KR102422431B1 - Vacuum vapor deposition apparatus having friction charging units - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 또는 금속산화물 씨드층으로 전처리된 필름을 대전하여 냉각용 롤로 냉각하면서, 해당 필름에 증착물질을 증착하는 진공증착장치에 관한 것이다. The present invention relates to a vacuum deposition apparatus for depositing a deposition material on a film while charging a film pretreated with a metal or metal oxide seed layer and cooling it with a cooling roll.
일반적으로, 박막 형성의 대표적인 방법으로는 물리적 방식을 이용하는 PVD(Physical Vapor Deposition)방식과 화학적 방식을 이용하는 CVD(Chemical Vapour Deposition)로 분류될 수 있다.In general, a representative method of forming a thin film may be classified into a PVD (Physical Vapor Deposition) method using a physical method and a CVD (Chemical Vapor Deposition) method using a chemical method.
상기 PVD 방식의 박막 형성 방법은 CVD 방식에 비해 작업 조건이 깨끗하고, 진공 상태에서 저항열이나 전자빔, 레이저빔 또는 플라즈마를 이용하여 고체 상태의 물질을 기체 상태로 변환시켜 기판에 직접 증착시키는 박막 형성 방법이다.The PVD method of forming a thin film has cleaner working conditions than the CVD method, and uses resistance heat, electron beam, laser beam, or plasma in a vacuum to convert a solid material into a gaseous state to form a thin film that is directly deposited on a substrate way.
이러한 PVD 방식의 박막 형성 방법은 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 박막 형성방법으로 분류될 수 있다.The PVD thin film forming method may be classified into a thin film forming method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method.
특히, 필름 형상의 종이나 플라스틱 등으로 이루어지는 소재 필름에 대하여, 가스 배리어성이나 방습성을 갖게 하도록 진공 중에서 금속 또는 무기산화물 등의 증착층을 소재 필름 표면에 형성 가능한 진공증착법을 이용한 진공증착장치가 공정이 단순하고 증착 속도가 빨라 식품, 의약품, 및 정밀 전자부품 등의 포장에 사용되는 포장 재료 생산을 위해 사용되고 있다.In particular, a vacuum deposition apparatus using a vacuum deposition method capable of forming a metal or inorganic oxide deposition layer on the surface of a material film in a vacuum to have gas barrier properties or moisture-proof properties for a material film made of film-shaped paper or plastic is a process This simple and fast deposition rate is used for the production of packaging materials used for packaging food, pharmaceuticals, and precision electronic components.
그 중 권출롤에서 연속적으로 풀어낸 길이가 긴 필름에 대해서 증발원으로부터의 증발물질을 증착시키고, 증착 후의 필름을 권취롤로 권취하는 방식의 권취식 진공증착장치가 널리 사용되고 있다.Among them, a winding-up vacuum deposition apparatus in which an evaporation material from an evaporation source is deposited on a long film continuously unwound by an unwinding roll, and the film after deposition is wound by a take-up roll is widely used.
이러한 진공증착장치는 펌프를 사용하여 높은 진공상태로 유지되는 챔버안에 증착되는 기재가 지나가는 코팅롤과 그 아래쪽에 증착되는 재료인 증발원(소스)이 위치한다. 고진공상태에서 소스를 가열하면 증발된 기체상태의 소스 입자가 기재가 있는 위쪽으로 직선운동을 하며 날아간다. 이렇게 증발된 기체 원자 및 분자는 상대적으로 온도가 낮은 기판 표면에서 응축되어 증착박막을 형성한다. 이 과정에서 성막실 내 증발 중으로 산소 등의 반응성 가스를 넣음으로써 비교적 용이하게 산화물 박막 등을 성막 할 수 있어 반응성 증착으로 불리기도 한다. 이 때 증발법은 소스의 가열 방식에 따라 두 가지로 나뉘며 열 증발법(열 증착기)과 전자빔 증발법(전자빔 증착기)이 있다.In such a vacuum deposition apparatus, a coating roll through which a substrate to be deposited passes in a chamber maintained in a high vacuum using a pump and an evaporation source (source), which is a material to be deposited, are located below it. When the source is heated in a high vacuum, the source particles in the vaporized state move in a straight line to the top of the substrate. The vaporized gas atoms and molecules are condensed on the surface of the substrate at a relatively low temperature to form a deposited thin film. In this process, an oxide thin film or the like can be formed relatively easily by introducing a reactive gas such as oxygen during evaporation in the film formation chamber, so it is also called reactive deposition. At this time, the evaporation method is divided into two types according to the heating method of the source, and there is a thermal evaporation method (thermal evaporator) and an electron beam evaporation method (electron beam evaporator).
상기 열 증발법은 전기를 증발하고자 하는 물질을 얹은 보트에 흐르게 하여 이 보트에서 발생하는 저항열을 이용하여 소스를 가열하여 증착이 이루어지도록 하는 방식이며, 상기 전자빔 증발법은 진공상태에서 필라멘트에서 나오는 전자빔을 증발의 에너지원으로 사용하여 가속된 전자빔을 소스로 입사시켜 전기에너지(전자)가 열에너지로 전환되면서 소스의 증발에 의해 증착이 이루어지도록 하는 방식이다. The thermal evaporation method is a method in which electricity flows to a boat on which a material to be evaporated is placed, and the source is heated using the resistance heat generated in the boat so that the deposition is performed. This is a method in which an electron beam is used as an energy source for evaporation, and an accelerated electron beam is incident on a source to convert electrical energy (electrons) into thermal energy so that deposition is performed by evaporation of the source.
전자빔 증발법을 사용하면 고에너지원을 사용하는바 높은 증착 속도로 생성 할 수 있어 기재에 대한 밀착력이 증가된 고밀도 필름 코팅을 생성 할 수 있다. 하지만, 전자빔이 증발 재료에 조사되는 것에 의해 반사 전자가 발생하고 이러한 반사 전자(산란전자 및 반도전자 등)가 기재에 도달한 경우, 기재의 온도를 상승시켜, 막질 등에 문제가 생길 가능성이 있다. 또한 생성되는 박막이 금속산화물이면 유전체가 되기 위해 반사 전자를 축적해 버려 합지(라미네이트), 인쇄 등의 후가공 공정에서의 문제를 발생시킨다. By using the electron beam evaporation method, it is possible to create a high-density film coating with increased adhesion to the substrate because it can be produced at a high deposition rate using a high energy source. However, when reflected electrons are generated by irradiating an electron beam to the evaporation material and these reflected electrons (scattered electrons and semiconducting electrons, etc.) reach the substrate, the temperature of the substrate is raised, and there is a possibility that a problem may occur in the film quality and the like. In addition, if the thin film produced is a metal oxide, it accumulates reflected electrons to become a dielectric, causing problems in post-processing processes such as lamination and printing.
그래서, 특허문헌 1(일본 등록특허 제4225051호)에서는 전자빔증발법에 의한 진공증착장치에서 반사전자에 의한 필름기재의 대전을 제거하기 위해 기재가 성막롤에서 떨어지는 부분을 향해 기체를 분사하여 기재에 발생한 정전기를 제거하려 한다. 또한, 특허문헌 2(대한민국 공개특허 제10-2016-86857호)에서는 전자빔증발법에 의한 진공증착장치에서 자기 회로부를 형성하여 반사전자가 자성판을 향해 편향되도록 하여 기재에 도달하지 않게 방지한다. 그 외 반사전자에 의한 정전기를 제거하기 위한 방법이 다수 공지되어 있다.Therefore, in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 4225051), in order to remove the charging of the film substrate by reflection electrons in the vacuum deposition apparatus by the electron beam evaporation method, the substrate is sprayed with a gas toward the portion falling from the film forming roll to the substrate. Try to remove the generated static electricity. In addition, in Patent Document 2 (Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-86857), a magnetic circuit is formed in a vacuum deposition apparatus by electron beam evaporation to deflect reflected electrons toward the magnetic plate, thereby preventing them from reaching the substrate. A number of other methods for removing static electricity due to reflection electrons are known.
한편, 상기 두 가지 종류의 진공증착장치에 있어서는 증착시에 있어 필름의 열변형을 방지하기 위해서, 필름을 냉각용 캔 롤러 원주면에 밀착시켜 냉각하면서 성막(막 형성)처리를 실시하도록 하고 있다. 따라서, 냉각용 캔 롤러에 대한 필름의 밀착작용을 얼마나 확보할지가 중요한 문제로 되고 있다.On the other hand, in the above two types of vacuum deposition apparatus, in order to prevent thermal deformation of the film during deposition, the film is brought into close contact with the circumferential surface of the cooling can roller to perform film formation (film formation) while cooling. Therefore, it is an important issue how to ensure the adhesion of the film to the cooling can roller.
또한, 증착시에 기재와 성막간의 밀착력을 보다 향상하기 위한 방법에 대해서 중요한 문제로 되고 있다. Moreover, it has become an important problem with respect to the method for further improving the adhesive force between a base material and film-forming at the time of vapor deposition.
필름의 열변형 방지와 관련하여 이를 해결하기 위해 특허문헌 3(일본 공개특허 제1990-247383호)에는 증착공정 전에 필름을 미리 전자빔조사에의해 대전하거나 박막이 도전성일 경우 코팅롤과 필름간의 전위차를 부여하여 정전인력에 의해 필름이 냉각용 롤에 밀착하여 열부하를 효과적으로 제열할 수 있는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4(일본 공개특허 제2005-76120호)에는 조사되는 전자빔의 종류를 더욱 한정하여 할로우 캐소드(Hollow Cathode) 방전에 의해 발생 되어 -5.0 kV 보다 높은 전압으로 가속되는 한종류 이상의 하전 입자로 필름을 대전시키는 방법에 대해서 개시되어 있다.In order to solve this problem in relation to the prevention of thermal deformation of the film, Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1990-247383) discloses that the film is charged by electron beam irradiation in advance before the deposition process, or when the thin film is conductive, the potential difference between the coating roll and the film is Disclosed is a method in which the film can be brought into close contact with the cooling roll by electrostatic force to effectively remove the heat load. In addition, Patent Document 4 (Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-76120) further limits the type of the irradiated electron beam, so that one or more kinds of charged particles generated by hollow cathode discharge and accelerated to a voltage higher than -5.0 kV A method for charging a raw film is disclosed.
그러나, 상기 전위차 부여방식은 적절한 인가전압을 조절하는 것이 쉽지 않아 필름에 과도한 인가전압이 걸리면 필름이 손상되는 문제가 발생할 수 있다. 전자빔 사용방식 역시 전자를 가속하여 전자가 필름내부에 박히도록 하는바 제전처리를 하지 않으면 후가공 공정시 문제가 될 수 있다. 또한, 필름이 강하게 대전되면 냉각용 롤과 필름간의 정전인력에 의해 주행속도를 높이는 것이 어려울 수 있다.However, since it is not easy to control an appropriate applied voltage in the potential difference application method, if an excessive applied voltage is applied to the film, a problem in which the film is damaged may occur. The electron beam method also accelerates the electrons so that the electrons are embedded in the film. In addition, if the film is strongly charged, it may be difficult to increase the running speed due to the electrostatic force between the cooling roll and the film.
한편, 기재와 성막간의 밀착력을 개선하기 위해서 특허문헌 5(일본 등록특허 제5298656호)에서는 스퍼터링법에 의한 박막형성시 기재필름 상에 표면처리와 동시에 0.5nm ~ 5.0nm 금속산화물 앵커코트층을 형성하여 밀착성을 개선하는 내용이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 6(일본 공개특허 제2018-192693호)에서도 기재상에 전처리층으로 알루미늄, 실리콘, 구리, 철, 니오브, 티타늄으로 선택되는 1개 또는 복수의 합금 또는 이들의 산화물을 0.01nm 이상 10nm이하로 적층하면 밀착성이 개선된다는 내용이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 얇은막형태의 금속 또는 그 산화물층을 기재에 전처리층으로 설치한 경우에는 성막시 기재와 성막간의 밀착력은 소폭 개선되나 냉각용 롤에 의한 필름의 제열효과가 성막면까지 직접 전달되기 어렵고 조밀한 박막 형성을 통한 배리어성의 향상은 기대하기 어려운 문제가 있다.On the other hand, in Patent Document 5 (Japanese Patent No. 5298656) in order to improve the adhesion between the substrate and the film, a 0.5 nm ~ 5.0 nm metal oxide anchor coat layer is formed at the same time as the surface treatment on the substrate film when the thin film is formed by sputtering. To improve the adhesion is disclosed. In addition, in Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-192693), one or a plurality of alloys or oxides thereof selected from aluminum, silicon, copper, iron, niobium, and titanium as a pretreatment layer on the substrate is applied to 0.01 nm or more and 10 nm It is disclosed that adhesion is improved when laminated below. However, when such a thin metal or its oxide layer is installed on the substrate as a pretreatment layer, the adhesion between the substrate and the film is slightly improved during film formation, but the heat removal effect of the film by the cooling roll is difficult to be transmitted directly to the film formation surface. There is a problem in that it is difficult to expect improvement in barrier properties through the formation of a dense thin film.
이에, 증착 전 필름을 미리 대전시 고에너지의 전자빔을 사용하지 않고도 필름을 대면적으로 균일하게 대전시키기 위한 방법이 필요한 실정이며 성막시 가스배리어성을 개선하면서 동시에 기재와 성막간의 밀착력을 향상시키는 방법이 필요한 실정이다.Accordingly, there is a need for a method for uniformly charging a film over a large area without using a high-energy electron beam when charging the film prior to deposition. it is necessary.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 필름 상에 금속 또는 이의 산화물로 금속씨드 전처리층을 형성한 후 입측 가이드롤의 외주면을 감싸는 밴드형으로 구성된 대전수단으로 상기 전처리층을 대전처리를 하여 전자빔을 사용하지 않고도 필름을 대면적으로 균일하게 대전시킬 수 있으며 진공증착시 냉각용 롤과 밀착성이 향상되고 금속씨드층 성막면에 형성된 정전흡착계면에서 증발하는 금속과 정전인력이 발생하여 배리어성이 더욱 향상된 증착필름을 얻을 수 있는 진공증착장치를 제공함을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention forms a metal seed pretreatment layer with a metal or an oxide thereof on a film, and then charges the pretreatment layer with a charging means configured in a band shape surrounding the outer circumferential surface of the inlet guide roll. The film can be uniformly charged over a large area without the use of an electron beam, and the adhesion with the cooling roll is improved during vacuum deposition, and the metal and electrostatic attraction that evaporates at the electrostatic adsorption interface formed on the metal seed layer film formation surface are generated, resulting in barrier properties. An object of the present invention is to provide a vacuum deposition apparatus capable of obtaining a further improved deposition film.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.The problems to be solved in the present invention are not limited to the above technical problems, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the following description.
본 발명은 진공 중에서 권출롤로부터 풀어낸 필름을 인라인플라즈마처리기에서 전처리 후 도출된 필름표면의 전처리층을 입측 가이드롤로 누르면서 성막부로 도입하고, 이 성막부 내에서 증착층을 필름표면에 형성하고, 상기 성막부로부터 도출된 증착필름을 권취롤에 감기게 하는 진공증착장치로서, 상기 인라인플라즈마처리기는 필름을 금속타겟으로 스퍼터링하는 스퍼터장치를 구비하고; 상기 입측 가이드롤은 상기 전처리층을 대전시키는 대전성 섬유로 직조된 대전수단을 구비하고; 상기 대전수단은 상기 입측 가이드롤의 외주면을 감싸는 밴드형으로 구성되고; 상기 성막부는 별개의 진공챔버내에 위치하며 상기 입측 가이드롤로부터 보내진 필름을 밀착하여 해당 필름을 냉각하는 냉각용 롤과, 이 냉각용 롤에 대향 배치되고 상기 필름에 증착되는 재료가 증발되는 용기와 이 용기를 가열하는 가열수단과, 상기 용기에 증착되는 재료를 공급하는 재료공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.The present invention introduces the film unwound from the unwinding roll in vacuum into the film forming unit while pressing the pretreatment layer on the surface of the film derived after pretreatment in the inline plasma treatment machine with the entrance guide roll, and forming the deposition layer on the film surface in the film forming unit, A vacuum deposition apparatus for winding a deposition film derived from a film forming unit on a winding roll, wherein the inline plasma processor includes a sputtering device for sputtering the film with a metal target; The entrance guide roll includes a charging means woven with an electrifying fiber for charging the pretreatment layer; The charging means is configured in a band shape surrounding the outer circumferential surface of the entrance guide roll; The film forming part is located in a separate vacuum chamber and includes a cooling roll for cooling the film by closely adhering the film sent from the entrance guide roll, a container disposed opposite the cooling roll and evaporating the material deposited on the film; Disclosed is a vacuum deposition apparatus comprising: a heating means for heating a container; and a material supply part for supplying a material to be deposited on the container.
또한, 가열수단이 전자빔인 경우 별도의 반사전자 차단장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, when the heating means is an electron beam, there is disclosed a vacuum deposition apparatus comprising a separate reflection electron blocking device.
또한, 상기 가열수단이 소스 용기 내부에서 발생하는 저항열인 것을 특징으로하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the heating means discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the resistance heat generated inside the source container.
또한, 상기 대전수단은 필름의 이동에 따라 입측가이드롤과 동조하여 회전하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the charging means discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the rotation in synchronization with the entrance guide roll according to the movement of the film.
또한, 상기 대전수단은 하전입자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the charging means discloses a vacuum deposition apparatus characterized in that it contains charged particles.
또한, 상기 대전수단은 망상구조로 직조된 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the charging means discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that woven in a network structure.
또한, 상기 인라인플라즈마처리기는 필름표면에 플라즈마처리도 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the in-line plasma treatment machine discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the plasma treatment is also performed on the film surface at the same time.
또한, 상기 입측가이드롤은 지름이 동일하거나 상이한 2개 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the entrance guide roll discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that composed of two or more having the same or different diameter.
또한, 상기 입측가이드롤은 필름에 일정한 압력을 가할 수 있는 닙롤과 한 쌍을 이루는 형태인 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the entrance guide roll discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the form forming a pair with a nip roll capable of applying a constant pressure to the film.
본 발명은 진공 중에서 권출롤로부터 풀어낸 필름을 인라인플라즈마처리기에서 전처리 후 도출된 필름표면의 전처리층을 입측 가이드롤로 누르면서 성막부로 도입하고, 이 성막부 내에서 증착층을 필름표면에 형성하고, 상기 성막부로부터 도출된 증착필름을 권취롤에 감기게 하는 진공증착장치로서, 상기 인라인플라즈마처리기는 필름을 금속타겟으로 스퍼터링하는 스퍼터장치를 구비하고; 상기 입측 가이드롤은 상기 전처리층을 대전시키는 대전성 섬유로 직조된 대전수단을 구비하고; 상기 대전수단은 상기 입측 가이드롤의 외주면을 감싸는 밴드형으로 구성되고; 상기 성막부는 별개의 진공챔버내에 위치하며 상기 입측 가이드롤로부터 보내진 필름을 밀착하여 해당 필름을 냉각하는 냉각용 롤과, 이 냉각용 롤에 대향 배치되고 상기 필름에 증착되는 재료가 증발되는 용기와 이 용기를 가열하는 가열수단과, 상기 용기에 증착되는 재료를 공급하는 재료공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.The present invention introduces the film unwound from the unwinding roll in vacuum into the film forming unit while pressing the pretreatment layer on the surface of the film derived after pretreatment in the inline plasma treatment machine with the entrance guide roll, and forming the deposition layer on the film surface in the film forming unit, A vacuum deposition apparatus for winding a deposition film derived from a film forming unit on a winding roll, wherein the inline plasma processor includes a sputtering device for sputtering the film with a metal target; The entrance guide roll includes a charging means woven with an electrifying fiber for charging the pretreatment layer; The charging means is configured in a band shape surrounding the outer circumferential surface of the entrance guide roll; The film forming part is located in a separate vacuum chamber and includes a cooling roll for cooling the film by closely adhering the film sent from the entrance guide roll, a container disposed opposite the cooling roll and evaporating the material deposited on the film; Disclosed is a vacuum deposition apparatus comprising: a heating means for heating a container; and a material supply part for supplying a material to be deposited on the container.
또한, 가열수단이 전자빔인 경우 별도의 반사전자 차단장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, when the heating means is an electron beam, there is disclosed a vacuum deposition apparatus comprising a separate reflection electron blocking device.
또한, 상기 가열수단이 소스 용기 내부에서 발생하는 저항열인 것을 특징으로하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the heating means discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the resistance heat generated inside the source container.
또한, 상기 대전수단은 필름의 이동에 따라 입측가이드롤과 동조하여 회전하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the charging means discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the rotation in synchronization with the entrance guide roll according to the movement of the film.
또한, 상기 대전수단은 하전입자를 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the charging means discloses a vacuum deposition apparatus characterized in that it contains charged particles.
또한, 상기 대전수단은 망상구조로 직조된 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the charging means discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that woven in a network structure.
또한, 상기 인라인플라즈마처리기는 필름표면에 플라즈마처리도 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the in-line plasma treatment machine discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the plasma treatment is also performed on the film surface at the same time.
또한, 상기 입측가이드롤은 지름이 동일하거나 상이한 2개 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the entrance guide roll discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that composed of two or more having the same or different diameter.
또한, 상기 입측가이드롤은 필름에 일정한 압력을 가할 수 있는 닙롤과 한 쌍을 이루는 형태인 것을 특징으로 하는 진공증착장치를 개시한다.In addition, the entrance guide roll discloses a vacuum deposition apparatus, characterized in that the form forming a pair with a nip roll capable of applying a constant pressure to the film.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 마찰대전수단을 구비한 진공증착장치의 요부 개략구성도이다.
도 2는 본 발명의 제일실시형태에 의한 대전수단이 구비된 입측 가이드롤의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 대전수단이 구비된 입측 가이드롤의 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 대전수단이 구비된 입측 가이드롤의 구성 변형예를 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 제이실시형태에 의한 대전수단이 구비된 입측 가이드롤의 구성도이다.
도 6는 본 발명의 제삼실시형태에 의한 대전수단이 구비된 입측 가이드롤의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 냉각용 롤의 작용을 설명하는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 증착재료의 증발로 성막이 형성되는 과정을 설명하는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 가스 배리어성 필름의 실시형태의 일례를 나타내는 단면 설명도이다.1 is a schematic configuration diagram of a main part of a vacuum deposition apparatus having a triboelectric charging means according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view of the entrance side guide roll provided with the charging means according to the first embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of the entrance guide roll provided with the charging means shown in FIG.
4 is a view showing a configuration modification of the entrance guide roll provided with the charging means shown in FIG.
5 is a block diagram of the entrance guide roll provided with the charging means according to the second embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of the entrance guide roll provided with the charging means according to the third embodiment of the present invention.
It is a schematic diagram explaining the effect|action of the roll for cooling of this invention.
8 is a schematic diagram illustrating a process in which a film is formed by evaporation of the deposition material of the present invention.
It is a cross-sectional explanatory drawing which shows an example of embodiment of the gas barrier film of this invention.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상에 근거하여 여러 가지의 변형이 가능하다. Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the examples. Various modifications are possible based on the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 진공증착장치(10)의 개략구성도이다. 본 실시형태의 진공증착장치(10)는 진공챔버(11)와, 필름(12)의 권출롤(13)와, 냉각용 롤(14)와, 권취롤(15)와, 입측 가이드롤(16a, 16b), 성막부(18)을 구비하고 있다.1 is a schematic configuration diagram of a
진공챔버(11)는 배관접속부(11a, 11b)를 통하여 도시하지 않는 진공펌프 등의 진공배기계에 접속되어 그 내부가 소정의 진공도로 감압 배기되어 있다. 진공챔버(11)의 내부공간은 칸막이판(11c)에 의해, 권출롤(13), 권취롤(15) 등이 배치되는 방(室)과 성막(50)이 이루어지는 성막부(18)로 나누어지고 있다.The
필름(12)은 소정폭으로 재단된 긴 길이의 플라스틱 필름으로 되어, 본 실시형태에서는 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)필름이 이용되고 있다. 또, 이것 이외에도 폴리올레핀계(폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리에스테르계(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등), 폴리아미드계(나일론-6, 나일론-66 등), 폴리스티렌, 폴리페닐렌설파이드, 에틸렌비닐알코올, 폴리염화비닐, 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리에테르설폰, 아크릴, 셀룰로오스계(트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 등) 등의 플라스틱 필름이나 종이시트 등이 적용 가능하다. 필름의 두께는 20㎛ ~ 500㎛ 가 바람직하다.The
필름(12)은 권출롤(13)에서 연속적으로 계속 내보내져 복수의 입측 가이드롤(16a,16b), 냉각용 롤(14), 보조롤(21) 및 복수의 출측 가이드롤(20a, 20b, 20c, 20d)를 통해 권취롤(15)에 감기게 되어 있다. 권출롤(13) 및 권취롤(15)에는 도시하지 않아도 각각 회전구동부가 설치되어 있다.The
냉각용 롤(14)은 통상적으로 철 등의 금속제로 되어 내부에는 냉각매체 순환계 등의 냉각기구나, 냉각용 롤(14)을 회전구동시키는 회전구동기구 등이 구비되어 있으며 접지전위로서 작용한다.The
냉각용 롤(14) 주변 모퉁이에서 필름(12)이 감겨지며 냉각용 롤(14)에 감겨 밀착된 필름(12)은 그 외면측의 성막면이 증착재료(27)로 성막(50)됨과 동시에 냉각용 롤(14)에 의해 냉각된다. 성막(50)이 이루어지는 성막부(18)는 상기 필름(12)에 증착되는 재료가 증발되는 증발용기(19)와 이 용기(19) 내 수용되어 있는 재료를 저항가열, 유도가열, 전자빔 가열 등의 공지수법으로 가열 증발하는 가열기구와, 상기 용기(19)에 증착되는 재료를 공급하는 재료공급부를 구비하고 있다. 이 증발용기(19)는 냉각용 롤(14) 아래쪽에 배치되어 증착재료(27)의 증기를 대향하는 냉각용 롤(14) 위의 필름(12)상에 부착시켜 피막을 형성시킨다.The
증착재료(27)로서는, Al, Co, Cu, Ni, Ti, Si 등의 금속원소 단일체 외에, Al-Zn, Cu-Zn, Fe-Co 등의 2종 이상의 금속 혹은 다원계합금이 적용되고, 증발용기(19)도 1개로 한정되지 않고 복수 설치되어도 좋다. As the
본 실시형태의 진공증착장치(10)는 더욱이 인라인플라즈마처리기(17), 대전수단(22a, 22b) 및 별개의 성막부 진공챔버(11c)를 구비하고 있다.The
인라인플라즈마처리기(17)는 필름(12)을 금속타겟으로 스퍼터링하여 금속씨드 전처리층(30)을 형성하기 위한 것이며, 권출롤(13)과 입측 가이드롤(16a, 16b) 사이에 설치되어 있다. The in-
필름(12)은 인라인플라즈마처리기(17)를 지나며 금속씨드 전처리층(30)을 형성하여 금속 또는 금속산화물로 전처리된다. The
이 경우 금속타겟(캐소드타겟)으로, Al, Si, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Sn, La, Pt, Au 등의 금속원소 단일체외에, Al-Zn, Cu-Zn, Fe-Co, Fe-Cr 등의 2종 이상의 금속 혹은 Fe-Cr-Ni, Fe-Cr-Mn, Cu-Ni-Zn 등의 다원계합금을 사용할 수 있다. 금속타겟에 MF 파워 서플라이, RF 파워 서플라이 등의 파워를 인가시켜 금속 또는 금속산화물의 씨드를 형성한다. 본 발명에 따른 전처리 즉 금속 또는 금속산화물의 씨드 형성 방법은 다음과 같은 순서로 진행이 된다.In this case, as a metal target (cathode target), in addition to single metal elements such as Al, Si, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ru, Rh, Pd, Ag, Sn, La, Pt, Au, etc. Two or more types of metals such as Al-Zn, Cu-Zn, Fe-Co, and Fe-Cr, or multi-component alloys such as Fe-Cr-Ni, Fe-Cr-Mn, and Cu-Ni-Zn can be used. A metal or metal oxide seed is formed by applying a power such as an MF power supply or an RF power supply to the metal target. The pretreatment according to the present invention, that is, the method for forming a seed of a metal or metal oxide, proceeds in the following order.
제 1 단계는 전극 형성이 가능한 캐소드에 씨드 층으로 형성하려는 금속타겟을 설치한다.In the first step, a metal target to be formed as a seed layer is installed on a cathode capable of forming an electrode.
제 2 단계는 설치된 금속타겟에 MF 파워 또는 RF 파워를 인가시킨다.In the second step, MF power or RF power is applied to the installed metal target.
제 3 단계는 가스를 캐소드에 주입시킨다. 아르곤 가스, 산소 가스, 질소 가스 등으로 이루어진 혼합 가스가 주입된다. 가스의 농도는 200sccm 이상부터 2,000sccm 이하의 범위를 갖는다. The third step injects gas into the cathode. A mixed gas composed of argon gas, oxygen gas, nitrogen gas, or the like is injected. The concentration of the gas ranges from 200 sccm or more to 2,000 sccm or less.
제 4 단계는 주입된 가스가 파워에 의해 이온화되며, 혼합 가스는 파워에 의해 Ar+와 02 +로 플라즈마 상태의 이온이 된다. Ar+ 이온에 의해 금속타겟에서 금속 물질이 스퍼터링이 된다. In the fourth step, the injected gas is ionized by power, and the mixed gas becomes ions in a plasma state with Ar + and 0 2 + by the power. The metal material is sputtered on the metal target by Ar + ions.
제 5 단계는 선택적으로 산소가스를 주입한 경우 스퍼터링된 금속이 산소와 결합하여 금속산화물 형태로 기재 표면에 형성된다.In the fifth step, when oxygen gas is selectively injected, the sputtered metal is combined with oxygen to form a metal oxide on the surface of the substrate.
또한, 섬 형태로 부분적으로 증착이 이루어지는 것보다는 평균 막 두께가 0.01 nm이상 10 nm이하의 막형태로 전처리층(30)이 형성되는 것이 추후 하전입자의 이동에 의해 전하밀도를 균일하게 형성하는데 보다 바람직하다.In addition, rather than partial deposition in the form of an island, the formation of the
또한, 인라인플라즈마처리기(17)는 O2, Ar, N2 가스 등을 주입하여 플라즈마를 형성하는바 필름표면에 플라즈마처리도 동시에 수행하며 이를 통해 필름표면의 이물질 제거의 물리적효과 및 새로운 결합을 형성하여 접착력향상의 화학적 효과까지 기대할 수 있다.In addition, the in-line
대전수단(22a, 22b)은 이 금속씨드 전처리층(30)을 대전시키기 위한 것이며, 대전성 섬유로 직조되며 입측 가이드롤(16a, 16b)의 외주면을 감싸는 밴드형으로 구성된다. 따라서 착탈이 간편하여 쉽게 교체하여 사용할 수 있다.The charging means 22a and 22b are for charging the metal
대전성 섬유는 폴리에스테르섬유, 폴리아미드섬유, 폴리아크릴섬유, 폴리올레핀섬유, 폴리이미드 섬유, 폴리아릴에테르케톤 섬유 등의 합성섬유를 주로 사용하며 양모, 견 등의 천연섬유도 사용될 수 있으며 두 가지 이상의 섬유를 편직하여 혼성복합체로 직조하거나 코어-쉘 형태로 직조하여 사용할 수도 있다. 바람직하게는 대전성이 강하며 대전량이 큰 폴리아미드 섬유를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 나일론을 사용할 수 있다.Electrostatic fibers mainly use synthetic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers, polyacrylic fibers, polyolefin fibers, polyimide fibers, and polyaryl ether ketone fibers, and natural fibers such as wool and silk can also be used. The fibers may be knitted and woven into a hybrid composite or may be woven in a core-shell form. Preferably, a polyamide fiber having strong electrification and a large amount of charge may be used, and more preferably, nylon may be used.
또한, 밴드형으로 구성시 신축성을 가져 입측 가이드롤(16a, 16b)과 밀착성이 높은 소재를 사용하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to use a material with high adhesion to the mouth-side guide rolls 16a and 16b due to elasticity when configured in a band shape.
도 2는 본 발명의 제일실시형태에 의한 대전수단(22a, 22b)이 구비된 입측 가이드롤(16a, 16b)의 사시도이며 도 3은 이의 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 필름(12)의 대전과정을 상세히 설명한다.Figure 2 is a perspective view of the input side guide rolls (16a, 16b) provided with the charging means (22a, 22b) according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view thereof. The charging process of the
도2에 도시한 바와 같이 일 실시예로 대전수단(22a, 22b)은 필름(12)의 이동에 따라 입측가이드롤(16a, 16b)과 동조하여 회전할 수 있으며 필름(12)이 이동하는 동안 대전수단(22a, 22b)과의 접촉 및 마찰로 하전입자(charged particle)의 이동에 의한 필름(12)의 대전이 일어난다.As shown in Figure 2, in one embodiment, the charging means (22a, 22b) can rotate in synchronization with the entrance guide rolls (16a, 16b) according to the movement of the film (12), while the film (12) is moving The
또한, 도3에 도시한 바와 같이 필름(12)의 전처리층(30)과 대전수단(22a, 22b)의 접촉면은 필름(12)이 고속으로 주행하면서 발생하는 마찰만으로 쉽게 대전됨으로써 금속씨드 전처리층(30)에 전자를 주고 양(+)으로 대전된다. 이를 통해 금속씨드 전처리층(30)의 정전용량은 더욱 크게 변하게 되며 동시에 전체적으로 음(-)으로 대전된다. In addition, as shown in FIG. 3 , the contact surface of the
본 실시형태에서는 금속씨드 전처리층(30)이 나일론으로 직조된 신축성 섬유의 전자를 흡수하여 음(-)으로 대전된다. 즉, 대전수단(22b)에 함유된 전자는 금속 전처리층(30)과의 접촉 및 마찰에 의해 전기전도도가 더 높은 금속 전처리층(30)으로 이동한다. 이동된 전자는 금속씨드 전처리층(30)에서 자유롭게 이동이 가능하기 때문에 필름면 전체에 균일하게 퍼져 필름면 전체를 균일하게 대전시킬 수 있다.In this embodiment, the metal
이 경우 대전성 섬유로 직조된 대전수단(22a, 22b)은 너무 얇으면 찢어지거나 충분한 대전이 일어나지 않을 수 있는바 100㎛ 이상 두께를 갖는 것이 바람직하다.In this case, the charging means (22a, 22b) woven from the electrifying fiber may be torn or not sufficiently charged if too thin, and preferably has a thickness of 100 µm or more.
또한, 대전수단(22a, 22b)은 필름(12) 한 롤의 증착이 완료되면 탈착하여 새로 하전입자를 충전하여 재사용하거나 새것으로 교체하여 사용한다. In addition, the charging means (22a, 22b) is used when the deposition of one roll of the
이에, 본 발명에 따른 대전수단(22a, 22b)은 하전입자를 더 함유할 수 있고 이를 통해 정전기의 발생을 더욱 강화시킨다. 이 때 하전입자는 주로 전자로 구성되어 있는 것이 바람직하다. Accordingly, the charging means 22a and 22b according to the present invention may further contain charged particles, thereby further enhancing the generation of static electricity. In this case, it is preferable that the charged particles are mainly composed of electrons.
하전입자를 대전수단(22a, 22b)에 공급해주기 위해 대전수단(22a, 22b)을 입측 가이드롤(16a, 16b)에 장착 전 미리 하전입자를 충전하거나 진공증착장치(10) 작동시 하전입자를 조사하여 하전입자를 함유하도록 할 수 있다. In order to supply the charged particles to the charging means (22a, 22b), before the charging means (22a, 22b) is mounted on the inlet guide rolls (16a, 16b), the charged particles are charged in advance or the charged particles are charged when the vacuum deposition device (10) is operated. It can be irradiated to contain charged particles.
하전입자 충전시에는 종래 알려진 방법으로 다양하게 시행할 수 있으며 일 예로 전자빔 또는 할로우 캐소드 방전(Hollow Cathode Discharge:HCD)에 의해 한 종류 이상의 입자를 가속하여 대전수단(22a, 22b)에 조사하는 것에 의해 충전할 수 있다. When charging charged particles, various methods known in the art can be used. For example, by accelerating one or more types of particles by electron beam or hollow cathode discharge (HCD) and irradiating the charging means 22a, 22b. can be recharged
진공증착장치(10)를 작동하면서 하전입자를 조사하기 위해서는 별도의 하전입자방출기가 필요하며 일 예로 입측가이드롤 내부에 하전입자방출기가 구비되어 입측가이드롤에 형성된 슬릿으로부터 하전입자가 방출될 수 있다. 방출된 하전입자를 대전수단(22a, 22b)이 흡수하고 이를 필름(12)에 전이하여 대전시킨다.In order to irradiate the charged particles while operating the
본 발명은 직접적인 전자빔조사기에 의해 필름(12)을 대전시키는 것이 아닌 입측가이드롤의 외주면을 감싸는 대전수단(22a, 22b)을 매개로 하여 접촉에 의한 마찰로 간접적으로 필름(12)을 대전시키는바 1.0kV 내지 10.0kV 정도의 대전전위를 갖게되어 필름(12)의 손상을 방지할 수 있고 과도한 정전기력에 의한 방해가 개선되어 고속주행이 가능하다. 또한, 추가적인 제전유닛에 의해 필름(12)을 제전하지 않아도 성막(50)이 완료된 필름(12)을 공기중으로 노출하여 일정시간 보관하는 것만으로 제전효과를 얻을 수 있어 후가공 공정에서의 문제가 발생하지 않는다.The present invention does not directly charge the
한편, 대전수단(22a, 22b)의 변형예로서 도 4에 도시한 바와 같이 망상구조로 직조되어 수많은 미세구멍이 형성되어 있을 수 있다. 이 미세구멍을 통해 분진등의 흡착이 일어날 수 있고 기체방출구로 작용하여 필름(12)이 입측 가이드롤(16a, 16b)을 누르면서 고속주행시 적정압력을 유지할 수 있도록 할 수 있다.On the other hand, as a modification of the charging means (22a, 22b), as shown in FIG. 4, may be woven in a network structure to form numerous micropores. Adsorption of dust and the like can occur through these micropores and act as a gas outlet, so that the
도 5는 본 발명의 제이실시형태에 의한 대전수단(22a, 22b, 22c, 22d, 22e)이 구비된 입측 가이드롤(16a, 16b)의 구성도이다. 도 5에 도시한 바와 같이 입측가이드롤은 지름이 동일하거나 상이한 2개 이상으로 구성될 수 있다. 지름이 큰 입측가이드롤(22d)에 의해서 접촉면적이 더 넓어질 수 있으며 다수개의 입측가이드롤을 설치하여 대전시간을 더 오래 확보 할 수 있다.5 is a configuration diagram of the entrance guide rolls 16a and 16b provided with the charging means 22a, 22b, 22c, 22d, and 22e according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5 , the entrance guide roll may be composed of two or more having the same or different diameters. The contact area can be widened by the
도 6은 본 발명의 제삼실시형태에 의한 대전수단(22a, 22b)이 구비된 입측 가이드롤(16a, 16b)과 대전수단(22f, 22g)이 구비된 닙롤(23a, 23b)의 구성도이다. 도 6에 도시한 바와 같이 입측가이드롤은 필름(12)에 일정한 압력을 가할 수 있는 닙롤(23a, 23b)과 한 쌍을 이루는 형태일 수 있다. 필름(12)이 권출롤(13)에서 권취롤로 감기면서 고속주행시 일정한 장력에 의해 필름(12)은 팽팽한 상태를 유지한다. 필름(12)이 입측 가이드롤(16a, 16b) 보다 하부에 위치한 냉각용 롤(14)쪽으로 감기면서 필름표면의 전처리층(30)은 입측 가이드롤(16a, 16b)을 누르면서 성막부(18)로 도입된다. 이 때 누르는 압력이 더 쎄지면 접촉 및 마찰에 의한 대전력은 향상된다. 이 때, 입측 가이드롤(16a, 16b)이 필름(12)의 아래쪽에 위치한 구성에서 대응하는 위치로 필름(12)의 위쪽에 닙롤(23a, 23b)을 한 쌍을 이루도록 설치하면 닙롤(23a, 23b)과의 압력조절에 의해 대전력을 더욱 향상시킬 수 있다. Figure 6 is a configuration diagram of the nip rolls (23a, 23b) provided with the charging means (22a, 22b) provided with the inlet guide rolls (16a, 16b) and the charging means (22f, 22g) according to the third embodiment of the present invention (23a, 23b) . As shown in FIG. 6 , the entrance guide roll may be in the form of forming a pair with the nip rolls 23a and 23b that can apply a constant pressure to the
소정의 진공도로 감압된 별개의 성막부 진공챔버(11c) 내에서는 증착공정이 일어난다. 별개의 성막부 진공챔버(11c)는 전처리 및 대전이 실시되는 방과 구분하여 진공배기를 각각 독립하여 실시하게 하고 이를 통해 성막부(18)의 압력을 10-3 ~ 10-6mbar 범위의 진공으로 낮추어 증발에 의한 입자의 직선운동을 기본 동력으로하여 필름(12)의 전처리층(30) 성막면에 형성된 정전기적 인력에 의한 금속입자(28)가 부착할 수 있는 최적의 환경을 만들어 낸다.The deposition process takes place in the separate film-forming
성막부(18)에서 이루어지는 재료의 가열방법은 가열수단이 전자빔인 경우 별도의 반사전자 차단장치를 구비하는 것이 바람직하다. 더 나아가서 가열수단이 증발용기(19) 내부에서 발생하는 저항열인 것이 증착재료(27)가 기체원자 상태로 증발시 이온화되지 않아 증발재료인 금속과 전처리층(30)과의 정전기적인력에 의한 부착효과가 작용하기에 더 적합하다. 다만, 전자빔 증착법에서는 플라즈마 효과에 의해 더욱 조밀한 증착이 가능하다.The method of heating the material made in the
도 7은 본 발명의 냉각용 롤(14)의 작용을 설명하는 모식도이다. 도 8은 본 발명의 증착재료(27)의 증발로 성막(50)이 형성되는 과정을 설명하는 모식도이다. 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 진공증착장치(10)의 성막부(18)에서의 증착공정시 정전기력의 작용과정을 상세히 설명한다.7 : is a schematic diagram explaining the action of the
도 7에 도시한 바와 같이 필름표면의 전처리층(30)을 입측 가이드롤(16b)로 누르면서 대전수단(22b)와 접촉시키면 대전수단(22b)는 필름(12)이 고속으로 주행하면서 발생하는 마찰만으로 쉽게 대전됨으로써 금속씨드 전처리층(30)에 전자를 주게 된다. 금속씨드 전처리층(30)이 형성되지 않은 필름(12)을 이용해 대전성 섬유로 직조된 대전수단(22b)으로 대전시키면 필름(12)과 대전성 섬유의 종류에 따라 대전열이 달라지고 필름(12)의 대전극성이 달라진다. 또한, 전자의 이동이 자유롭지 못하기 때문에 대전은 필름표면에서 부분적인 섬형태로 일어나고 균일한 대전처리가 되지 못한다. 반면에 필름표면에 금속씨드 전처리층(30)이 형성되면 전자의 이동이 일어나고 이동된 전자가 필름표면 전체에 균일하게 퍼져 균일한 대전처리가 가능하다. As shown in FIG. 7, when the
도 7의 냉각용 롤 입측 필름단면부(24) 확대도를 참고하면, 음(-)으로 대전된 금속씨드 전처리층(30)과 맞닿아 있는 유전체인 필름(12)은 분극하여 전처리층(30) 접촉면은 양(+)전하를 냉각용 롤(14) 접촉면은 음(-)전하를 띠게 된다.Referring to the enlarged view of the cooling roll
도 7의 냉각용 롤 밀착 필름단면부(25) 확대도를 참고하면, 냉각용롤은 금속제로 되어 접지되어 있으며 냉각용 롤(14)의 전자 일부는 접지전위를 통해 빠져 나가고 냉각용 롤(14) 표면은 양(+)전하를 갖게 된다. 따라서 분극된 필름(12)의 음(-)전하를 갖는 냉각용 롤(14) 접촉면과 정전기적 인력에 의해 밀착할 수 있다. 이를 통해 냉각용 롤(14)로 감길 때 필름(12) 전체가 밀착하여 주름의 발생이 일어나지 않으면서 증착공정에 있어서 필름(12) 전면에 걸쳐서 안정된 냉각작용이 확보되어 필름(12)의 열변형을 방지할 수 있고 우수한 가스배리어성을 확보할 수 있다.Referring to the enlarged view of the cooling roll
필름(12)과 냉각용 롤(14)의 밀착이 강하게 이루어지면 필름(12) 내부의 전자 역시 접지전위를 통해 빠져 나갈 수 있고 유전체인 필름(12)은 더욱 강하게 분극하여 전처리층(30) 접촉면은 양(+)전하를 더욱 강하게 띠게 된다. 이로 인해 금속씨드 전처리층(30)도 필름(12)와 맞닿아 있는 접촉면은 필름(12)와 다른 음(-)전하로 유도되며 성막면쪽은 양(+)전하로 유도된다.When the
도 8에 도시한 바와 같이 성막(50)이 이루어지는 필름(12)의 최외면은 (+)로 대전되어 있고 알루미늄(Al)과 같은 금속을 증착재료(27)로 증착시 증발된 금속입자(28)는 기체원자 또는 분자 상태로 직선으로 상승해 움직이는바 최외각의 전자(-)와 정전기적인 흡착력이 생겨 보다 쉽게 부착된다. 금속씨드와 증발된 금속입자(28)는 서로 계면에서 공존하면서 금속입자(28)의 응축이 일어나는바 더 단단하게 결합된다. 금속씨드 전처리층(30)과 성막(50) 사이의 정전흡착계면(40) 형성을 통해 밀착력이 우수한 가스배리어적층체(100)의 제조가 가능하다. 이 과정에서 성막실 내 증발 중으로 산소 등의 반응성 가스를 넣어 산화물 박막을 형성할 수 있다. As shown in FIG. 8 , the outermost surface of the
도 7의 성막 후 냉각용 롤 밀착 필름단면부(26) 확대도를 참고하면 알루미늄(Al)과 같은 금속이 증착된 경우에는 성막(50)이 완료된 후 금속 성막(50)이 정전기 유도에 의해 금속씨드 전처리층(30)과 반대전하를 가지게되어 정전흡착계면(40)이 계속 유지될 수 있으며 계면에서의 밀착력이 지속될 수 있다. 마찬가지로 산화알루미늄(AlOX)과 같은 무기물이 증착된 경우에도 분극현상에 의해 반대전하를 가지게 된다. Referring to the enlarged view of the roll
이상과 같이 하여 금속막 또는 무기산화물막 증착을 행한 필름(12)은 권취롤(15)에 감긴다. 별도의 제전처리 없이도 필름(12)은 안정적으로 권취되며 권취주름을 방지할 수 있다.The
상기과 같은 과정을 통해 도 9에 도시한 바와 같이 본 발명의 진공증착장치(10)는 가스배리어성능 및 성막(50)과 필름(12)의 밀착력이 우수한 가스배리어적층체(100)의 제조가 가능하다. As shown in FIG. 9 through the above process, the
10: 진공증착장치 11: 진공챔버
11a, 11b: 진공펌프로 11c: 성막부 진공챔버
12: 필름 13: 권출롤
14: 냉각용 롤 15: 권취롤
16a, 16b: 입측 가이드롤 17: 인라인플라즈마처리기
18: 성막부 19: 증발용기
20a, 20b, 20c, 20d: 출측 가이드롤
21: 보조롤
22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g: 대전수단
23a, 23b: 닙롤 24: 냉각용 롤 입측 필름단면부
25: 냉각용 롤 밀착 필름단면부 26: 성막 후 냉각용 롤 밀착 필름단면부
27: 증착재료 28: 증발된 금속입자
30: 금속씨드 전처리층 40: 정전흡착계면
50: 성막 100: 가스배리어적층체10: vacuum deposition apparatus 11: vacuum chamber
11a, 11b:
12: film 13: unwind roll
14: cooling roll 15: winding roll
16a, 16b: inlet guide roll 17: in-line plasma treatment machine
18: film forming unit 19: evaporation vessel
20a, 20b, 20c, 20d: exit guide roll
21: auxiliary roll
22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g: means of play
23a, 23b: nip roll 24: roll entrance film section for cooling
25: Roll-adhesive film cross-section for cooling 26: Cross-section of roll-adhesive film for cooling after film formation
27: vapor deposition material 28: evaporated metal particles
30: metal seed pretreatment layer 40: electrostatic adsorption interface
50: film formation 100: gas barrier laminate
Claims (9)
상기 인라인플라즈마처리기는 필름을 금속타겟으로 스퍼터링하는 스퍼터장치를 구비하고;
상기 입측 가이드롤은 상기 전처리층을 대전시키는 대전성 섬유로 직조된 대전수단을 구비하고;
상기 대전수단은 상기 입측 가이드롤의 외주면을 감싸는 밴드형으로 구성되고;
상기 성막부는 별개의 진공챔버내에 위치하며 상기 입측 가이드롤로부터 보내진 필름을 밀착하여 해당 필름을 냉각하는 냉각용 롤과, 이 냉각용 롤에 대향 배치되고 상기 필름에 증착되는 재료가 증발되는 용기와 이 용기를 가열하는 가열수단과, 상기 용기에 증착되는 재료를 공급하는 재료공급부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공증착장치.
The film unwound from the unwinding roll in vacuum is pre-treated in the in-line plasma processing machine, and the pre-treatment layer on the surface of the film drawn out is introduced into the film forming section while pressing with the inlet guide roll, the deposition layer is formed on the film surface in the film forming section, and from the film forming section As a vacuum deposition device for winding the derived deposition film on a winding roll,
The in-line plasma processor includes a sputtering device for sputtering a film with a metal target;
The entrance guide roll includes a charging means woven with an electrifying fiber for charging the pretreatment layer;
The charging means is configured in a band shape surrounding the outer peripheral surface of the entrance guide roll;
The film forming part is located in a separate vacuum chamber and includes a cooling roll for cooling the film by closely adhering the film sent from the entrance guide roll, a container disposed opposite the cooling roll and evaporating the material deposited on the film; A vacuum deposition apparatus comprising: a heating means for heating a vessel; and a material supply unit for supplying a material to be deposited in the vessel.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein when the heating means is an electron beam, a separate reflection electron blocking device is provided.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the heating means is resistance heat generated inside the source container.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the charging means rotates in synchronization with the entrance guide roll according to the movement of the film.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the charging means contains charged particles.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the charging means is woven in a network structure.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the in-line plasma treatment machine simultaneously performs plasma treatment on the film surface.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the entrance guide roll is composed of two or more having the same or different diameters.
The vacuum deposition apparatus according to claim 1, wherein the entrance guide roll is formed in a pair with a nip roll capable of applying a constant pressure to the film.
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