KR102022131B1 - 성막 장치 및 막 형성 유리 필름의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유리 필름 상에 바람직하게 성막할 수 있는 장치를 제공한다. 성막 장치 (1) 는, 가열 롤 (20) 과 막 형성부 (30) 를 구비하고 있다. 가열 롤 (20) 의 표면 상에는, 유리 필름 (10) 이 공급된다. 가열 롤 (20) 은, 유리 필름 (10) 을 가열한다. 막 형성부 (30) 는, 유리 필름 (10) 상에 막을 형성한다. 가열 롤 (20) 은, 통상체 (21) 와 히터 (22) 를 갖는다. 통상체 (21) 는, 유리 또는 세라믹스로 이루어진다. 통상체 (21) 는 회전 가능하게 형성되어 있다. 히터 (22) 는, 통상체 (21) 의 내부에 배치되어 있다. 히터 (22) 는, 통상체 (21) 를 가열한다.
Description
본 발명은 성막 장치 및 그것을 사용한 막 형성 유리 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 가요성을 갖는 유리 필름 상에 성막하고자 하는 요망이 있다. 예를 들어, 특허문헌 1 에는 기판 롤로부터 공급되는 유리 시트를, 300 ℃ 이상으로 가열된 캔을 사용하여 가열하고, 캔 상에 있어서, 가열된 유리 시트의 표면 상에, 스퍼터링법에 의해 ITO (인듐주석 산화물) 막을 형성하는 방법이 기재되어 있다.
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 캔의 재질로서 금속이 사용되고 있다. 유리 시트와 접촉하는, 고온으로 가열된 금속제 캔의 표면이 산화되어 변질ㆍ열화되는 것을 억제하기 위해, 불활성 가스 분위기 중에 캔을 배치하여 성막을 실시할 필요가 있다. 이 때문에, 성막 장치가 커짐과 함께 성막 비용이 상승한다. 특히, 이 성막 장치를, 스퍼터링보다 고온을 필요로 하는 열 CVD 장치에 응용한 경우에는, 금속제 캔의 표면 산화가 더욱 발생하기 쉬워진다.
본 발명은 유리 필름 상에 바람직하게 성막할 수 있는 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 발명에 관련된 성막 장치는, 가열 롤과 막 형성부를 구비하고 있다. 가열 롤의 표면 상에는, 유리 필름이 공급된다. 가열 롤은, 유리 필름을 가열한다. 막 형성부는, 유리 필름 상에 막을 형성한다. 가열 롤은, 통상체와 히터를 갖는다. 통상체는, 유리 또는 세라믹스로 이루어진다. 통상체는 회전 가능하게 형성되어 있다. 히터는, 통상체의 내부에 배치되어 있다. 히터는 통상체를 가열한다.
통상체는 석영 유리, 결정화 유리, 알루미나, 실리카, 질화규소 및 탄화규소로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련된 성막 장치는, 통상체와 유리 필름 사이에 유리 필름측의 표층의 경도가 유리 필름의 경도보다 낮은 시트를 공급하는 공급부를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
시트는, 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
시트의 열팽창 계수는, 유리 필름의 열팽창 계수의 1 배 ∼ 10 배인 것이 바람직하다.
히터는, 통상체의 유리 필름과 접하는 부분을 가열하도록 배치되어 있어도 된다.
히터는, 통상체를 향하여 열선을 조사하는 것인 것이 바람직하다. 그 경우, 본 발명에 관련된 성막 장치는, 통상체의 내주면 상에 배치되어 있고, 히터로부터 조사되는 열선을 흡수하는 흡수층을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
막 형성부는, 유리 필름 상에 있어서 열 반응하고, 막을 구성하는 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부, 또는 스퍼터 입자를 유리 필름 상에 퇴적시키는 스퍼터부에 의해 구성되어 있어도 된다.
본 발명에 관련된 막 형성 유리 필름의 제조 방법에서는, 본 발명에 관련된 성막 장치를 사용하여 유리 필름 상에 막을 형성한다.
열 CVD 법 또는 스퍼터링법에 의해 막을 형성해도 된다.
본 발명에 의하면, 유리 필름 상에 바람직하게 성막할 수 있는 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서의 성막 장치의 모식적 측면도이다.
도 2 는 도 1 의 II 부분을 확대한 모식적 측면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서 제조된 막 형성 유리 필름의 모식적 측면도이다.
도 2 는 도 1 의 II 부분을 확대한 모식적 측면도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 있어서 제조된 막 형성 유리 필름의 모식적 측면도이다.
이하, 본 발명을 실시한 바람직한 형태의 일례에 대하여 설명한다. 단, 하기의 실시형태는 단순한 예시이다. 본 발명은 하기의 실시형태에 전혀 한정되지 않는다.
실시형태 등에 있어서 참조하는 도면은 모식적으로 기재된 것으로, 도면에 묘화된 물체의 치수 비율 등은, 현실의 물체의 치수 비율 등과는 상이한 경우가 있다. 도면 상호 간에 있어서도 물체의 치수 비율 등이 상이한 경우가 있다. 구체적인 물체의 치수 비율 등은, 이하의 설명을 참작하여 판단되어야 할 것이다.
도 1 은 본 실시형태에 있어서의 성막 장치 (1) 의 모식적 측면도이다. 성막 장치 (1) 는, 가요성을 갖는 유리 필름 (10) 의 표면 (10a) 상에 막 (11) (도 3 을 참조) 을 형성하고, 유리 필름 (10) 및 막 (11) 을 구비하는 막 형성 유리 필름 (12) 을 제조하기 위한 장치이다.
유리 필름 (10) 의 두께는, 유리 필름 (10) 이 가요성을 갖는 정도이면 특별히 한정되지 않는다. 유리 필름 (10) 의 두께는, 예를 들어 300 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
유리 필름 (10) 을 구성하는 유리의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 유리 필름 (10) 은, 예를 들어 규산염계 유리, 붕산염계 유리, 인산염계 유리 등이어도 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 유리 필름에는 결정화 유리로 이루어지는 결정화 유리 필름이 포함되는 것으로 한다.
막 (11) 의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 막 (11) 은 산화주석, 산화인듐, 산화규소, 산화티탄, 산화니오브, 산화탄탈, 산화란탄 등의 산화물, 질화규소, 질화티탄 등의 질화물, 또는 규소, 은, 구리, 알루미늄 등의 금속 등으로 이루어지는 것이어도 된다.
성막 장치 (1) 는, 가열 롤 (20) 을 구비하고 있다. 가열 롤 (20) 은, 통상체 (21) 와 히터 (22) 를 갖는다. 통상체 (21) 는, 통상체 (21) 의 내부에 회전 불가능하게 배치된 심체 (23) 에 의해, 중심축 (C1) 을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있다. 통상체 (21) 는, 회전 롤 (25a, 25b) 의 회전에 수반하여 중심축 (C1) 을 중심으로 하여 회전한다.
통상체 (21) 는, 유리 또는 세라믹스로 이루어진다. 통상체 (21) 의 구성 재료로서 바람직하게 사용되는 유리의 구체예로는, 예를 들어 석영 유리, 결정화 유리 등을 들 수 있다. 통상체 (21) 의 구성 재료로서 바람직하게 사용되는 세라믹스의 구체예로는, 예를 들어 알루미나, 실리카, 질화규소, 탄화규소 등을 들 수 있다.
통상체 (21) 의 외경은 특별히 한정되지 않는다. 통상체 (21) 의 외경은, 예를 들어 100 ㎜ ∼ 2000 ㎜ 정도로 할 수 있다. 통상체 (21) 의 두께는, 예를 들어 3 ㎜ ∼ 20 ㎜ 정도인 것이 바람직하다. 통상체 (21) 의 두께가 지나치게 작으면, 통상체 (21) 의 강도가 낮아지는 경우가 있다. 통상체 (21) 의 두께가 지나치게 크면, 통상체 (21) 의 열용량이 커진다. 이 때문에, 통상체 (21) 의 가열 또는 온도 유지를 위해 큰 에너지를 주지 않으면 안 되고, 또 유리 필름의 온도 조정이 어려워지는 경우가 있다.
히터 (22) 는, 통상체 (21) 의 내부에 배치되어 있다. 구체적으로는, 히터 (22) 는, 심체 (23) 에 형성된 절결부 내에 통상체 (21) 의 내주면 (21a) 과 대향하도록 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 히터 (22) 는, 통상체 (21) 의 유리 필름 (10) 과 접하는 부분에 대향하여 배치되어 있어, 통상체 (21) 의 유리 필름 (10) 과 접하는 부분을 가열한다.
히터 (22) 는, 통상체 (21) 를 유리 필름 (10) 의 표면 (10a) 상에 막 (11) 을 형성할 수 있는 온도로까지 가열할 수 있는 것인 한 특별히 한정되지 않는다. 히터 (22) 는, 예를 들어 통상체 (21) 를 향하여 열선을 조사하는 적외선 히터나 근적외선 히터에 의해 구성되어 있어도 된다. 그 경우, 도 2 에 나타나는 바와 같이, 히터 (22) 로부터 조사되는 열선을 흡수하는 흡수층 (24) 을 통상체 (21) 의 내주면 (21a) 상에 배치해 두는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 통상체 (21) 의 가열 효율을 높일 수 있다.
또한, 흡수층 (24) 은, 예를 들어 안료로서 그라파이트, 또는 철, 망간 등을 함유하는 흑체 도료에 의해 구성할 수 있다.
통상체 (21) 의 상방에는, 통상체 (21) 를 개재하여 히터 (22) 와 대향하도록 막 형성부 (30) 가 배치되어 있다. 이 막 형성부 (30) 는, 유리 필름 (10) 의 표면 (10a) 상에 막 (11) 을 형성하기 위한 것이다.
막 형성부 (30) 는, 성막 방법에 따라 적절히 구성할 수 있다. 예를 들어, 유리 필름 (10) 의 표면 (10a) 상에 열 CVD (Chemical Vapor Deposition) 법에 의해 막 (11) 을 형성하는 경우에는, 막 형성부 (30) 를, 유리 필름 (10) 상에 있어서 열 반응하고, 막 (11) 을 구성하는 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부에 의해 구성할 수 있다. 예를 들어, 유리 필름 (10) 의 표면 (10a) 상에 스퍼터링법에 의해 막 (11) 을 형성하는 경우에는, 막 형성부 (30) 를, 스퍼터 입자를 유리 필름 (10) 상에 퇴적시키는 스퍼터부에 의해 구성할 수 있다.
성막 장치 (1) 에는, 유리 필름 공급롤 (40) 과, 권취롤 (41) 이 형성되어 있다. 유리 필름 공급롤 (40) 은, 통상체 (21) 의 외주면 (21b) 상에 미성막 유리 필름 (10) 을 공급한다. 권취롤 (41) 은 유리 필름 (10) 과, 유리 필름 (10) 의 표면 (10a) 상에 형성된 막 (11) 을 구비하는 막 형성 유리 필름 (12) 을 감는다.
또, 성막 장치 (1) 에는 시트 공급롤 (42) 과, 시트 권취롤 (43) 이 추가로 형성되어 있다. 시트 공급롤 (42) 은, 통상체 (21) 의 외주면 (21b) 과 유리 필름 (10) 사이에 완충 필름 (44) 을 공급한다. 시트 권취롤 (43) 은, 통상체 (21) 의 외주면 (21b) 과 유리 필름 (10) 사이로부터 배출된 완충 필름 (44) 을 감는다.
완충 필름 (44) 은, 유리 필름 (10) 측의 표층의 경도가 유리 필름 (10) 의 경도보다 낮은 시트에 의해 구성되어 있다. 완충 필름 (44) 은, 예를 들어 알루미늄, 철, 구리 등 중 적어도 1 종의 금속에 의해 구성할 수 있다. 즉, 완충 필름 (44) 은, 금속 필름에 의해 구성할 수 있다.
이와 같이, 성막 장치 (1) 에서는, 유리 또는 세라믹스로 이루어지는 고경도의 통상체 (21) 와 유리 필름 (10) 사이에 완충 필름 (44) 이 공급된다. 이 때문에, 통상체 (21) 와 유리 필름 (10) 이 접촉함으로써 유리 필름 (10) 의 표면에 흠집이 생기는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
또, 완충 필름 (44) 이 히터 (22) 로부터의 열선을 반사 또는 흡수시키는 것인 경우에는, 통상체 (21) 의 가열 효율을 보다 높일 수 있다.
완충 필름 (44) 의 두께는, 예를 들어 10 ㎛ ∼ 100 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 완충 필름 (44) 의 열팽창 계수는, 유리 필름의 열팽창 계수의 1 ∼ 10 배 정도인 것이 바람직하다.
다음으로, 성막 장치 (1) 를 사용하여 막 형성 유리 필름 (12) 을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
유리 필름 공급롤 (40) 로부터 통상체 (21) 의 외주면 (21b) 상에 유리 필름 (10) 이 공급된다. 유리 필름 (10) 과 통상체 (21) 의 외주면 (21b) 사이에는, 시트 공급롤 (42) 로부터 완충 필름 (44) 이 공급된다. 이로써, 통상체 (21) 와 유리 필름 (10) 의 접촉이 규제되고 있다.
유리 필름 (10) 및 완충 필름 (44) 의 공급에 수반하여, 통상체 (21) 는, 회전 롤 (25a, 25b) 에 의해 회전 구동된다. 이로써, 유리 필름 (10) 과 완충 필름 (44) 사이의 마찰, 완충 필름 (44) 과 통상체 (21) 사이의 마찰이 억제되고 있다.
통상체 (21) 의 외주면 (21b) 상에 공급된 유리 필름 (10) 은, 가열 롤 (20) 에 의해 가열된다. 구체적으로는, 히터 (22) 에 의해 통상체 (21) 가 가열되고, 그 가열된 통상체 (21) 에 의해 유리 필름 (10) 이, 성막에 바람직한 온도로까지 가열된다.
가열된 유리 필름 (10) 의 표면 (10a) 상에, 막 형성부 (30) 에 의해 스퍼터링법이나 열 CVD 법 등에 의해 막 (11) 이 형성되고, 막 형성 유리 필름 (12) 이 제작된다. 제작된 막 형성 유리 필름 (12) 은, 권취롤 (41) 에 의해 감긴다. 한편, 완충 필름 (44) 은, 권취롤 (43) 에 의해 감긴다. 또한, 막 형성 유리 필름 (12) 의 권취시에, 막 형성 유리 필름 (12) 과 함께 완충 필름 (44) 을 감도록 해도 된다. 또, 막 형성 유리 필름 (12) 과 함께, 완충 필름 (44) 과는 상이한, 예를 들어 종이나 수지 등으로 이루어지는 필름을 감도록 해도 된다. 그와 같이 함으로써, 막 형성 유리 필름 (12) 끼리가 접촉하는 것에서 기인하는 막 형성 유리 필름 (12) 의 손상을 억제할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 가열 롤 (20) 의 유리 필름 (10) 과 접촉하는 외주면이, 유리 또는 세라믹스로 이루어지는 통상체 (21) 에 의해 구성되어 있다. 이 때문에, 성막 분위기에 산소가 존재하고 있는 경우라 하더라도, 유리 필름 (10) 과 접촉하는 가열 롤 (20) 의 표면이 산화되지 않는다. 따라서, 유리 필름 (10) 의 가열 롤 (20) 측의 표면 형상의 변화를 억제할 수 있다. 또, 가열 롤 (20) 의 표면의 산화를 억제하는 수단을 별도로 형성할 필요가 없기 때문에, 성막 장치 (1) 의 구성을 간략화할 수 있어, 막 형성 유리 필름 (12) 의 제조 비용을 낮출 수 있다.
예를 들어, 캔을 사용한 경우에는, 캔을 성막에 적합한 온도로까지 승온시킬 때까지 장시간을 필요로 한다. 또, 열용량이 큰 캔을 고온으로 유지하기 위해서는, 다대한 에너지를 필요로 한다. 그에 반해, 본 실시형태에서는, 열용량이 작은 통상체 (21) 를 가열하면 충분하기 때문에, 가열 롤을 성막에 적합한 온도로까지 승온시키는 데에 필요로 하는 시간이 짧다. 또, 통상체 (21) 의 유리 필름 (10) 과 접하고 있는 부분만을 성막에 적합한 온도로 유지하면 되기 때문에, 에너지 효율적으로도 유리하다.
1 : 성막 장치
10 : 유리 필름
10a : 표면
11 : 막
12 : 막 형성 유리 필름
20 : 가열 롤
21 : 통상체
21a : 내주면
21b : 외주면
22 : 히터
23 : 심체
24 : 흡수층
25a, 25b : 회전 롤
30 : 막 형성부
40 : 유리 필름 공급롤
41 : 권취롤
42 : 시트 공급롤
43 : 시트 권취롤
44 : 완충 필름
10 : 유리 필름
10a : 표면
11 : 막
12 : 막 형성 유리 필름
20 : 가열 롤
21 : 통상체
21a : 내주면
21b : 외주면
22 : 히터
23 : 심체
24 : 흡수층
25a, 25b : 회전 롤
30 : 막 형성부
40 : 유리 필름 공급롤
41 : 권취롤
42 : 시트 공급롤
43 : 시트 권취롤
44 : 완충 필름
Claims (11)
- 표면 상에 유리 필름이 공급되고, 상기 유리 필름을 가열하는 가열 롤과,
상기 유리 필름 상에 막을 형성하는 막 형성부를 구비하고,
상기 가열 롤은,
유리 또는 세라믹스로 이루어지고, 회전 가능하게 형성된 통상체와,
상기 통상체의 내부에 배치되어 있고, 상기 통상체를 가열하는 히터와,
상기 통상체의 내부에 회전 불가능하게 배치된 심체를 갖고,
상기 심체는 절결부를 갖고, 상기 히터는 상기 절결부 내에 상기 통상체의 내주면과 대향하도록 배치되는 성막 장치를 사용하여 유리 필름 상에 막을 형성하는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 통상체는 석영 유리, 결정화 유리, 알루미나, 실리카, 질화규소 및 탄화규소로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종으로 이루어지는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 히터는, 상기 통상체를 향하여 열선을 조사하는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 통상체의 내주면 상에 배치되어 있고, 상기 히터로부터 조사되는 열선을 흡수하는 흡수층을 추가로 구비하는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 막 형성부는, 상기 유리 필름 상에 있어서 열 반응하고, 막을 구성하는 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급부, 또는 스퍼터 입자를 상기 유리 필름 상에 퇴적시키는 스퍼터부에 의해 구성되어 있는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 히터는, 상기 통상체의 상기 유리 필름과 접하는 부분을 가열하는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법. - 표면 상에 유리 필름이 공급되고, 상기 유리 필름을 가열하는 가열 롤과,
상기 유리 필름 상에 막을 형성하는 막 형성부를 구비하고,
상기 가열 롤은,
유리 또는 세라믹스로 이루어지고, 회전 가능하게 형성된 통상체와,
상기 통상체의 내부에 배치되어 있고, 상기 통상체를 가열하는 히터와,
상기 통상체와 상기 유리 필름 사이에 상기 유리 필름측의 표층의 경도가 상기 유리 필름의 경도보다 낮은 시트를 공급하는 공급부를 갖는, 성막 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 시트는, 금속으로 이루어지는, 성막 장치. - 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 시트의 열팽창 계수는, 상기 유리 필름의 열팽창 계수의 1 배 ∼ 10 배인, 성막 장치. - 제 7 항에 기재된 성막 장치를 사용하여 유리 필름 상에 막을 형성하는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
열 CVD 법 또는 스퍼터링법에 의해 상기 막을 형성하는, 막 형성 유리 필름의 제조 방법.
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