KR101763177B1 - 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법 - Google Patents

진공증착된 가스베리어 필름 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101763177B1
KR101763177B1 KR1020150075857A KR20150075857A KR101763177B1 KR 101763177 B1 KR101763177 B1 KR 101763177B1 KR 1020150075857 A KR1020150075857 A KR 1020150075857A KR 20150075857 A KR20150075857 A KR 20150075857A KR 101763177 B1 KR101763177 B1 KR 101763177B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
deposition
polymer
chamber
polymer substrate
deposited
Prior art date
Application number
KR1020150075857A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160141212A (ko
Inventor
한세진
김영수
Original Assignee
한화첨단소재 주식회사
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
Application filed by 한화첨단소재 주식회사 filed Critical 한화첨단소재 주식회사
Priority to KR1020150075857A priority Critical patent/KR101763177B1/ko
Publication of KR20160141212A publication Critical patent/KR20160141212A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101763177B1 publication Critical patent/KR101763177B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
    • C08J7/18—Chemical modification with polymerisable compounds using wave energy or particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/14—Gas barrier composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

본 발명은 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열가소성 투명 베이스 수지를 포함하는 고분자 기재 일면 및 타면에 진공중 건식 코팅할 때 한 번의 공정으로 원단 표면의 오염과 손상을 줄이면서 가스베리어 필름을 제조할 수 있고, 굴절율을 자유롭게 조절할 수 있어 디스플레이용 투명 베리어 필름은 물론 베리어 특성이 있는 투명전극 필름에도 사용할 수 있는 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 기재 표면의 오염과 손상을 줄이면서 가스베리어 필름을 제조할 수 있는 효과가 있다. 특히, 굴절율을 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 디스플레이용 투명 베리어 필름 또는 베리어 특성이 있는 투명전극용 필름에 적합한 진공증착된 가스베리어 필름을 제조할 수 있다.

Description

진공증착된 가스베리어 필름 제조방법{Producing method of gas barrier film by vacuum deposition}
본 발명은 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열가소성 투명 베이스 수지를 포함하는 고분자 기재 일면 및 타면에 진공중 건식 코팅할 때 한 번의 공정으로 원단 표면의 오염과 손상을 줄이면서 가스베리어 필름을 제조할 수 있고, 굴절율을 자유롭게 조절할 수 있어 디스플레이용 투명 베리어 필름은 물론 베리어 특성이 있는 투명전극 필름에도 사용할 수 있는 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법에 관한 것이다.
플렉서블 디스플레이는 저전력, 저가격, 초경량 및 대면적화 구현이 가능하고, 휴대가 용이하여 정보를 언제 어디서나 쉽게 접할 수 있어 일반 소비자들의 관심을 집중시킬 수 있는 핵심 기술 산업이다.
또한, 고분자 필름을 기판으로 사용하는 플렉서블 디스플레이는 롤투롤(roll-to-roll) 생산 방식의 적용이 가능하여 모바일 등 작은 생활기기를 중심으로 대량 생산 기술의 상용화와 더불어 디스플레이 시장의 핵심으로 떠오를 수 있는 산업이다.
특히, 플렉서블 기판의 경우, 이미 많은 업체 및 연구소에서 흥미로운 주제로써 연구되고 있다.
기존의 유리는 투명성은 좋으나 특성상 내충격성이 부족하여 충격에 쉽게 파손되며 박형화 하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 단위 부피당 무게가 커서 플렉서블 기판으로써의 응용에 무리가 있었다.
이를 대체하기 위해서, 전술했던 내충격, 경량화 그리고 박형화에 관한 문제를 해결할 수 있을 뿐 아니라 가볍고 얇고 연성이 뛰어나 플렉서블 기판으로의 응용이 용이한 고분자, 예를 들어 광학특성이 우수한 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아릴레이트(polyarylate, PAR), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), PET), 사이클로올레핀 코폴리머(cycloolefin copolymer) 등의 열가소성 고분자나 아크릴 수지, 에폭시 수지 그리고 불포화 폴리에스터 등의 경화성 수지를 경화시킨 고분자를 이용하여 제조한 투명필름이 사용되고 있다.
이러한 고분자들로 제조한 필름이 플렉서블 디스플레이 제품에 사용되는 기판으로써의 역할을 다하기 위해서는 디스플레이에 수명에 직접적인 영향을 미치는 우수한 수분차단성, 산소차단성 등의 디스플레이로서의 역할을 충실히 수행할 수 있을만한 우수한 특성이 필요하다. 하지만 실제로 고분자 투명 필름은 수분 및 산소차단 성능이 매우 떨어지므로 기능성 코팅층을 다층으로 코팅하여 상기 물성을 달성하려는 시도들이 활발하게 진행되고 있으며, 현재 기본적으로는 수분 및 산소차단성을 높이기 위해 진공에서 코팅한 무기물 가스 베리어층과 차단 특성을 더 높이고 우수한 표면경도를 부여할 수 있도록 대기중에서 습식방법으로 코팅한 유-무기 하이브리드 코팅층을 포함하는 다층형 코팅방법을 사용하고 있다.
이와 관련된 기술로는 등록특허 제1421973호(2014.07.16), 유럽특허 EP2168644(2014.11.05), 공개특허 제2014-0078145호(2014.06.25) 등 다수가 개시되어 있다.
종래 가스베리어 필름 제조는 건식 후 습식코팅(배면 건식코팅 포함)하거나 혹은 습식 후 건식코팅(배면 건식코팅 포함)하는 형태로 이루어지는데, 이를 테면 건식 후 습식코팅의 경우에는 도 1과 같은 형태 층상 구조를 갖게 된다.
즉, 원단(기재) 표면을 진공에서 플라스마처리하여 부착력을 높인 후 건식코팅 방법인 스퍼터링 방식으로 실리콘 타겟을 사용하여 산소와 질소 분위기 하에서 실리콘옥시나이트라이드나 실리콘 나이트라이드막을 십나노미터 정도 코팅하고, 연속으로 실리콘 타겟을 사용하여 산소분위기 하에서 실리콘산화막을 수십나노미터 코팅한후 대기중으로 이동해서 이를 보호할 오버코팅을 위해 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트 등의 UV 또는 열경화성액을 대기중에서 2㎛ 습식코팅하여 경화시키며, 필요에 따라 디바이스와의 부착을 위해 가스베리어층 배면에 부착력을 높여줄 투명무기물 층을 진공에서 코팅하는 형태이다.
하지만, 이 방법은 습식후 건식 코팅방법에 비해 진공증착시 불순물 가스에 의한 공정 오염 문제는 없으나, 스퍼터링으로 만든 실리콘 옥시나이트라이드나 실리콘나이트라이드 막은 반응속도도 느리고 화학 양론비를 맞추기 어려우며, 상온에서의 반응이 완전하지 않아 굴절율의 경시변화가 있고, 공정 속도도 습식코팅에 비해 5~10분의 1로 느린 단점이 있으며, 최대 5가지 공정이 필요하는 등 문제가 있다.
반면에, 습식 후 건식 코팅방법은 도 2와 같은 층상 구조를 갖는데, 원단(기재)에 평탄화층을 만들기 위해 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트 등의 UV 또는 열경화성액을 대기중에서 습식코팅하여 경화시킨 후 진공 챔버에 넣어 플라스마 화학증착으로 실리콘 옥시카바이드(SiOC) 또는 실리콘산화막을 코팅하는 형태이며, 대기중에서 습식코팅한 층에는 다량의 수분과 잔류용제가 남아 있어 진공증착 공정중 불순물 가스의 영향으로 균일한 품질의 광학특성을 얻기가 어렵고, 습식과 건식 롤투롤 공정을 두번 하면서 공정비용 증가와 표면스크래치 및 오염 가능성이 높아져 가스베리어 특성을 저하시키는 단점이 있다.
물론, 필요에 따라 디바이스와의 부착을 위해 가스베리어 층 배면에 부착력을 높여줄 투명무기물 층을 진공에서 코팅하는데, 최대 3가지 공정이 필요하다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 기재 위에 진공에서 한번의 연속공정으로 2층을 건식코팅하여 기재 표면의 오염과 손상을 최대한 줄이고, 반응성 가스의 성분비를 변화시켜 굴절율을 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 디스플레이용 투명 베리어 필름 또는 베리어 특성이 있는 투명전극용 필름에 적합한 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 진공중인 제1,2챔버(100,200), 그리고 제3챔버(300)가 부분적으로 연통되어 열가소성 투명 고분자 기재(F)가 상기 제1,2,3챔버(100,200,300)를 거치면서 그 일면 또는 타면에 유기-무기 산소베리어인 폴리머층 및 무기베리어인 세라믹층이 증착되도록 상기 제1챔버(100)에는 고분자 기재(F)가 감겨 있는 권해롤(110), 고분자 기재(F)를 적정한 텐션으로 반송시키는 다수의 텐션롤(120), 고분자 기재(F)를 안내하는 증착안내드럼(130), 증착안내드럼(130)의 표면을 따라 이동하는 고분자 기재(F)의 일측면에 폴리머를 증착하는 폴리머증착기(140)가 설치되고; 상기 제2챔버(200)에는 제1챔버(100)를 통과한 고분자 기재(F)를 플라즈마 화학증착하는 증착드럼(210), 증착드럼(210)의 하측에 증착드럼(210)의 곡률반경에 맞게 이격 배치되어 플라즈마 화학증착하는 다수의 샤워헤드(220), 증착드럼(210)에 고주파를 인가하는 드럼용 고주파전원(240), 샤워헤드(220)에 대향하여 증착드럼(210) 내부에 설치되는 다수의 영구자석(250), 샤워헤드(220)를 지나 일면이 플라즈마 화학증착된 고분자 기재(F)의 타면에 플라즈마 화학증착하는 배면 플라즈마 화학증착유닛(260)이 설치되며; 상기 제3챔버(300)에는 증착완료된 고분자 기재(F)를 권취하여 코일상으로 만드는 권취롤(310)이 설치된 진공증착된 가스베리어 필름 제조장치를 이용한 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법에 있어서;
상기 고분자 기재(F)를 한 번의 진공 공정중에 고분자 기재(F)의 일측면에는 유기-무기 베리어층과 무기물베리어층이 순차로 건식 증착되게 하고; 고분자 기재(F)의 타측면에는 무기물베리어층이 건식 증착되게 하되, 상기 유기-무기 베리어층은 폴리머와 실리콘 결합물의 저항가열 증착 방식으로 증착되는 것을 특징으로 하는 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법을 제공한다.
삭제
삭제
삭제
본 발명에 따르면, 기재 표면의 오염과 손상을 줄이면서 가스베리어 필름을 제조할 수 있는 효과가 있다. 특히, 굴절율을 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 디스플레이용 투명 베리어 필름 또는 베리어 특성이 있는 투명전극용 필름에 적합한 진공증착된 가스베리어 필름을 제조할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 방식에 따라 제조된 가스베리어 필름의 층상 구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법을 구현하기 위한 제조장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 3의 세번째 무기물층 코팅 장치의 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 가스베리어 필름의 층상 구조를 보인 예시적인 단면도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 대한 제조방법을 구체적으로 설명하기에 앞서, 본 발명에 따른 제조방법을 구현하기 위한 증착시스템에 대해 먼저 설명하기로 한다.
본 발명에 따를 제조방법을 구현하기 위한 증착시스템(도3)은 제1챔버(100), 제2챔버(200), 제3챔버(300)를 포함한다.
상기 제1,2,3챔버(100,200,300)는 연속처리가 가능하도록 서로 부분적으로 연통된다.
본 발명은 열가소성 투명 베이스 수지를 포함하는 고분자 기재(F)의 일면 및 타면에 진공중 건식 코팅할 때 한 번의 공정으로 양면 모두 코팅이 가능하고, 무엇보다도 원단, 즉 고분자 기재(F)의 표면 오염과 손상을 줄이면서 가스베리어 필름을 제조할 수 있도록 한 것이다.
이를 위해, 상기 제1챔버(100)는 열경화성 폴리머와 실리콘이 결합된 분말 또는 용액의 저항가열 증착장치(140)와 이를 경화를 위한 이온어시스트 처리기(142) 또는 스퍼터링 장치(150)를 위한 챔버로써 진공중이어야 하고, 상기 제2챔버(200)는 플라즈마 화학증착을 위한 챔버로써 이또한 진공중이어야 하며, 상기 제3챔버(300)는 코팅 완료된 고분자 기재(F)를 권취하는 공간으로서 굳이 진공일 필요는 없다.
아울러, 상기 제1챔버(100)는 고분자 기재(F)의 일면에 유기-무기 산소베리어를 형성하기 위한 공간으로서, 유기-무기 산소베리어는 멜라민(C3H6N6) 수지, 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE) 등의 불소수지 또는 멜라민과 실리콘이 혼합된 수지 분말 또는 액상으로 진공중에서 가열하여 고분자 기재(F)의 일면에 코팅되어 형성된다.
이를 위해, 상기 제1챔버(100) 내부에는 고분자 기재(F)가 감겨 있는 권취롤(110)과, 상기 고분자 기재(F)를 적정한 텐션으로 반송시키는 다수의 텐션롤(120)과, 코팅을 용이하게 하도록 고분자 기재(F)를 안내하는 증착안내드럼(130)과, 상기 증착안내드럼(130)의 표면을 따라 이동하는 고분자 기재(F)의 일측면에 폴리머, 즉 유기-무기 산소베리어를 형성하기 위한 폴리머를 증착하는 폴리머증착기(Polymer Evaporator)(140)가 설치된다.
이때, 상기 폴리머증착기(140) 전에 고분자 기재(F)와의 부착력 향상과 증착된 폴리머 층의 경화를 위해 이온 어시스트 처리기(142)를 추가적으로 더 설치할 수 있으며, 상기 이온 어시스트 처리기(142)로 처리하게 되면 종래 플라즈마 표면 개질과 같은 효과를 얻을 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 이온 어시스트 처리기(142) 및 폴리머증착기(140)는 코팅되는 폴리머 박막의 성장방향을 조절할 수 있도록 필름진행방향(MD)으로 회전할 수 있도록 구성된다.
덧붙여, 상기 폴리머증착기(140) 대신 스퍼터링유닛(150)을 설치하여 고주파전원을 이용해 스퍼터링함으로써 산소베리어 특성이 우수한 세라믹 코팅층을 형성할 수도 있다.
이와 같이, 제1챔버(100)를 거치면서 고분자 기재(F)에 증착된 멜라민은 다량의 수소결합 층이 표면에 우선배향되고, 이러한 결정성 강화 때문에 2오더정도 산소투과도가 감소하는 효과를 얻을 수 있게 된다.
아울러, 폴리머증착기(140)의 온도는 220~350℃, 3.8×10-5torr~7.5×10-5torr에서 증착하며, 굴절율 1.4~1.8(500nm) 조정을 위해 다양한 합성수지 분말을 제작하여 폴리머 증착을 할 수도 있을 뿐만 아니라, 고굴절의 반응성 가스도 질소와 수소의 혼합가스를 사용하여 질소만 사용할 때 보다 화학양론비 조절이 쉽고 고굴절 막을 보다 쉽게 제작하게 해서 고굴절, 저굴절의 기재 모두에 적용할 수 있는 장점이 있다. 이때, 상기 굴절율은 폴리머가 표면에 증착된 고분자 기재의 굴절율을 의미한다.
한편, 상기 제2챔버(200)는 고분자 기재(F)의 양면에 무기베리어를 형성하기 위한 공간으로서, 무기베리어는 일종의 세라믹층을 말하며, 상기 폴리머증착기(140)로 유기-무기 베리어를 코팅한 후 연속으로 플라스마 화학증착법에 의해 실리콘 옥시카바이드(SiOC), 실리콘 옥시카보나이트라이드(SiOCN) 또는 실리콘산화막(SiO)이 코팅된다.
이 경우, 필요에 따라서는 배면에 부착력과 베리어 특성 향상을 위해 투명 무기물층을 한번 더 코팅할 수 있도록 구성하여, 양면을 한번의 공정으로 코팅할 수 있도록 구성함이 바람직하다.
이를 위해, 상기 제2챔버(200)에는 상기 제1챔버(100)로부터 반송된 고분자 기재(F)를 플라즈마 화학증착하는 증착드럼(210)과, 상기 증착드럼(210)의 하측에 상기 증착드럼(210)의 곡률반경에 대응되게 이격 배치되어 플라즈마 화학증착을 진행하는 다수의 샤워헤드(220)와, 상기 증착드럼(210)에 고주파를 인가하는 드럼용 고주파전원(240), 그리고 상기 샤워헤드(220)에 대향하여 상기 증착드럼(210) 내부에 설치되는 다수의 영구자석(250)이 설치된다.
이 경우, 상기 샤워헤드(220)에 고주파를 인가하는 헤드용 고주파전원(230)을 더 설치할 수 있다.
또한, 상기 샤워헤드(220)를 지나 일면이 플라즈마 화학증착된 고분자 기재(F)의 타면에 플라즈마 화학증착을 할 수 있도록 상기 증착드럼(210)과 떨어져 반송되는 고분자 기재(F)가 통과하도록 배면 플라즈마 화학증착유닛(260)이 더 설치된다.
따라서, 상기 고분자 기재(F)는 상기 제2챔버(200)를 통과하게 되면 그 양면이 모두 무기베리어로 플라즈마 화학증착되게 된다.
여기에서, 상술한 유기-무기 산소베리어 및 무기산소베리어는 모두 층(Layer)을 말한다.
아울러, 상기 영구자석(250)은 샤워헤드(220)에서 공급되는 프리커서와 공정가스의 화학반응 생성물인 세라믹층을 고분자 기재(F)의 폴리머증착층 위로 가속시켜 밀착력과 증착속도를 향상시키게 된다.
때문에, 플라스마 발생원의 전극 역할을 하는 증착드럼(210)의 오염이 없고, 샤워헤드(220)에 전원이 직접 인가되지 않도록 할 수 있어 증착시 아킹도 발생하지 않아 증착 품질을 높일 수 있다.
또한, 필요에 따라서는 샤워헤드(220)에 고주파전원을 인가하여 플라스마를 형성시키고 증착드럼(210)에 직류 바이어스 전원을 사용해 샤워헤드에서 해리된 이온들을 고분자 기재(F) 상의 폴리머층으로 집속시킬 수도 있다.
이러한 플라스마 집속방법은 상기 배면 플라즈마 화학증착유닛(260)에도 적용되어 배면에 무기물층을 용이하게 증착시킬 수 있다.
여기에서, 상기 증착드럼(210)과 샤워헤드(220)를 이용한 플라스마 화학증착방식과, 상기 배면 플마스마 화학증착유닛(260)을 이용한 방식의 특징은 고주파 전원을 사용하여 광학적으로 굴절율을 잘 맞추고, 플라스마 전극이 오염되지 않은 장점을 가진다.
이때, 고주파 전원을 사용하는 이유는 이온밀도를 높여 핀홀 감소 및 막의 충진율을 높이기 위함이다.
이와 같은 제2챔버(200)를 통과하게 되면 전체코팅 두께 1.5um 이하에서 수분 투과율은 5.0×10-2~1×10-3 g/m2d, 산소투과율은 5.0×10-2~1×10-3 cc/m2d의 가스베리어 특성을 가지는 필름을 제조할 수 있게 된다.
아울러, 상기 배면 플라즈마 화학증착유닛(260)은 도 4의 예시와 같이, 고분자 기재(F)의 증착층 반대면인 상면에 배면 영구자석(262)이 배열되고, 상기 증착층이 형성된 면인 하면에는 고주파 또는 중주파 전원이 인가되는 플라즈마전극(264)과, 가스를 공급할 수 있는 가스라인(266)이 함께 배열되는 구조로 이루어진다.
이때, 상기 고주파 또는 중주파의 영역은 30kHz ~ 13.56MHz의 범위이다.
그리고, 상기 제3챔버(300)에는 권취롤(310)이 설치되어 증착완료된 고분자 기재(F)를 권취하여 코일 형태로 만들게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고분자 기재(F) 위에 진공에서 연속으로 2층을 건식코팅하여, 고분자 기재(F) 표면의 오염과 손상을 최대한 줄인 베리어필름을 제조할 수 있고, 멜라민 또는 멜라민과 실리콘을 포함한 수지를 분말 또는 스퍼터링 타겟으로 제작하여 진공에서 증착해 다량의 수소결합을 지닌 결정성 초분자 층을 만든 후, 그 상면과 타면에 연속으로 플라스마 화학증착 방법을 이용해 실리콘 옥시카바이드(SiOC), 실리콘 옥시카보나이트라이드(SiOCN)또는 실리콘산화막(SiO)을 코팅하여 수분과 산소투과율이 모두 낮은 베리어 필름을 제조할 수 있기 때문에 한 번의 공정으로 양면 모두 처리가 가능하고, 굴절율을 자유롭게 조절할 수 있어 굴절율의 경시변화를 줄일 수 있다.
이러한 증착시스템을 이용하여 증착하게 되면 도 5와 같은 층상 구조를 갖는 가스베리어 필름을 만들 수 있게 된다.
즉, 고분자 기재(F)를 한 번의 진공 공정으로 건식 코팅하여 고분자 기재(F)의 일측면에는 유기-무기 베리어 및 무기물베리어를 증착시킬 수 있고, 또한 타측면에는 무기물베리어는 증착시킬 수 있어 공정단축이 가능할 뿐만 아니라, 부착력과 베리어 특성(수분투과율 및 산소투과율 특성)도 향상시킬 수 있게 된다.
100: 제1챔버 200: 제2챔버
300: 제3챔버

Claims (4)

  1. 진공중인 제1,2챔버(100,200), 그리고 제3챔버(300)가 부분적으로 연통되어 열가소성 투명 고분자 기재(F)가 상기 제1,2,3챔버(100,200,300)를 거치면서 그 일면 또는 타면에 유기-무기 산소베리어인 폴리머층 및 무기베리어인 세라믹층이 증착되도록 상기 제1챔버(100)에는 고분자 기재(F)가 감겨 있는 권해롤(110), 고분자 기재(F)를 적정한 텐션으로 반송시키는 다수의 텐션롤(120), 고분자 기재(F)를 안내하는 증착안내드럼(130), 증착안내드럼(130)의 표면을 따라 이동하는 고분자 기재(F)의 일측면에 폴리머를 증착하는 폴리머증착기(140)가 설치되고; 상기 제2챔버(200)에는 제1챔버(100)를 통과한 고분자 기재(F)를 플라즈마 화학증착하는 증착드럼(210), 증착드럼(210)의 하측에 증착드럼(210)의 곡률반경에 맞게 이격 배치되어 플라즈마 화학증착하는 다수의 샤워헤드(220), 증착드럼(210)에 고주파를 인가하는 드럼용 고주파전원(240), 샤워헤드(220)에 대향하여 증착드럼(210) 내부에 설치되는 다수의 영구자석(250), 샤워헤드(220)를 지나 일면이 플라즈마 화학증착된 고분자 기재(F)의 타면에 플라즈마 화학증착하는 배면 플라즈마 화학증착유닛(260)이 설치되며; 상기 제3챔버(300)에는 증착완료된 고분자 기재(F)를 권취하여 코일상으로 만드는 권취롤(310)이 설치된 진공증착된 가스베리어 필름 제조장치를 이용한 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법에 있어서;
    상기 고분자 기재(F)를 한 번의 진공 공정중에 고분자 기재(F)의 일측면에는 유기-무기 베리어층과 무기물베리어층이 순차로 건식 증착되게 하고; 고분자 기재(F)의 타측면에는 무기물베리어층이 건식 증착되게 하되, 상기 유기-무기 베리어층은 폴리머와 실리콘 결합물의 저항가열 증착 방식으로 증착되는 것을 특징으로 하는 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
KR1020150075857A 2015-05-29 2015-05-29 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법 KR101763177B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150075857A KR101763177B1 (ko) 2015-05-29 2015-05-29 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150075857A KR101763177B1 (ko) 2015-05-29 2015-05-29 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160141212A KR20160141212A (ko) 2016-12-08
KR101763177B1 true KR101763177B1 (ko) 2017-08-01

Family

ID=57576778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150075857A KR101763177B1 (ko) 2015-05-29 2015-05-29 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101763177B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180089138A (ko) 2017-01-31 2018-08-08 주식회사 케이씨씨 베리어 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 베리어 필름

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011102042A (ja) * 2011-01-31 2011-05-26 Fujifilm Corp ガスバリアフィルムとそれを用いた有機デバイス
JP2014240051A (ja) 2013-06-12 2014-12-25 コニカミノルタ株式会社 ガスバリアーフィルム、ガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムの製造装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011102042A (ja) * 2011-01-31 2011-05-26 Fujifilm Corp ガスバリアフィルムとそれを用いた有機デバイス
JP2014240051A (ja) 2013-06-12 2014-12-25 コニカミノルタ株式会社 ガスバリアーフィルム、ガスバリアーフィルムの製造方法及びガスバリアーフィルムの製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160141212A (ko) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6370816B2 (ja) 高性能コーティングの堆積装置
US20080292810A1 (en) Method For Atomizing Material For Coating Processes
WO2014123201A1 (ja) ガスバリア性フィルム、およびその製造方法
US10780675B2 (en) Gas barrier film, optical film, and flexible display
CN103391842B (zh) 功能性膜的制造方法
TWI650438B (zh) 層合薄膜及撓曲性電子裝置
WO2015098671A1 (ja) 積層フィルムおよびフレキシブル電子デバイス
WO2013145943A1 (ja) ガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法
TW202035161A (zh) 氣體通透性覆板及其使用方法
KR101763176B1 (ko) 진공증착된 가스베리어 필름 제조장치
KR101763177B1 (ko) 진공증착된 가스베리어 필름 제조방법
JP4580636B2 (ja) 成膜装置および成膜方法
CN110431004A (zh) 阻气膜及成膜方法
JP6508053B2 (ja) 積層フィルム、有機エレクトロルミネッセンス装置、光電変換装置および液晶ディスプレイ
JP6354302B2 (ja) ガスバリア性フィルム
WO2015025782A1 (ja) ガスバリアーフィルムの製造装置及びガスバリアーフィルムの製造方法
WO2015053189A1 (ja) ガスバリアーフィルム及びその製造方法
WO2015163358A1 (ja) ガスバリアーフィルム及びその製造方法
JP6897567B2 (ja) ガスバリアーフィルム
JP2005074987A (ja) 透明ガスバリア性フィルムとその製造方法
JP6579098B2 (ja) ガスバリア性フィルムの製造方法
WO2021106636A1 (ja) 積層フィルムの製造方法
CN108349211B (zh) 气体阻隔性膜、照明装置和显示装置
CN110114897B (zh) 电子设备
WO2015137389A1 (ja) ガスバリアーフィルムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant