다. 또한, 상기 제 2 보조 열원(140)은 소성된 투명 전극을 추가로 열처리하여 투명 전극에 잔존하는 바인더를 제거하거나 투명 전극의 잔류 응력을 제거한다. 따라서, 상기 코팅층 열처리 장치(100)에 의하여 형성되는 투명 전극은 표면 저항과 같은 전기적 특성이 향상되고, 투과도와 같은 광학적 특성이 향상되어 신뢰성이 향상된다.
상기 플래시 램프(110)는 크세논(Xenon)이나 크립톤(Krypton)를 포함하는 방전 램프이며, 300 ~ 800nm의 파장을 갖는 광선을 1usec ~ 수십msec의 짧은 시간 동안 조사한다. 상기 플래시 램프(110)는 코팅층이 코팅되는 기판(10)의 폭보다 큰 길이를 가지도록 형성된다. 상기 플래시 램프(110)는 적어도 1개로 형성되며, 조사 영역의 길이에 대응되는 영역에 빛을 조사할 수 있는 적정한 개수로 형성될 수 있다.
상기 플래시 램프(110)는 평면 영역(a)에서 기판(10)의 상부에 위치한다. 상기 플래시 램프(110)는 기판(10)의 상면에 코팅되는 코팅층에 소정 펄스의 빛을 조사하여 소성하여 열처리한다.
상기 상부 리플렉터(120)는 대략 원통의 절반인 반원통 형상으로 형성된다. 보다 구체적으로는 상기 상부 리플렉터(120)는 원통을 중심축을 따라 절반으로 절단한 형상으로 형성된다. 상기 상부 리플렉터(120)는 중심축에 수직 방향으로 절단한 형상이 호 또는 반원을 이루도록 형성되며 상부 개방부(120a)가 하부를 향하도록 형성된다. 또한, 상기 상부 리플렉터(120)는 수직 단면 형상이 사각 형상의 절반인 형상, 육각형의 절반인 형상, 팔각형의 절반인 형상 또는 다각형통의 절반 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 리플렉터는 다각통형의 절반 형상에서 단부로부터 하부 방향으로 연장부를 구비하는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 리플렉터(120)는 판상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부 리플렉터(120)는 표면에 돌기 또는 엠보싱과 같이 빛의 반사량을 증가시킬 수 있는 형상이 형성될 수 있다. 상기 상부 리플렉터(120)는 플래시 램프(110)의 길이보다 긴 길이로 형성된다. 상기 상부 리플렉터(120)는 상부 개방부(120a)가 이송되는 기판(10)을 향하도록 위치하며, 기판(10)의 상면과 이격되도록 형성된다. 상기 상부 리플렉터(120)는 바람직하게는 스테인레스 스틸, 알루미늄과 같이 플래시 램프(110)에서 조사되는 빛에 대한 반사 효율이 높은 금속 재질로 형성된다. 또한, 상기 상부 리플렉터(120)는 빛에 대한 반사율이 95%이상인 다양한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 리플렉터(120)는 표면에 빛의 반사 성능이 유지되고 표면 부식을 방지할 수 있는 투명 코팅층이 형성될 수 있다.
상기 상부 리플렉터(120)는 내부에 플래시 램프(110)가 위치한다. 즉, 상기 상부 리플렉터(120)는 플래시 램프(110)의 상부와 측부를 감싸도록 형성된다. 또한, 상기 상부 리플렉터(120)는 플래시 램프(110)의 상부를 감싸도록 형성될 수 있다. 상기 상부 리플렉터(120)는 플래시 램프(110)로부터 상방 및 측방 또는 상방으로 조사되는 빛을 반사시켜 기판(10)의 상면에 코팅된 코팅층으로 조사되도록 형성된다. 따라서, 상기 상부 리플렉터(120)는 플래시 램프(110)로부터 조사되어 기판(10)이 있는 방향이 아닌 방향으로 조사되는 빛을 반사시켜 기판(10)의 방향으로 조사시킨다.
상기 상부 리플렉터(120)는 이송되는 기판(10)의 상면으로 불활성 가스를 분사하는 분사 노즐(125)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 분사 노즐(125)은 상부 리플렉터(120)의 상부 개방부(120a)의 주변을 따라 하부 방향을 향하도록 소정 간격으로 형성된다. 따라서, 상기 분사 노즐(125)은 불활성 가스를 기판(10)의 상부로 분사하여 플래시 램프(110)에 의하여 소성되는 코팅층의 소성 영역을 포함하는 상부 공간을 불활성 분위기로 형성한다. 따라서, 상기 코팅층은 소성되는 과정에서 이물 입자가 유입되는 것을 방지하며, 균일하게 소성될 수 있다. 또한, 상기 코팅층은 소성 과정에서 산화되는 것이 방지될 수 있다.
상기 제 1 보조 열원(130)은 유브이 램프(UV lamp), 적외선 램프(IR lamp), 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성된다. 또한, 상기 제 1 보조 열원(130)은 플래시 램프(flash lamp)로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 1 보조 열원(130)은 플래시 램프(110)보다 낮은 농도로 코팅층을 가열하도록 형성될 수 있다. 상기 제 1 보조 열원(130)은 기판(10)의 이송 방향을 기준으로 플래시 램프(110)의 전방에 위치한다. 또한, 상기 제 1 보조 열원(130)은 이송되는 기판(10)의 상부에 위치한다. 상기 제 1 보조 열원(130)은 기판(10)에 코팅된 코팅층에 빛 또는 열을 가하게 되며, 바람직하게는, 다음에 위치하는 플래시 램프(110)보다 낮은 온도로 코팅층을 가열한다. 상기 제 1 보조 열원(130)은 코팅층에 존재하는 바인더를 코팅층의 소성 전에 제거하여 코팅층의 금속 산화물 분말이 서로 접촉되어 채널이 형성되도록 한다. 따라서, 상기 제 1 보조 열원(130)은 다음의 플래시 램프(110)의 빛에 의한 소성이 더 효율적으로 진행되도록 한다.
상기 제 2 보조 열원(140)은 유브이 램프(UV lamp), 적외선 램프(IR lamp), 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성된다. 또한, 상기 제 2 보조 열원(140)은 플래시 램프(flash lamp)로 형성될 수 있다. 상기 제 2 보조 열원(140)은 기판(10)의 이송 방향을 기준으로 플래시 램프(110)의 후방에 위치한다. 또한, 상기 제 2 보조 열원(140)은 이송되는 기판(10)의 상부에 위치한다. 상기 제 2 보조 열원(140)은 기판(10)에 코팅되어 소성된 투명 전극에 빛 또는 열을 가하게 되며, 바람직하게는, 이전에 위치하는 플래시 램프(110)보다 낮은 온도로 투명 전극을 가열한다. 상기 제 2 보조 열원(140)은 소성 과정에서 제거되지 않고 코팅층에 잔존하는 바인더를 제거한다. 또한, 상기 제 2 보조 열원(140)은 소성에 의하여 형성되는 투명 전극에 형성된 잔류 응력 또는 스트레스를 제거하여 투명 전극의 광학적 특성과 전기적 특성을 향상시킨다. 따라서, 상기 투명 전극을 포함하는 소자는 소자 특성이 향상되며 소자 특성에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.
상기 이송 수단(150)은 기판(10)을 상부 리플렉터(120)의 하부를 통과하여 이송하도록 형성된다. 상기 이송 수단(150)은 바람직하게는 컨베이어 시스템과 같은 수단으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 이송 수단(150)은 투명 이송 필름(141)과 제1 롤러(152) 및 제 2 롤러(153)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 이송 수단(150)은 기판(10)이 판상의 유리 기판 또는 판상의 투명 필름으로 형성되는 경우에 기판(10)을 지지하여 이송한다. 상기 이송 수단(150)은, 기존에 유리 기판을 하부에서 지지하여 이송하는 롤러 방식과는 다르게, 마찰되는 부분이 없으므로 공정 중에 이물 입자의 발생을 방지할 수 있다.
한편, 상기 기판(10)이 롤 형태로 권취된 투명 필름으로 형성되는 경우에, 이송 수단(150)의 투명 이송 필름(151)은 필요없게 되며, 제 1 롤러(152)와 제 2 롤러(153)가 각각 언와인딩 롤러와 와인딩 롤러로 작용할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 롤러(152)는 코팅층이 코팅되지 않은 기판(10)이 와인딩되는 롤러로 형성된다. 따라서, 상기 제 1 롤러(152)는 상부 리플렉터(120)와 하부 리플렉터(130) 사이로 기판(10)을 언와인딩하여 공급한다. 또한, 상기 제 2 롤러(153)은 코팅층이 코팅되고 소성되어 투명 전극이 형성된 기판(10)을 와인딩한다.
상기 투명 이송 필름(151)은 PET 필름, PP 필름 또는 PE필름과 같은 투명 필름으로 형성된다. 상기 투명 이송 필름(151)은 상면에 안착되는 기판(10)을 지지하여 이송한다. 또한, 상기 투명 이송 필름(151)은 투명한 재질로 형성되므로 기판(10)이 안착되지 않은 영역의 상부로 조사되는 플래시 램프(110)의 빛을 하부 방향으로 투과시켜 하부 리플렉터(130)의 상면으로 조사되도록 한다. 또한, 상기 투명 이송 필름(151)은 하부 리플렉터(130)에서 반사되는 빛을 투과시켜 기판(10)의 하면으로 조사되도록 한다.
상기 제 1 롤러(152)와 제 2 롤러(153)는 각각 상부 리플렉터(120)의 양측에 위치하며, 투명 이송 필름(151)을 지지하여 회전하면서 투명 이송 필름(151)을 이송시킨다. 상기 제 1 롤러(152)와 제 2 롤러(153)는 일반적인 컨베이어 수단 또는 필름 이송 수단에 사용되는 롤러로 형성될 수 있다.
다음은 본 발명의 다른 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명이 다른 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치의 구성도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치(200)는, 도 2를 참조하면, 플래시 램프(110)와 상부 리플렉터(reflector)(120)와 제 1 보조 열원(230) 및 제 2 보조 열원(240)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 코팅층 열처리 장치(200)는 이송 수단(150)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 코팅층 열처리 장치(200)는 유리 기판 또는 PET(Polyethylenephthalate) 필름과 같은 기판(10)의 표면에 코팅되는 코팅층을 소성하여 투명 전극을 형성한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치(200)는 도 1의 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치(100)와 제 1 보조 열원(230) 및 제 2 보조 열원(240)이 다르게 형성되고, 다른 구성요소는 동일하게 형성된다. 따라서, 이하에서는 상기 제 1 보조 열원(230) 및 제 2 보조 열원(240)을 중심으로 설명하며, 다른 구성 요소들은 도 1의 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치(100)와 동일한 번호를 사용하며 여기서 상세한 설명을 생략한다.
상기 제 1 보조 열원(230) 및 제 2 보조 열원(240)은 도 1의 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치(100)의 제 1 보조 열원(130) 및 제 2 보조 열원(140)과 열원의 종류가 동일하게 형성된다. 그러나, 상기 제 1 보조 열원(230) 및 제 2 보조 열원(240)은 플래시 램프(110)의 빛이 조사되는 코팅층의 조사 영역에 열 또는 빛을 인가한다. 즉, 상기 제 1 보조 열원(230) 및 제 2 보조 열원(240)은 빛 또는 열을 인가하는 영역만 다르게 형성된다. 따라서, 상기 코팅층은 바인더가 제거되면서 동시에 소성되며, 잔류 응력이 제거된다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅층 열처리 장치를 이용한 코팅층 열처리 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 기판(10)은 상면에 코팅층이 코팅된 상태에서 상부 리플렉터(120)의 하부로 이송된다. 한편, 상기 기판(10)의 상면에 코팅층이 코팅되지 않은 경우에는 별도의 성막 수단을 이용하여 상부 리플렉터(120) 전에서 페이스트가 도포되어 기판(10)의 상면에 코팅층이 코팅될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(10)은 유리 기판으로 형성되며, 코팅층은 IGZO(InGaZnO)층으로 형성될 수 있다.
상기 코팅층이 코팅된 기판(10)은 먼저 제 1 보조 열원(130)의 하부를 통과하며, 열처리되어 코팅층에 포함되어 있는 바인더가 제거되면서 건조될 수 있다. 또한, 상기 코팅층은 바인더가 제거되어 금속 산화물 입자가 서로 접촉되면서 추가로 가소결되어 금속 산화물을 포함하는 코팅층으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 기판(10)은 플래시 램프(110)의 하부로 이송되며 플래시 램프(110)의 빛에 의하여 소성되면서 코팅층이 투명 전극으로 형성된다. 상기 코팅층은 결정화 또는 재결정화가 진행되면서 결정성이 향상될 수 있다.
다음으로, 상기 투명 전극은 제 2 보조 열원(140)의 하부로 이송되며, 내부에 잔존하는 바인더가 제거되거나 잔류 응력이 제거된다. 따라서, 상기 코팅층은 3 단계에 걸친 열처리 및 소성을 통하여 투명 전극으로 형성되며, 소성 효율이 증가되어 내부 결합이 감소되고 투과도와 같은 광학적 특성이 향상된다. 따라서, 상기 투명 전극을 포함하는 소자는 소자 특성이 향상되며 소자 특성에 대한 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 투명 전극은 전기적 특성이 증대되어 표면 저항이 감소된다. 예를 들면, 상기 투명 전극이 IGZO 전극 또는 ITO 전극인 경우에 광학적 특성과 전기적 특성이 증가된다. 또한, 상기 투명 전극이 IGZO 전극인 경우에 상면과 하면에서 동시에 소성이 진행되므로 투명 전극의 잔류 응력을 감소시켜 투명 전극의 신뢰성을 증가시키며, 전기적 특성을 증가시킨다. 상기 투명 전극은 상부에서만 소정이 진행되는 경우에 내부의 소성이 완료되지 않은 상태에서 표면이 경화되면서 내부에 포함되어 있는 바인더 및 공기가 원활하게 배출되지 않게 된다. 그러나, 상기 투명 전극이 하부에서도 소성이 진행되는 경우에 하면 및 내부에서도 소성이 진행되므로 내부에 포함되어 있는 바인더 및 공기의 배출이 효율적으로 진행될 수 있다.
100, 200: 코팅층 열처리 장치
110: 플래시 램프 120: 상부 리플렉터
130, 230: 제 1 보조 열원 140, 240: 제 2 보조 열원
150: 이송 수단

Claims (15)

  1. 이송되는 기판의 상면에 코팅되는 코팅층에 빛을 조사하여 소성하는 플래시 램프와,
    하부 방향으로 개방되는 상부 개방부를 구비하며, 내부에 상기 플래시 램프가 위치하는 상부 리플렉터 및
    상기 기판의 이송 방향을 기준으로 상기 플래시 램프의 전방에 위치하는 제 1 보조 열원을 포함하며,
    상기 제 1 보조 열원은 상기 플래시 램프보다 낮은 온도로 상기 코팅층을 상기 플래시 램프에 의한 소성 전에 예비 가열하여 상기 코팅층에 포함되어 있는 바인더를 제거하는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판, PET 필름, PE 필름, PP 필름 또는 PC 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅층은 전자 잉크 인쇄 코팅층, 전자 잉크 스크린 인쇄 코팅층, 전자 잉크 전사 인쇄 코팅층, 금속 산화물 페이스트 코팅층, CVD 공정 코팅층, PECVD 공정 코팅층 또는 ALD 공정 코팅층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 보조 열원은 플래시 램프, 유브이 램프, 적외선 램프, 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플래시 램프의 후방에 위치하는 제 2 보조 열원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 보조 열원은 상기 코팅층에 잔존하는 바인더를 제거하거나 잔류 응력을 제거하는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 보조 열원은 플래시 램프, 유브이 램프, 적외선 램프, 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치.
  9. 이송되는 기판의 상면에 코팅되는 코팅층에 빛을 조사하여 소성하는 플래시 램프와, 내부에 상기 플래시 램프가 위치하는 상부 리플렉터 및 상기 기판의 이송 방향을 기준으로 상기 플래시 램프의 전방에 위치하는 제 1 보조 열원을 포함하는 열처리 장치를 이용한 열처리 방법으로서,
    상기 제 1 보조 열원이 상기 코팅층을 상기 플래시 램프에 의한 소성 전에 상기 플래시 램프보다 낮은 온도로 예비 가열하여 상기 코팅층에 포함되어 있는 바인더를 제거하고, 상기 플래시 램프가 상기 코팅층을 소성하는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 코팅층은 전자 잉크 인쇄 코팅층, 전자 잉크 스크린 인쇄 코팅층, 전자 잉크 전사 인쇄 코팅층, 금속 산화물 페이스트 코팅층, CVD 공정 코팅층, PECVD 공정 코팅층 또는 ALD 공정 코팅층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 플래시 램프의 후방에 위치하는 제 2 보조 열원을 더 포함하며,
    상기 제 2 보조 열원은 소성된 상기 코팅층을 추가로 열처리하여 상기 코팅층에 잔존하는 바인더를 제거하거나 상기 코팅층의 잔류 응력을 제거하는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 보조 열원과 상기 제 2 보조 열원은 각각 플래시 램프, 유브이 램프, 적외선 램프, 열선 히터 또는 열풍 히터로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 보조 열원은 상기 플래시 램프보다 낮은 온도로 상기 기판의 상면에 열 또는 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 코팅층은 금속 산화물 입자와 바인더를 포함하는 페이스트가 상기 기판의 상면에 코팅되어 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판, PET 필름, PE 필름, PP 필름 또는 PC 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 열원을 포함하는 코팅층 열처리 장치를 이용한 열처리 방법.
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