KR102509129B1 - 가이딩 디바이스들 및 웹 코팅 프로세스 - Google Patents

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Abstract

진공 조건들 하의 웹 코팅 프로세스에서 웹(200)을 가이딩하고, 롤러 디바이스와 접촉하는 웹(200)의 온도를 제어하기 위한 롤러 디바이스(100)가 설명된다. 롤러 디바이스는 웹(200)과 접촉하기 위한, 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)을 포함하며, 여기서, 만곡 표면(101)은 웹 가이딩 구역(103)을 포함한다. 롤러 디바이스는 만곡 표면(101) 내의 가스 배출구들(104)의 그룹, 및 가스 배출구들(104)의 제1 서브그룹에 가스 유동을 선택적으로 제공하기 위한 그리고 가스가 가스 배출구들(104)의 제2 서브그룹으로 유동하는 것을 선택적으로 방지하기 위한 가스 분배 시스템(105)을 더 포함한다. 롤러 디바이스는 만곡 표면(101)을 회전시키기 위한 구동 유닛(110)을 더 포함하며, 여기서, 만곡 표면(101)은 만곡 표면의 회전 시 웹(200)의 이동을 유발시키도록 적응된다.

Description

가이딩 디바이스들 및 웹 코팅 프로세스{GUIDING DEVICES AND WEB COATING PROCESS}
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 웹(web) 코팅 프로세스들에서의 롤러 디바이스들 및 웹 코팅 프로세스들에서 웹들을 가이딩(guiding)하는 방법들에 관한 것이다. 특히, 실시예들은 웹 코팅 프로세스들에서 웹들을 가이딩하고 냉각시키기 위한 디바이스들 및 방법들에 관한 것이다. 일부 실시예들은 양면(two-sided) 웹 코팅 프로세스, 이를테면 박막 솔라 셀 생산에서 웹 가이딩 및 웹 냉각을 위한 디바이스들 및 방법들에 관한 것이고, 다른 실시예들은 가요성 디스플레이들의 생산에서의 웹 가이딩에 관한 것이다.
[0002] 이를테면 박막 솔라 셀들의 생산에서 웹을 코팅하기 위한 장치들 및 방법들에서, 코팅될 웹은 코팅 장치를 통해 가이딩된다. 예컨대, 웹 상에 증착 재료의 하나 또는 그 초과의 층들을 증착하기 위해, 웹은 하나 또는 그 초과의 증착 소스들을 지나서 가이딩될 수 있다. 또한, 웹을 가이딩하는 것은 코팅 장치 내의 웹의 이동 방향을 변경하는 데 유용할 수 있다. 가이딩 롤러 디바이스를 사용하여 코팅 장치들의 사이즈를 최적화하는 것은, 코팅 장치들을 구매하는 고객들의 수용 및 소유 비용의 관점에서 유익하다.
[0003] 웹을 가이딩하는 다른 가능한 애플리케이션은 웹의 양면 코팅이다. 웹이 2개의 면들로부터 코팅될 것인 경우, 롤러 디바이스들은 제2 면의 코팅 동안 웹의 이미 코팅된 제1 면의 손상을 방지하도록 신중하게 설계 및 동작된다.
[0004] 다수의 애플리케이션들, 특히 박막 솔라 셀 생산 애플리케이션들에서, 이미 코팅된 웹의 면 상에서 롤러들을 이용하여, 코팅된 웹을 가이딩하는 것은 코팅을 훼손시킬 수 있다. 결과로서, 코팅 장치들은, 웹과 롤러들의 접촉이 웹의 후방(코팅되지 않은) 면 상에서 전적으로 이루어지도록 설계되었다. 설계 제한들로 인해, 코팅 장치들 내에 복잡한 이동 경로들이 설계되고, 그리고/또는 코팅 장치들의 전체 경로 길이가 실질적으로 제한된다. 일부 애플리케이션들에서, 웹을 비접촉식으로 가이딩하고, 웹 상의 코팅의 손상을 방지하기 위해, 호버 쿠션(hover cushion)들이 사용된다. 일부 애플리케이션들에서, 코팅 프로세스는 진공 조건들 하에서 이루어진다. 호버 쿠션을 위해 방출되는 가스는 진공 조건들에 유해할 수 있다.
[0005] 상기된 바를 고려하여, 본 기술분야의 문제들의 적어도 일부를 극복하는, 가이딩 디바이스, 웹의 온도를 제어하고 웹과 접촉하기 위한 방법, 및 웹을 가이딩하고 웹의 온도를 제어하기 위한 롤러 디바이스의 사용이 제공된다.
[0006] 상기된 바를 고려하면, 독립 청구항들에 따른, 가이딩 디바이스, 웹의 온도를 제어하고 웹과 접촉하기 위한 방법, 및 웹과 접촉하고 웹의 온도를 제어하기 위한 롤러 디바이스의 사용이 제공된다. 추가적인 양상들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부 도면들로부터 명백하다.
[0007] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진공 조건들 하의 웹 코팅 프로세스에서 웹을 가이딩하고, 롤러 디바이스와 접촉하는 웹의 온도를 제어하기 위한 롤러 디바이스가 제공된다. 롤러 디바이스는 롤러 디바이스의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 시스템, 및 웹과 대면하고 웹과 접촉하기 위한, 롤러 디바이스의 만곡 표면을 포함한다. 만곡 표면은 롤러 디바이스의 축을 중심으로 회전가능하고, 웹 가이딩 구역을 포함한다. 롤러 디바이스는, 만곡 표면에 배치되고 가스 유동을 방출하도록 적응된 가스 배출구들의 그룹, 및 가스 배출구들의 제1 서브그룹에 가스 유동을 선택적으로 제공하기 위한 그리고 가스가 가스 배출구들의 제2 서브그룹으로 유동하는 것을 선택적으로 방지하기 위한 가스 분배 시스템을 더 포함한다. 가스 배출구들의 제1 서브그룹은 웹 가이딩 구역 내의 적어도 하나의 가스 배출구로 구성되며, 가스 배출구들의 제2 서브그룹은 웹 가이딩 구역 외부에 있는 적어도 하나의 가스 배출구로 구성된다. 롤러 디바이스는 만곡 표면을 회전시키기 위한 구동 유닛을 더 포함하며, 여기서, 만곡 표면은 만곡 표면의 회전 시 웹의 이동을 유발시키도록 적응된다.
[0008] 본원에서 설명되는 일 실시예에 따르면, 진공 조건 하의 웹 코팅 프로세스에서 웹의 온도를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 방법은, 온도 제어형 롤러 디바이스의 웹 가이딩 구역에서 온도 제어형 롤러 디바이스와 접촉하는 웹을 온도 제어형 롤러 디바이스에 걸쳐 이동시키는 단계를 포함한다. 온도 제어형 롤러 디바이스로부터 웹으로의 열 전이를 제공하기 위하여, 온도 제어형 롤러 디바이스와 웹 사이에 가스 베어링(gas bearing)을 형성하기 위해, 온도 제어형 롤러 디바이스에 배치된 가스 배출구들로부터 가스가 방출된다. 가스를 방출하는 것은, 온도 제어형 롤러 디바이스로부터 웹 가이딩 구역 내의 가스 배출구들의 제1 서브그룹을 통해 가스 유동을 방출하는 것, 및 웹 가이딩 구역 외부에 있는 가스 배출구들의 제2 서브그룹을 통해 가스가 유동하는 것을 방지하는 것을 포함한다.
[0009] 본원에서 설명되는 일 실시예에 따르면, 진공 조건들 하의 웹 코팅 프로세스 애플리케이션에서 웹과 접촉하고 웹의 온도를 제어하기 위한 롤러 디바이스의 사용이 제공된다. 롤러 디바이스는 롤러 디바이스의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 시스템, 및 웹과 대면하고 웹과 접촉하기 위한, 롤러 디바이스의 만곡 표면을 포함한다. 만곡 표면은 롤러 디바이스의 축을 중심으로 회전가능하고, 웹 가이딩 구역을 포함한다. 롤러 디바이스는, 만곡 표면에 배치되고 가스 유동을 방출하도록 적응된 가스 배출구들의 그룹, 및 가스 배출구들의 제1 서브그룹에 가스 유동을 선택적으로 제공하기 위한 그리고 가스가 가스 배출구들의 제2 서브그룹으로 유동하는 것을 선택적으로 방지하기 위한 가스 분배 시스템을 더 포함한다. 가스 배출구들의 제1 서브그룹은 웹 가이딩 구역 내의 적어도 하나의 가스 배출구로 구성되며, 가스 배출구들의 제2 서브그룹은 웹 가이딩 구역 외부에 있는 적어도 하나의 가스 배출구로 구성된다.
[0010] 실시예들은 또한, 개시되는 방법들 각각을 수행하기 위한 장치들에 관한 것이고, 각각의 설명되는 방법 특징을 수행하기 위한 장치 부분들을 포함한다. 방법 특징들은 하드웨어 컴포넌트들에 의해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍된 컴퓨터에 의해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해, 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 게다가, 실시예들은 또한, 설명되는 장치들을 동작시키는 방법들 또는 설명되는 장치를 제조하는 방법들에 관한 것이다. 방법은 장치의 기능들 또는 장치의 제조 부분들을 수행하기 위한 방법 특징들을 포함한다.
[0011] 실시예들의 위에서 나타낸 그리고 다른 더 상세한 양상들 중 일부는 다음의 설명에서 설명될 것이고, 도면들을 참조하여 부분적으로 예시될 것이다.
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 2는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 4 내지 도 6은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스들의 개략적인 측면 평면도들을 도시한다.
도 7은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 8 및 도 9는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 웹과 접촉하고 웹의 온도를 제어하기 위한 방법들의 흐름도들을 도시한다.
[0012] 도면들의 아래의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 개별적인 실시예들에 대한 차이들만이 설명된다. 도면들은 개략적인 도면들이고, 모든 각각의 실시예에서 실척대로 도시된 것이 아니며, 예시를 위해 제공된다.
[0013] 본원에서 참조되는 바와 같은 롤러 디바이스는 회전 축을 중심으로 회전적으로 대칭적일 수 있는 디바이스일 수 있다. 롤러 디바이스는 원통형, 예컨대 드럼일 수 있거나, 오목-원통형일 수 있다. 롤러는 또한, 원뿔 또는 원뿔대일 수 있다. 전형적으로, 롤러 디바이스는 회전 축을 중심으로 회전가능하다. 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스는 고정 부분, 및 예컨대 고정 부분을 중심으로 회전될 수 있는 부분을 포함한다. 예컨대, 롤러 디바이스는 (일부 실시예들에서, 가스 분배 시스템, 또는 가스 분배 시스템의 컴포넌트들을 포함할 수 있는) 고정식 내측 부분, 및 내측 고정 부분을 중심으로 회전하는 회전식 외측 부분을 포함할 수 있다.
[0014] 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스는 만곡 표면을 포함한다. 만곡 표면은 롤러 디바이스의 표면일 수 있다. 롤러 디바이스의 만곡 표면은, 예컨대 웹 가이딩 구역에서, 롤러 디바이스의 동작 동안 웹과 (적어도 부분적으로) 접촉하도록 적응된다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 만곡 표면은 회전적으로 대칭적인 표면일 수 있다. 전형적으로, 만곡 표면은 축을 중심으로 회전적으로 대칭적이다. 특히, 만곡 표면은, 원통형 표면, 오목-원통형 표면, 원뿔의 표면, 및 원뿔대의 표면으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다.
[0015] 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스의 만곡 표면은, 웹 가이딩 구역에서, 롤러 디바이스의 동작 동안, 접촉 위치들, 이를테면 접촉 영역들 또는 점(punctual) 접촉부에서 웹과 접촉할 수 있다. 예컨대, 웹 및/또는 롤러 디바이스의 만곡 표면의 표면 특성들(이를테면, 거칠기)에 의해, 웹은 접촉 포지션들에서 만곡 표면과 점 접촉한다. 거칠기를 갖는 만곡 표면은, 만곡 표면의 미시적 뷰가 “마운틴(mountain)들 및 밸리(valley)들”을 나타내는 것을 의미할 수 있으며, 여기서, 만곡 표면과 롤러 디바이스 사이의 점 접촉은, 만곡 표면의 거칠기가 “마운틴들”을 갖는 포지션들에 있다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스의 만곡 표면의 거칠기는, 전형적으로는 약 0.1 Rz 내지 약 1.5 Rz, 더 전형적으로는 약 0.1 Rz 내지 약 1.0 Rz, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 0.2 Rz 내지 약 0.8 Rz의 범위에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스의 만곡 표면의 거칠기는 약 0.2 Rz이다.
[0016] 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스(특히, 롤러 디바이스의 만곡 표면)와 웹 사이의 접촉은, 롤러 디바이스가 구동되는 경우, 웹이 이동될 수 있게 할 수 있다. 예컨대, 롤러 디바이스와 웹 사이의 접촉 및 롤러 디바이스의 회전 이동은 정의된(저감된) 인장력으로 견인되는 웹을 운반할 수 있다.
[0017] 도 1은 롤러 디바이스(100)의 실시예를 도시한다. 롤러 디바이스(100)는 만곡 표면(101)을 포함한다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 만곡 표면(101)은 롤러 디바이스의 회전 축(102)을 중심으로 회전가능할 수 있다. 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)은 웹 가이딩 구역(103)을 포함한다. 웹 가이딩 구역(103)에서, 웹(200)이 만곡 표면(101)과 접촉한다.
[0018] 동작 동안, 웹은 만곡 표면 상의 웹 가이딩 구역에 걸쳐 가이딩된다. 일부 실시예들에서, 웹 가이딩 구역은, 롤러 디바이스의 동작 동안 웹이 만곡 표면과 접촉하는, 만곡 표면의 영역으로서 정의될 수 있다. 웹 가이딩 구역의 사이즈는 파라미터들, 이를테면, 웹의 중량 또는 영역 밀도, 동작 동안 웹을 견인하는 인장력, 및 예컨대 표면이 전압으로 바이어싱되거나 또는 만곡 표면에 하나 또는 그 초과의 e-척들이 제공되는 경우 정전기력들과 같은 인력 또는 척력에 따라 좌우될 수 있다. 웹 가이딩 구역의 사이즈는 롤러 디바이스의 만곡 표면에 웹이 권취되는 감긴 각도(enlacement angle)(래핑 각도(wrap angle)라고 또한 호칭됨)에 따라 좌우된다. 예컨대, 도 1에서, 감긴 각도는 약 120°이다.
[0019] 도 1에 도시된 롤러 디바이스(100)의 실시예는 만곡 표면(101)에 배치된 가스 배출구들(104)의 그룹을 더 포함한다. 가스 배출구들(104)은, 특히, 각각의 가스 배출구 가스가 위치된 포지션에서 만곡 표면(101)에 실질적으로 수직적인 방향으로, 롤러 디바이스(100)의 가스 분배 시스템(105)으로부터 가스를 방출하도록 적응된다. 도 1에 도시된 롤러 디바이스(100)의 예에서, 가스 배출구들은 롤러 디바이스(100)의 전체 둘레에 걸쳐 분포된다. 특히, 가스 배출구들(104)은 롤러 디바이스의 전체 둘레에 걸쳐 규칙적인 방식으로 분포된다.
[0020] “규칙적인 방식으로 배치되는” 피처는, 제1 가스 배출구와 제1 가스 배출구의 적어도 하나의 이웃 가스 배출구의 거리가 제2 가스 배출구에 대한 제2 가스 배출구의 적어도 하나의 이웃의 거리와 동일한 것으로 이해될 수 있다. 일부 실시예들에서, “규칙적인 방식으로 배치되는” 피처는, 다수의 배출구들의 부분에 특정 패턴이 할당될 수 있고 동일한 패턴이 다수의 배출구들의 다른 부분에 할당될 수 있는 표면을 지칭한다. 일부 실시예들에서, 가스 배출구들은 롤러 디바이스의 둘레에 걸쳐 불규칙적인 방식으로 배치될 수 있다.
[0021] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 임의의 개별 가스 배출구, 가스 배출구들의 임의의 서브그룹, 또는 모든 가스 배출구들은, 개구들, 홀들, 슬릿들, 노즐들, 송풍관(blast pipe)들, 스프레이 밸브들, 덕트 개구(duct opening)들, 오리피스(orifice)들, 제트(jet)들, 다공성 재료에 의해 제공되는 배출구들 등으로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 배출구들은 표면 내의 리세스들이며, 그 리세스들은 전형적으로 깔때기-형상 또는 컵-형상이고, 리세스들의 하단으로부터 또는 옆으로 리세스들에 가스가 공급된다. 본원에서 설명되는 롤러 디바이스의 가스 배출구들은 또한, 다공성 층의 개구들일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 참조되는 바와 같은 가스 배출구들은 임의의 적합한 형상, 이를테면, 실질적인 라운드형, 원형, 타원형, 삼각형, 직사각형, 정방형, 다각형, 불규칙적인 형상, 이를테면 불규칙적인 라운드형 형상, 불규칙적인 각을 갖는 형상, 가스 배출구 간에 상이한 형상 등을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 가스 배출구들은 표면으로부터 돌출되지 않는다.
[0022] 본원에서 사용되는 바와 같은 “실질적으로”라는 용어는 “실질적으로”로 나타내는 특성으로부터 약간의 편차가 있을 수 있다는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, “실질적으로 원형”이라는 용어는 정확한 원형 형상으로부터의 약간의 편차들, 이를테면 하나의 방향의 일반적인 연장부의 약 1% 내지 10%의 편차를 가질 수 있는 형상을 지칭한다. 추가적인 예에 따르면, “실질적으로 수직적인”이라는 용어는 2개의 엘리먼트들의 서로에 대한 어레인지먼트가 정확한 수직적인 어레인지먼트로부터 정의된 정도까지 벗어난 것을 지칭할 수 있다. 예컨대, “실질적으로 수직적인”이라는 용어는 정확한 수직적인 어레인지먼트로부터 최대 10°만큼 벗어난 어레인지먼트를 지칭할 수 있다. “실질적으로”라는 용어의 위의 설명은 그에 따라 다른 특성들에 적용될 수 있다.
[0023] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스(100)는 가스 분배 시스템(105)을 더 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 가스 분배 시스템(105)은 가스 소스(108) 또는 가스 주 공급부를 포함한다. 가스 분배 시스템(105)은 가스 배출구들의 제1 서브그룹에 가스 유동을 선택적으로 제공할 수 있게 한다. 예컨대, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같은, 가스 배출구들(104) 및 가스 분배 시스템(105)을 갖는 롤러 디바이스(100)는 만곡 표면의 웹 가이딩 구역(103) 내의 가스 배출구들(104)에 가스 유동을 제공한다. 웹 가이딩 구역(103)에 (일시적으로) 위치되어 있는 가스 배출구들은 가스 배출구들의 제1 서브그룹으로서 나타낼 수 있다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스(100) 내의 가스 분배 시스템(105)은 웹 가이딩 구역(103) 외부에 있는, 롤러 디바이스의 가스 배출구들로 가스가 유동하는 것을 선택적으로 방지하도록 적응된다. 웹 가이딩 구역(103) 외부에 (일시적으로) 위치되어 있는 가스 배출구들은 가스 배출구들의 제2 서브그룹으로서 나타낼 수 있다.
[0024] 동작 동안, 제1 또는 제2 서브그룹에 대한 임의의 단일 가스 배출구의 귀속관계(membership)가 변경될 수 있다. 다시 말하면, 개방 가스 배출구는 추후의 시간에 폐쇄될 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 일부 실시예들에서, 제1 및/또는 제2 서브그룹에 대한 가스 배출구들의 귀속관계는 만곡 표면의 회전에 따라 동작 동안 변경된다. 웹 가이딩 구역은 공간에서 고정 포지션에 유지될 수 있고, 만곡 표면의 회전에 의해 웹 가이딩 구역에 진입하는 가스 배출구들은 개방되며(또는 가스 소스에 연결되며), 즉, 귀속관계가 제1 서브그룹으로 변경된다. 만곡 표면의 회전에 의해 웹 가이딩 구역에서 벗어나는 가스 배출구들은 폐쇄되며(또는 가스 소스로부터 연결해제되며), 즉, 귀속관계가 제2 서브그룹으로 변경된다.
[0025] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따른 롤러 디바이스(100)의 가스 분배 시스템(105)은, 가스 분배 시스템의 사이즈, 가스 분배 시스템의 위치, 가스 분배 시스템의 형상 및 구성, 가스 분배 시스템의 동역학 특성들 등에 의해, 정의된 가스 배출구들에서 가스 유동을 선택적으로 제공 및 방지하도록 적응될 수 있다. 예컨대, 도 1의 예에서, 롤러 디바이스의 가스 분배 시스템(105)은 가스 소스(108)(주 가스 공급부라고 또한 호칭됨)를 포함하며, 그 가스 소스(108)는 롤러 디바이스의 고정 부분(106)에 배열되어 있거나 또는 롤러 디바이스의 고정 부분(106)을 제공한다. 가스 소스(108)는 롤러 디바이스(100)의 고정 부분의 둘레의 섹션을 둘러싸는 사이즈를 갖는다. 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)은 회전식이고, 롤러 디바이스(100)의 회전 축(102)을 중심으로, 그리고 특히, (예컨대, 가스 소스를 포함하는) 롤러 디바이스의 고정 부분을 중심으로 회전할 수 있다.
[0026] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 가스 분배 시스템(105)은 가스 채널들(107)(개별 가스 배출 공급부들이라고 또한 호칭됨)을 포함할 수 있다. 가스 채널들은, 각각의 가스 배출구가 웹 가이딩 구역(103)에 있는 경우, 가스 소스(108)로부터 만곡 표면(101) 상의 가스 배출구들(104)로 이어질 수 있다. 가스 채널들은 가스 소스(108)로부터 만곡 표면(101) 상의 가스 배출구들(104)의 제1 서브그룹으로 이어질 수 있다. 가스 소스(108) 및 가스 채널들(107)을 갖는 가스 분배 시스템(105)은 부분적으로 회전식(예컨대, 가스 채널들(107))이고, 부분적으로 고정식(예컨대, 가스 소스(108))인 것으로서 설명될 수 있다. 가스 채널들(107)이 가스 소스(108) 주위로 회전함에 따라, 가스 분배 시스템(105)은 가스 소스(108)에 대해 가스 채널들(107)을 선택적으로 연결 및 연결해제할 수 있게 한다.
[0027] 일부 실시예들에 따르면, 가스 분배 시스템(105), 그리고 특히 가스 소스(108)는 (도 1에서 2개의 화살표들(109)로 예시적으로 도시된 바와 같이) 가스 배출구들(104)에 가스 유동을 제공한다. 일부 실시예들에서, 가스 분배 시스템(105)에 의해 가스 배출구들(104)에 제공되는 가스 유동은, 웹(200)이 만곡 표면(101)과 접촉하는 것(위에서 상세히 설명된 바와 같이, 적어도 점 접촉하는 것)을 여전히 가능하게 하는 가스 유동이다. 예컨대, 가스 유동은 전형적으로는 약 10 sccm 내지 약 400sccm, 더 전형적으로는 약 20 sccm 내지 약 300 sccm, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 30 sccm 내지 약 300 sccm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는, 전형적으로는 약 10 sccm/m2 내지 200 sccm/m2, 더 전형적으로는 약 20 sccm/m2 내지 약 150 sccm/m2, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 30 sccm/m2 내지 약 120 sccm/m2의, 만곡 표면의 면적당 가스 유량에 대해 적응된다. 일 예에서, 롤러 디바이스는, 전형적으로는 약 100 sccm/m2일 수 있는, 만곡 표면의 면적당 가스 유량에 대해 적응될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스는, 롤러 디바이스의 하나 또는 그 초과의 파라미터, 이를테면, 예컨대, 만곡 표면 상의 가스 배출구들의 수, 가스 배출구들의 사이즈, 가스 분배 시스템의 유체 컨덕턴스, 가스 소스의 사이즈, 가스 소스의 용량, 가스를 위한 펌핑 시스템의 사이즈 및 파워, 가스 채널들의 사이즈 및 설계, 만곡 표면에서의 다공성 재료의 선택 및/또는 종류, 만곡 표면의 다공성 재료의 다공도의 선택 및/또는 종류, (아래에서 상세히 설명되는) 만곡 표면에서의 다공성 재료의 코팅 내의 홀들의 수 및 사이즈, 및/또는 가스 분배 시스템의 설계 등에 의해, 정의된 가스 유량에 대해 적응될 수 있다.
[0028] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 특히 (도 1에서 예시적으로 도시된 바와 같은) 가스 채널들을 갖는 롤러 디바이스의 경우, 가스 배출구들의 수는 전형적으로는 20개 내지 100개, 더 전형적으로는 30개 내지 100개, 그리고 한층 더 전형적으로는 40개 내지 100개일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 만곡 표면은 가스 섹션들로 파티셔닝될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 가스 섹션은 여러 개의 가스 배출구들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 웹 가이딩 구역 내의 가스 배출구들의 수는 5개 내지 20개이다. (아래에서 상세히 설명될 바와 같은) 롤러 디바이스의 다공성 층에 대한 가스 배출구들의 수는 전형적으로는 적어도 5000개, 더 전형적으로는 적어도 6000개, 그리고 한층 더 전형적으로는 적어도 8000개일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 가스 배출구들의 수는 20개 내지 100개이거나, 또는 롤러 디바이스는 가스 배출구들을 제공하는 다공성 층을 포함한다.
[0029] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 참조되는 바와 같은 가스 배출구는 전형적으로 약 0.1 mm 내지 약 1 mm의 단면 사이즈를 가질 수 있다. 단면 사이즈는 만곡 표면에서의 가스 배출구들의 최소 단면으로서 측정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 배출구들의 유체 컨덕턴스는 전형적으로는 약 0.001 리터/초 내지 약 0.1 리터/초, 더 전형적으로는 약 0.005 리터/초 내지 약 0.08 리터/초, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 0.009 리터/초 내지 약 0.05 리터/초일 수 있다. 일 실시예에서, 가스 배출구들의 유체 컨덕턴스는 약 0.01 리터/초일 수 있다.
[0030] 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스(100)의 동작 동안 웹(200)을 향하는 방향으로 제공되는 가스 유동은 롤러 디바이스의 만곡 표면(101)과 웹(200) 사이에 가스 베어링, 특히 유체역학적 또는 열적 가스 베어링을 발생시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 베어링은 또한, 만곡 표면과 웹 사이의 접촉 위치들 외부에 있는 일종의 얇은 또는 작은 가스 쿠션으로서 나타낼 수 있다. 롤러 디바이스의 만곡 표면과 접촉하고 있고, 웹과 만곡 표면 사이에 가스 베어링을 갖는 웹은 만곡 표면의 일부 접촉 위치들(예컨대, 만곡 표면의 거칠기에 의해 제공되는 점 위치들)에서 접촉할 수 있고, 접촉의 위치들 사이에 가스 베어링들을 가질 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 웹과 만곡 표면의 접촉 위치들(이를테면, 만곡 표면의 영역들 또는 포인트들) 사이에, 가스 배출구들로부터 방출되는 가스 유동에 의해 가스 베어링들이 형성될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 가스 베어링(들) 내의 압력은 전형적으로는 약 0.1 mbar 내지 약 10 mbar, 더 전형적으로는 약 1 mbar 내지 10 mbar이다. 일부 실시예들에서, 웹과 만곡 표면 사이의 가스 베어링들은, 특히 웹과 만곡 표면 사이의 접촉 위치들 외부에 있는, 웹 및 롤러 디바이스의 만곡 표면의 거칠기로 인해 존재하는 공극들(또는 밸리들)을 채울 수 있다. 가스 베어링의 두께는 서로 접촉하고 있는 웹과 롤러 디바이스의 만곡 표면의 조합의 거칠기에 대응할 수 있다.
[0031] 일부 실시예들에 따르면, 가스 배출구들로부터 방출되는 가스 유동에 의해 만곡 표면과 웹 사이에 복수의 가스 베어링들이 형성된다. 일부 실시예들에서, 웹과 만곡 표면 사이의 접촉 영역들 또는 접촉 포인트들에 의해 차단되는 하나의 가스 베어링이 제공된다.
[0032] 웹과 만곡 표면 사이의 가스 베어링(들)은, 예컨대 롤러 디바이스의 동작 동안 웹을 냉각시키거나 또는 가열하기 위한, 롤러 디바이스와 웹 사이의 열 전이를 제공 및 개선할 수 있다. 예컨대, 롤러 디바이스는, 예컨대 롤러 디바이스를 냉각시키거나 또는 가열하기 위한 (도 1에서 채널을 포함하는 온도 조정 시스템(130)으로서 예시적으로 도시된) 온도 조정 시스템을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스에 의해 제공되는 가스 베어링(들)은 웹과 롤러 디바이스 사이의 열 전이를 증가시키는 것을 돕는다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 코팅 동안, 웹 온도는 유익하게, 정의된 상한(예컨대, 유리 전이 온도) 미만으로 유지된다. 예컨대, 증착되는 코팅 층의 층 특성들은 증착 온도에 따라 좌우될 수 있다.
[0033] 알려져 있는 시스템에서, 가스 쿠션들은 비접촉 방식으로 웹을 가이딩 및 운송하기 위해 형성되었다(비접촉식 가이딩 시스템들이라고 본원에서 지칭됨). 비접촉식 가이딩 시스템들에서, 코팅될 웹을 운반할 수 있는 가스 쿠션을 형성하기 위해, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스에서 사용되는 유량의 약 100배의 유량으로 가스가 제공된다. 예컨대, 웹을 비접촉식으로 가이딩하기 위한 가스 쿠션을 형성하기 위해, 약 30,000 sccm의 유량이 사용된다. 롤러 디바이스에 걸쳐 웹을 비접촉식으로 가이딩하기 위한 가스 쿠션 및 높은 가스 유량을 갖는 비접촉식 가이딩 시스템들은 롤러 디바이스의 진공 환경의 관점에서 단점들을 갖는다. 진공 환경은 롤러 디바이스에 걸쳐 웹을 비접촉식으로 가이딩하기 위해 사용되는 가스 쿠션의 양에 의해 방해를 받는다. 롤러 디바이스에 걸쳐 웹을 비접촉식으로 가이딩하기 위해 가스 쿠션을 제공하는 것은 프로세스 품질에 관하여 단점들을 갖는다.
[0034] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는 비접촉식 가이딩 시스템들의 단점들을 갖지 않는다. 웹과 접촉하고 있는 롤러 디바이스가 구동되고, 웹의 이동을 유발시킬 수 있다. 예컨대, 만곡 표면 및 웹은, 롤러 디바이스의 만곡 표면의 회전과 함께 웹이 이동될 수 있게 하기 위한 각각의 표면 특성들을 제공한다. 일부 실시예들에 따르면, 웹 및/또는 만곡 표면의 표면 특성들은, 거칠기, 마찰 계수, 재료, 온도, 및 습도 등일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는 웹과 롤러 디바이스 사이의 열 전이를 증가시킬 수 있게 한다.
[0035] 추가로, 알려져 있는 바와 같은 비접촉식 가이딩 시스템은, 웹이 손상된 경우, 롤러 디바이스를 코팅하는 단점을 갖는다. 특히, 가스 배출구들이 코팅 재료에 의해 코팅될 수 있다. 예컨대, (아래에서 상세히 설명될 바와 같이) 롤러 디바이스에 대해 다공성 재료가 사용되는 경우에, 웹이 일정 포인트에서 파단되는 경우, 롤러 디바이스의 세공들이 코팅 재료에 의해 막히게 될 수 있다.
[0036] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는 알려져 있는 시스템의 문제들, 특히 비접촉식 가이딩 시스템의 문제들을 해결할 수 있게 한다. 예컨대, 웹의 더 적은 견인력으로 인해 기판 손상의 위험성이 감소되며, 웹의 더 적은 견인력은 증가된 열 전이 효과, 이를테면 냉각 효과로 인해 사용 가능하게 된다. 더 높은 증착 레이트(코팅 속도)는 웹에 대한 더 높은 열 부하를 초래한다. 높은 증착 레이트를 사용하기 위해(예컨대, 코팅 프로세스를 가속하기 위해), 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스에 의해 제공되는 바와 같은, 롤러 디바이스에 대한 웹으로부터의 적절한 열 접촉이 유용하다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 증가된 열 전이 효과는 롤러 디바이스의 구동 유닛 및 저감된 견인력과 관련되어 있다.
[0037] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는, 예컨대, 양면 또는 이중면 코팅 프로세스에서 유익하게 사용될 수 있다. 양면 또는 이중면 코팅 프로세스는 웹의 양 면들을, 특히 순차적으로, 코팅하기 위한 프로세스이다. 제1 면 상에 이미 코팅되어 있는 웹은 웹의 제2 면을 코팅하기 위해, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스에 의해 가이딩된다. 특히, 양면 또는 이중면 코팅 프로세스에서, 이동하는 웹의 속도는 가능한 빠르게 선택될 수 있지만, 웹 상에 이미 증착된 막의 막 손상이 방지되어야 한다. 예컨대, 하나의 면이 이미 코팅된 웹이 롤러 디바이스 또는 가이드 롤러에 걸쳐 너무 높은 인장력으로 가이딩되는 경우, 또는 제2 면의 코팅 동안 웹의 온도가 너무 높게 되는 경우, 코팅된 면의 손상이 발생된다. 일부 실시예들에 따르면, 웹의 제1 면 상의 코팅된 막은 제2 면의 코팅 전에 이미 탈기되었다. 탈기된 웹은 더 낮은 열 전달을 초래한다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는 웹과 만곡 표면 사이의 열 전이를 증가시켜서, (양면 코팅 프로세스에서) 탈기된 웹의 더 낮은 열 전달을 보상할 수 있게 한다.
[0038] 특히, 기판이 다소 느린 이동 속도(이를테면, 약 0.1 m/분 내지 15 m/분, 전형적으로는 20 cm/분 내지 10 m/분, 이를테면 약 1m/분의 이동 속도)를 갖고, (예컨대, 도 1의 예에서 화살표(201)의 방향으로 제공되는) 견인력이 각각 낮은 애플리케이션들에서, 웹은 코팅 프로세스에 의해 과도한 정도로 가열될 수 있다. 웹이 코팅되는 동안 느리게 이동하는 경우, 웹의 빠른 이동 속도들에서보다, 증착 프로세스로부터의 열 전달이 더 크다. 웹의 증가된 열 전이 효과는 코팅에서의 그리고/또는 웹의 손상들에 대한 위험성을 감소시킨다.
[0039] 웹의 견인력이 제한되면서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는, 동작 동안 롤러 디바이스를 회전시키기 위한 그리고 롤러 디바이스, 특히 롤러 디바이스의 만곡 표면과 접촉하고 있는 웹을 이동시키기 위한 구동 유닛(이를테면, 도 1에 도시된 구동 유닛(110))을 포함한다. 예컨대, 도 1을 예로 들면, 웹은, 특히 웹 및/또는 웹의 하나의 면 상의 코팅에 대한 손상을 방지하기 위한 감소된 인장력으로, 화살표(201)의 방향으로 견인될 수 있다. 느린 속도로 웹을 견인하기 위한 견인력은 롤러 디바이스의 회전에 의해 지원될 수 있다. 예컨대, 구동 유닛은 텐던시 구동부(tendency drive)일 수 있다.
[0040] 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스가 사용되는 코팅 장치에 부가적인 가이딩 롤러 디바이스들이 제공될 수 있다. 부가적인 가이딩 롤러 디바이스들은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스 앞에 또는 뒤에 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 부가적인 롤러 디바이스들은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스 앞에서 또는 뒤에서, 특히 웹의 정의된 인장력을 유지하기 위한 하나 또는 그 초과의 구동 유닛들에 의해 구동될 수 있다.
[0041] 일부 실시예들에서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는 웹을 견인하기 위한 동력 유닛 또는 제2 구동 유닛을 포함할 수 있다.
[0042] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 만곡 표면을 구동시키기 위한 구동 유닛, 제2 구동 유닛, 및 부가적인 구동 유닛들은 웹의 인장력 또는 견인력에 기초하여 제어될 수 있다. 예컨대, 웹의 인장력이 (예컨대, 코팅 장치 내의 여러 포지션들에서) 측정될 수 있고, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 구동 유닛, 제2 구동 유닛, 및 부가적인 구동 유닛들은, 특히 정의된 인장력을 유지하거나 또는 정의된 인장력에 도달하기 위해, 그에 따라 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스 및 부가적인 롤러 디바이스들은 웹의 미끄러짐을 방지하도록 구동될 수 있다.
[0043] 본원에서 설명되는 실시예들에 대해 사용되는 바와 같은 웹은 전형적으로, 웹이 휘어질 수 있거나 또는 가요성인 것을 특징으로 할 수 있다. “웹”이라는 용어는 “스트립”이라는 용어와 동의어로 사용될 수 있다. 예컨대, 본원의 실시예들에서 설명되는 바와 같은 웹은 포일 또는 다른 합성 기판일 수 있다. 예컨대, 웹은, 스틸(steel) 기판들, 스테인리스 스틸 기판들, 폴리머 기판들, PET 기판들, COP 또는 COC 기판들, PEN 기판들, 및 폴리아미드 기판들로 구성된 기판들의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 웹은 10 μm 내지 600 μm, 더 전형적으로는 15 μm 내지 500 μm, 이를테면 20 μm 또는 100 μm의 두께를 갖는다. 일부 실시예들에 따르면, 제2 구동 유닛은 가요성 웹, 특히 약 10 μm 내지 600 μm의 두께를 갖는 가요성 웹을 견인하도록 적응될 수 있다.
[0044] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 가스 분배 시스템(105)의 가스 유동을 위한 가스는, 비활성 가스들, 아르곤, 헬륨, 질소, 수소, 실란, 및 이들의 임의의 혼합물들로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 배출구들로부터 방출되는 가스는, 적어도 0.01 W/mK, 더 전형적으로는 적어도 0.05 W/mK, 한층 더 전형적으로는 적어도 0.1 W/mK, 그리고 한층 더 전형적으로는 적어도 0.15 W/mK의 열 전도율을 갖는 가스이다.
[0045] 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 낮은 가스 유동은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스가 사용되는 코팅 프로세스의 진공 환경을 보호하기 위한 밀봉부 등을 생략할 수 있는 가능성을 제공한다. 웹이 롤러 디바이스와 접촉하고 있는 동안 형성되는 가스 베어링들은 진공 환경에 실질적으로 영향을 미치지 않을 정도로 충분히 적거나(즉, 충분히 적은 가스의 양을 포함하거나), 또는 코팅 프로세스에 대해 사용되는 진공 환경을 적어도 방해하지 않을 정도로 적다. 특히 민감한 프로세스들의 경우, 또는 진공 환경의 오염의 위험성이 여전히 감소되어야 하는 경우, 일부 실시예들은, 롤러 디바이스와 접촉하는 웹의 열 전이 효과를 제공하기 위한 그리고 진공 환경이 오염되는 것을 활성적으로 방지하기 위한 추가적인 특징들을 가질 수 있다.
[0046] 도 2는 롤러 디바이스의 실시예를 도시한다. 롤러 디바이스(100)는 코팅될 웹(200)과 접촉하고 있는 만곡 표면(101)을 갖는다. 웹(200)은 화살표(201)의 방향으로 견인될 수 있고, 만곡 표면의 회전에 의해 추가로 구동된다. 롤러 디바이스(100)를 회전시키기 위해 구동 유닛(110)이 제공된다.
[0047] 도 2에 예시적으로 도시된 롤러 디바이스(100)의 실시예는 가스 분배 시스템(105)을 가지며, 그 가스 분배 시스템(105)은 가스 소스(108) 및 가스 채널들(107)을 포함한다. 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 가스 채널들(107)은 롤러 디바이스의 만곡 표면(101) 상에 제공된 가스 배출구들(104)과 가스 소스(108)를 유동적으로 연결한다. 축(102)을 중심으로 하는 만곡 표면(101)의 회전에 의해, 가스 분배 시스템(105)의 고정 부분(즉, 가스 소스(108))은 상이한 가스 배출구들, 예컨대 롤러 디바이스의 웹 가이딩 구역 내의 가스 배출구들에 연결될 수 있다. 도 1에 대하여 위에서 설명된 특징들은 또한, 도 2의 실시예에 적용될 수 있다.
[0048] 도 2에 도시된 바와 같은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스(100)는 가스 배출구들의 그룹의 가스 배출구들 중 하나 또는 그 초과에 진공을 선택적으로 제공하기 위한 진공 생성 시스템을 추가로 제공한다. 가스 소스와 유사하게, 진공 생성 시스템(111)은, 특히 롤러 디바이스(100)의 회전에 의해, 가스 채널들(107)에 선택적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에서, 진공 생성 시스템은 롤러 디바이스의 고정 부분에 배열될 수 있다. 특히, 가스 배출구들(104)을 갖는 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)은 롤러 디바이스(100)의 동작 동안 진공 생성 시스템(111) 주위로 회전한다.
[0049] 진공 생성 시스템은 진공 생성 시스템에 현재 연결된 가스 채널들(107)을 통한 흡인을 제공하는 펌프(이를테면, 진공 펌프)를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2의 화살표들(112)이 진공 생성 시스템의 흡인을 도시한다. 일부 실시예들에 따르면, 진공 생성 시스템은 웹으로부터 멀어지는 그리고 진공 생성 시스템(111)을 향하는 방향으로 흡인을 제공한다. 진공 생성 시스템을 이용하면, 웹과 접촉하고 있는 롤러 디바이스와 웹 사이에 유체역학적 열 베어링(들)을 형성하기 위해 가스 소스로부터 방출되는 가스가, 특히, 웹이 웹 가이딩 구역을 벗어나기 전에, 또는 웹이 롤러 디바이스의 만곡 표면과 더 이상 접촉하지 않게 되기 전에, 제거될 수 있다. 진공 생성 시스템에 의해 롤러 디바이스의 진공 환경이 보호된다.
[0050] 도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스(100)를 도시한다. 롤러 디바이스(100)는 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같은 롤러 디바이스와 유사하다. 도 1에 대하여 설명된 (상세한) 특징들은 또한, 도 3의 실시예에 적용될 수 있다. 도 3의 롤러 디바이스(100)의 실시예는 밀봉부를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 밀봉부는 복수의 단일 밀봉 디바이스들(113), 이를테면 (적어도 부분적으로 탄성인) 재료로 제조된 밀봉 디바이스들로 제조될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 밀봉 디바이스들은, 예컨대, 립(lip) 밀봉 디바이스들일 수 있다. 밀봉부는 롤러 디바이스(100)의 진공 환경 내로 확산되는 가스 베어링의 가스의 양을 제한 또는 막을 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀봉 디바이스들은 코팅 프로세스의 진공 조건 및 코팅될 웹에 대하여 가스 유동을 밀봉한다. 예컨대, 밀봉 디바이스들은, 특히 적어도 하나의 면에서, 롤러 디바이스의 진공 환경으로부터 가스 베어링을 밀봉한다.
[0051] 밀봉 디바이스들(113)은 롤러 디바이스(100)의 원주 방향에 실질적으로 수직적인 방향으로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 밀봉 디바이스들(113)은 롤러 디바이스(100)의 반경 방향에 실질적으로 수직적으로 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 밀봉 디바이스들(113)은 롤러 디바이스(100)의 폭 방향으로 배열되는 것으로서 설명될 수 있다.
[0052] 도 4 내지 도 6은, 특히 도 3에 도시된 바와 같은 화살표(115)의 방향으로, 롤러 디바이스(100)의 개략적인 평면도를 도시한다. 평면도는 롤러 디바이스의 만곡 표면(101), 가스 배출구들(104), 및 밀봉부를 도시한다. 도 4는 롤러 디바이스(100)의 폭 방향으로 연장되는 밀봉 디바이스들(113)을 포함하는, 롤러 디바이스(100)의 밀봉부를 도시한다. 밀봉 디바이스(113)는 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)을 세그먼트들로 분할한다. 일부 실시예들에서, 세그먼트들은 코팅 장치의 컴파트먼트(compartment)들 간의 공간보다 더 작다.
[0053] 도 5에서, 밀봉부는 롤러 디바이스의 폭 방향으로 연장되는 밀봉 디바이스들(113), 및 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101) 상에서 실질적으로 원주 방향으로 연장되는 둘레 밀봉 디바이스들(114)을 포함한다. 도 5에 도시된 2개의 둘레 밀봉 디바이스들(114)은 서로 일정 거리를 가질 수 있다. 예컨대, 2개의 둘레 밀봉 디바이스들(114) 사이의 거리는 코팅될 웹 폭에 따라 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 둘레 밀봉 디바이스들(114)은 개별 코팅 및 각각의 웹 폭에 대해 조정될 수 있다.
[0054] 일부 실시예들에 따르면, 밀봉부는 웹의 배면(즉, 롤러 디바이스의 동작 동안 현재 코팅되고 있지 않는 웹의 면) 상에 개별적으로 가압되는 포켓들을 제공할 수 있다. 특히, 도 2에 대하여 설명된 바와 같은 진공 생성 시스템이, 여기서 설명되는 바와 같은 밀봉부와 조합되는 경우, 밀봉부(예컨대, 둘레 밀봉 디바이스들(114)에 더하여 밀봉 디바이스들(113))에 의해 형성된 각각의 포켓은 개별 압력을 제공할 수 있다. 개별 포켓들 내의 압력은 포켓의 회전 포지션에 따라 좌우될 수 있다.
[0055] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스의 만곡 표면의 가스 배출구들은 (예컨대, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이) 롤러 디바이스의 폭 방향으로 실질적으로 중앙 포지션에 배열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 배출구들은 만곡 표면의 임의의 적합한 포지션에 배열될 수 있다. 예컨대, 가스 배출구들은 롤러 디바이스의 폭 방향의 일 측에 연이어 배열될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 가스 배출구들은 개별적으로 배치될 수 있다.
[0056] 도 6은 만곡 표면의 측부의 포지션에 있는, 즉 폭 방향으로 중앙 포지션에 대해 거리를 두고 있는 가스 배출구들(104)을 갖는 만곡 표면(101) 및 롤러 디바이스(100)의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 6에서, 둘레 밀봉 디바이스들(114)에 의해서만 밀봉부가 제공된다.
[0057] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 예컨대, 상이한 웹 폭들에 대해 롤러 디바이스를 적응시키기 위해, 만곡 표면은 롤러 디바이스의 폭 방향으로 파티셔닝될 수 있다. 예컨대, 롤러 디바이스는, 전형적으로는 약 0.5 m 내지 약 2 m, 더 전형적으로는 약 1 m 내지 약 2 m, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 1.2 m 내지 약 1.8 m의 웹 폭에 대해 적응될 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스는 1 m 내지 1.4 m의 웹 폭에 대해 적응가능할 수 있다. 세그먼트들로의 파티셔닝은, 가스 배출구들의 적응된 분포, 이를테면, 상이한 수의 가스 배출구들, 만곡 표면 상의 상이한 밀도의 가스 배출구들, 및 상이한 사이즈의 가스 배출구들 등을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 소스는 (특히, 폭 방향으로) 롤러 디바이스의 상이한 세그먼트들에 가스를 제공하는 상이한 섹션들로 분할가능할 수 있다.
[0058] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스는 하나 또는 그 초과의 E-척 디바이스들을 가질 수 있다. 특히, 하나 또는 그 초과의 E-척 디바이스들은 웹을 홀딩할 수 있고, 그리고/또는 롤러 디바이스의 만곡 표면과 접촉하는 웹을 홀딩하기 위한 인력을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, (예컨대, 밀봉부, 만곡 표면의 구조에 의해 제공되고, 일부 실시예들에서 심지어 가상(virtual)일 수 있는 다른 파티션에 의해 또한 제공될 수 있는) 만곡 표면의 각각의 세그먼트는 개별 E-척 타일을 포함할 수 있다. 개별 E-척 타일은, 예컨대 롤러 디바이스의 회전 포지션에 따라, 웹에 적합한 인력을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 개별 E-척 타일들은, 웹 가이딩 구역 내부에 있거나 또는 외부에 있는 세그먼트의 포지션에 따라 동작되도록 제어된다. 일부 실시예들에 따르면, E-척 타일들은 가스 분배 시스템(105)의 가스 소스(108)에 대한 그리고/또는 진공 생성 시스템(111)에 대한 각각의 세그먼트의 포지션에 따라 동작되도록 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스는 롤러 디바이스의 회전 포지션, 그리고 특히 각각의 세그먼트의 회전 포지션을 감지하기 위해 센서들 및 제어 유닛들을 포함할 수 있다. 제어 유닛은 감지된 데이터에 따라 E-척의 동작을 제어할 수 있다.
[0059] 도 7은 롤러 디바이스(100)의 실시예를 도시한다. 도 7에 예시적으로 도시된 롤러 디바이스(100)는 가스 소스(108)를 포함하는 가스 분배 시스템을 포함한다. 가스 소스(108)는 롤러 디바이스(100)의 고정 부분에 포지셔닝될 수 있다. 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)은 롤러 디바이스(100)의 회전 축(102)을 중심으로 회전가능하다. 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)은 웹 가이딩 구역(103)을 포함한다. 웹(200)은 화살표(201)의 방향으로 견인될 수 있다. 만곡 표면(101)을 회전시키기 위해, 그리고 특히, 만곡 표면과 접촉하고 있는 웹을 이동시키기 위해, 구동 유닛(110)이 제공된다.
[0060] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같은 롤러 디바이스(100)는 다공성 층(123)을 지지하기 위한 배킹 구조체(120)를 포함한다. 다공성 층(123)은 롤러 디바이스(100)에 의해 가이딩될 웹(200)과 접촉하는 만곡 표면(101)을 제공할 수 있다. 다공성 층(123)은 롤러 디바이스의 동작 동안 웹 가이딩 구역(103) 내의 웹(200)의 방향으로 가스를 방출하기 위한 가스 배출구들(104)을 추가로 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 배킹 구조체는 지지 바들(121), 및 가스 방출을 위한 영역들(122)을 포함할 수 있다. 특히, 지지 바들(121) 및 영역들(122)은 롤러 디바이스의 둘레에 걸쳐 교번 방식으로 배열된다.
[0061] 일부 실시예들에 따르면, 다공성 층(123)은 재료의 다공도에 의해 복수의 가스 배출구들을 제공하는 다공성 재료로 제조될 수 있다. 다공성 재료는 웹의 방향으로 가스, 특히 He, Ar, 및/또는 H2를 방출하는 데 적합할 수 있다. 예컨대, 다공성 재료는, 전형적으로는 약 60% 내지 약 85%, 더 전형적으로는 약 65% 내지 약 80%, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 65% 내지 약 75%의 밀도를 가질 수 있다. 일 예에서, 다공성 재료는 약 70%의 밀도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 다공성 재료는 소결된 재료일 수 있다. 예컨대, 다공성 재료는 금속, 이를테면 스테인리스 스틸, 소결된 스테인리스 스틸, 알루미늄, 크롬, 또는 금속 합금일 수 있다.
[0062] 일부 실시예들에 따르면, 다공성 재료는, 동작 동안 웹과 접촉하는 만곡 표면 및 다공성 재료의 거칠기에 영향을 미치기 위해, 예컨대 폴리싱 등과 같이 프로세싱될 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 다공성 재료는 다공성 재료보다 더 낮은 거칠기를 갖는 재료의 층으로 코팅될 수 있다. 예컨대, 다공성 재료는 금속 층, 이를테면 Cr 층으로 코팅될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 다공성 층 상의 코팅 층, 또는 심지어 다공성 층 그 자체는, 이를테면 드릴링 또는 레이저 커팅 등에 의해, 층 내로 프로세싱된 부가적인 가스 배출구들을 가질 수 있다.
[0063] 본원에서 설명되는 일부 실시예들에 따르면, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는 온도 제어형 롤러 디바이스일 수 있다. 온도 제어형 롤러 디바이스는 만곡 표면과 웹 사이의 열 전이에 의해, 그리고 특히, 가스 베어링들을 통한 증가된 열 전이에 의해, 웹이 냉각될 수 있게 할 수 있다.
[0064] 예컨대, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스는 온도 조정 시스템, 이를테면 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같은 온도 조정 시스템(130)을 포함할 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 온도 조정 시스템은, 롤러 디바이스를 냉각시키거나 또는 가열하기 위해 롤러 디바이스에 배치된 채널들의 시스템을 포함할 수 있다. 롤러 디바이스의 온도 조정 시스템의 채널들은 표면 근처에 배치될 수 있다. “근처”라는 용어는 채널들의 표면 지향 측과 표면 사이의, 전형적으로는 5 cm 미만, 더 전형적으로는 2.5 cm 미만, 그리고 한층 더 전형적으로는 1 cm 미만의 거리를 지칭한다. 전형적으로, 채널들은 유체를 수용하도록 적응된다. 유체는 냉각 및/또는 가열에 적합한 유체이고, 냉각 유체라고 호칭될 것이다.
[0065] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스는, 전형적으로는 약 -30 ℃ 내지 약 +170 ℃, 더 전형적으로는 약 -20 ℃ 내지 약 +150 ℃, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 -20 ℃ 내지 약 +80 ℃의 온도로 제어될 수 있다. 특히, 100 ℃까지의 온도들의 경우, 한층 더 구체적으로는 실온 미만의 온도의 경우, 냉각 유체는 전형적으로 물-글리콜 혼합물이다. 다른 애플리케이션들에서, 특히 표면이 가열되는 그러한 애플리케이션들에서, 냉각 유체는 전형적으로 열 전달 오일이다. 사용되는 냉각 유체는 전형적으로는 최대 400 ℃, 한층 더 전형적으로는 최대 300 ℃의 온도들에 적합하다. 본원에서 설명되는 실시예들에서 전형적으로 사용되는 열 전달 오일은 석유, 이를테면 나프텐 또는 파라핀을 기반으로 하여 제조된다. 대안적으로, 열 전달 오일은 합성물, 이를테면 이성질체 복합물일 수 있다.
[0066] 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스는 전형적으로는 0.1 내지 4 m의 범위, 더 전형적으로는 0.5 내지 2 m의 범위, 이를테면 0.6, 1.0, 또는 1.4 m의 폭을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스는 최대 2 m의 폭을 갖는 웹을 가이딩하도록 적응될 수 있다. 롤러 디바이스의 높이는 5 cm 내지 2 m의 범위를 가질 수 있다.
[0067] 롤러 디바이스는 웹 코팅 프로세스 애플리케이션, 예컨대, 진공 증착 프로세스, 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 이를테면 증발 또는 스퍼터링, 또는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD)에서 사용하도록 적응될 수 있다. 롤러 디바이스는, 예컨대, 가요성 광전지 웹들, 가요성 전자기기들, 가요성 디스플레이들, 하이 배리어 코팅(high barrier coating)들, 및 패키징 재료 프로세싱의 산업 생산에서 사용될 수 있다. 예컨대, 코팅은 재료의 증발 또는 스퍼터링에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 코팅 재료는, 비정질 실리콘, 프로토크리스털린(protocrystalline) 실리콘, 실리콘 산화물(SiO2), 나노크리스털린 실리콘, 투명 및 전도성 산화물(TCO) 층 재료, 인듐 주석 산화물(ITO), 아연 산화물(ZnO), 알루미늄-도핑 아연 산화물(ZAO), 콘택 층 재료, 예컨대 구리(Cu), CuNi, 은(Ag), 알루미늄(Al), 및 몰리브덴(Mo)으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
[0068] 일부 실시예들에 따르면, 코팅 장치가 제공된다. 코팅 장치는 진공 챔버를 포함하며, 그 진공 챔버 내에, 본원에서 설명되는 임의의 실시예에 따른 적어도 하나의 롤러 디바이스가 배치된다. 코팅 장치는 진공 챔버를 진공배기시키기 위한 적어도 하나의 진공 펌프를 포함하는 진공 시스템을 포함할 수 있다. 추가로, 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예와 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 코팅 장치는 웹을 코팅하기 위한 적어도 하나의 코팅 툴, 이를테면 코팅 재료 소스 등을 포함할 수 있다. 코팅 툴은, 예컨대, CVD, PVD, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD), 및 스퍼터링을 위한 코팅 툴들을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 추가로, 코팅 장치는 본원에서 설명되는 임의의 실시예에 따른 롤러 디바이스를 포함한다.
[0069] 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에서, 웹 온도 제어 및 가이딩은 진공 조건들 하에서 이루어진다. 예컨대, 진공 챔버 내의 압력은 10-5 내지 20 mbar, 특히 10-4 mbar 내지 약 10-2 mbar의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 진공 챔버 내의 진공 압력은 국부적으로 변화될 수 있다. 특히, 프로세스 가스들이 존재하는 코팅 영역에서, 전형적으로, 진공 압력은, 예컨대 프로세스 가스들로서 질소 또는 아르곤을 이용하는 스퍼터 애플리케이션에서 10-4 내지 10-2 mbar의 범위를 가질 수 있고, 그리고 예컨대 프로세스 가스로서 수소 및/또는 실란을 사용하는 CVD 또는 PECVD 애플리케이션들에서 1-10 mbar의 범위를 가질 수 있다. 코팅 영역 외부에서, 진공 압력들은 코팅 영역 내의 압력들 미만일 수 있다. 변화도(gradient)는 전형적으로, 진공 펌프 시스템에 의해 유지된다. 전형적으로, 스퍼터링은 10-2 mbar 내지 10-4 mbar의 압력 하에서 달성된다.
[0070] 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예와 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스는 비-회전가능 만곡 표면을 가질 수 있다. 예컨대, 롤러 디바이스 표면의 만곡 표면은 난형 또는 부분적인 난형, 이를테면 타원형 또는 부분적인 타원형 단면을 가질 수 있다.
[0071] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진공 조건들 하의 웹 코팅 프로세스에서 웹의 온도를 제어하기 위한 방법이 제공된다. 도 8은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 온도를 제어하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다. 블록(801)에서, 방법은 온도 제어형 롤러 디바이스에 걸쳐, 코팅될 웹을 이동시키는 단계를 포함한다. 특히, 온도를 제어하기 위한 방법은 양면 코팅 프로세스에서 웹의 온도를 제어하기 위한 방법일 수 있다. 코팅될 웹은 하나의 면 상에 코팅을 이미 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 코팅될 웹, 또는 하나의 면 상에 이미 코팅을 갖는 웹은 위에서 상세히 설명된 바와 같은 웹, 이를테면 가요성 웹일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스에 걸쳐 이동하는 웹은 롤러 디바이스의 만곡 표면과 접촉하고 있다. 예컨대, 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 웹과 롤러 디바이스 사이의 접촉은 점 접촉일 수 있다. 그와 같이 롤러 디바이스에 대하여 설명된 위의 특징들은 방법에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
[0072] 일부 실시예들에 따르면, 온도 제어형 롤러 디바이스인 롤러 디바이스는, 예컨대, 롤러 디바이스를 냉각시키거나 또는 가열하기 위한 냉각 또는 가열 채널들을 포함하는 온도 조정 시스템을 포함할 수 있다. 웹은, 도 1에서 웹 가이딩 구역(103)으로서 예시적으로 도시된 바와 같은, 온도 제어형 롤러 디바이스의 웹 가이딩 구역에서 롤러 디바이스와 접촉한다.
[0073] 도 8의 흐름도의 블록(802)은 온도 제어형 롤러 디바이스, 특히 온도 제어형 롤러 디바이스의 만곡 표면에 배치된 가스 배출구들로부터 가스를 방출하는 것을 포함한다. 예컨대, 가스는, 온도 제어형 롤러 디바이스 내의 가스 채널들에 의해 만곡 표면 내의 가스 배출구들에 유동적으로 연결되어 있는 가스 소스에 의해, 공급될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 가스 소스는 온도 제어형 롤러 디바이스의 고정 부분에 배열될 수 있으며, 가스 채널들 뿐만 아니라 가스 배출구들은 온도 제어형 롤러 디바이스의 회전가능 부분에 배열될 수 있다. 가스 배출구들로부터 방출된 가스는, 온도 제어형 롤러 디바이스로부터 웹으로의 열 전이를 제공하기 위해, 온도 제어형 롤러 디바이스와 웹 사이에 가스 베어링을 형성한다. 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 웹과 만곡 표면은 서로 점 접촉하고 있을 수 있다. 가스 베어링들은 롤러 디바이스의 만곡 표면과 웹 사이의 접 접촉의 포인트들 사이에 형성될 수 있다.
[0074] 일부 실시예들에 따르면, 가스 유동은 온도 제어형 롤러 디바이스로부터 웹 가이딩 구역 내의 가스 배출구들의 제1 서브그룹을 통해 방출된다. 예컨대, 가스 소스는, 가스 배출구들의 일부, 즉 웹 가이딩 구역 내의 가스 배출구들, 또는 가스 배출구들의 제1 서브그룹에만 가스 소스로부터 가스 유동이 제공되도록 배열된다.
[0075] 블록(803)에서, 가스가 웹 가이딩 구역 외부에 있는 가스 배출구들의 제2 서브그룹을 통해 유동하는 것이 방지된다. 가스 유동을 방출하는 것은 가스 배출구들의 제1 서브그룹을 개방함으로써 실시될 수 있으며, 가스 유동을 방지하는 것은 가스 배출구들의 제2 서브그룹을 폐쇄함으로써 실시될 수 있다. 특히, 가스 배출구들의 제1 서브그룹을 개방하는 것은 가스 소스에 제1 서브그룹을 연결하는 것을 포함할 수 있다. “연결하는”이라는 용어는 특히, “유체 연통되게 하는”을 포함한다. 유사하게, 제2 서브그룹을 폐쇄하는 것은 가스 소스로부터 제2 서브그룹을 연결해제하는 것을 포함할 수 있다.
[0076] 예컨대, 가스 소스는, 가스 배출구들의 제1 서브그룹이 가스 소스에 유동적으로 연결될 수 있는 한편, 가스 배출구들의 제2 서브그룹이 가스 소스로부터 연결해제되도록 설계 및 포지셔닝된다. 일 예에서, 가스 소스는 롤러 디바이스의 둘레의 일부(이를테면, 섹터)에 걸쳐 연장되도록 설계될 수 있다. 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 가스 배출구들을 포함하는 롤러 디바이스의 만곡 표면은, 웹 가이딩 구역에서 제1 서브그룹이 가스 소스를 통과하고(그리고 가스 소스에 연결되고), 제2 서브그룹 롤러 디바이스가 웹 가이딩 구역 외부에 있고 가스 소스로부터 연결해제되도록, 회전된다. 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스, 그리고 특히, 롤러 디바이스의 가스 분배 시스템은 웹 가이딩 구역에서 가스 배출구들의 제1 서브그룹과 가스 소스를 연결할 수 있는 가스 채널들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 도 7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 롤러 디바이스, 그리고 특히, 롤러 디바이스의 만곡 표면은 가스 배출구들을 제공하기 위한 다공성 재료의 층을 포함한다.
[0077] 도 9는 온도 제어형 롤러 디바이스에 의해 웹을 가이딩하고 웹의 온도를 제어하기 위한 방법의 실시예의 흐름도를 도시한다. 블록들(801 내지 803)은 도 8의 실시예에 대하여 위에서 설명된 것과 동일할 수 있다. 블록(804)에서, 방법은 구동 유닛에 의해 온도 제어형 롤러 디바이스를 구동시키는 단계를 더 포함한다. 도 1은 화살표(201)의 방향으로 웹(200)이 견인되는 예를 도시한다. 웹이 견인되는 것으로부터 기인하는 웹의 이동은 롤러 디바이스를 구동시킬 수 있거나, 또는 적어도, 롤러 디바이스의 회전 이동을 개시할 수 있다. 구동 유닛은 롤러 디바이스의 만곡 표면을 회전시킬 수 있다.
[0078] 일부 실시예들에 따르면, 가스는 30 sccm 내지 300 sccm의 유량으로 가스 배출구들로부터 방출된다. 예컨대, 가스 유동은 코팅 드럼 및 코팅 폭의 사이즈에 따라 좌우된다. 일부 실시예들에서, 만곡 표면의 면적당 가스 유량은, 전형적으로는 약 10 sccm/m2 내지 약 200 sccm/m2, 더 전형적으로는 약 20 sccm/m2 내지 약 150 sccm/m2, 그리고 한층 더 전형적으로는 약 30 sccm/m2 내지 약 120 sccm/m2일 수 있다. 일 예에서, 만곡 표면의 면적당 가스 유량은 전형적으로 약 100 sccm/m2일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 만곡 표면 상의 가스 배출구들의 수는 롤러 디바이스의 만곡 표면의 m2당 2000개 내지 20000개, 더 전형적으로는 m2당 4000개 내지 15000개, 그리고 한층 더 전형적으로는 m2당 5000개 내지 10000개일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스의 만곡 표면은 섹션들로 파티셔닝될 수 있으며, 이를테면, 전형적으로는 10개 내지 50개의 세그먼트들, 더 전형적으로는 15개 내지 40개의 세그먼트들, 그리고 한층 더 전형적으로는 20개 내지 30개의 세그먼트들로 파티셔닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나의 섹션 내의 가스 배출구들의 수는 20개 내지 100개일 수 있다. 일부 실시예들에서, 롤러 디바이스는 가스 배출구들을 제공하는 다공성 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 웹 가이딩 구역 내의 가스 배출구들의 수는 100개 내지 10000개이다.
[0079] 일부 실시예들에서, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른, 웹의 온도를 제어하기 위한 방법을 포함하는, 진공 코팅 프로세스에서 웹을 코팅하기 위한 방법이 제공된다.
[0080] 일부 실시예들에 따르면, 웹의 온도를 제어하기 위한 방법은 양면 또는 이중면 코팅 프로세스에서 사용될 수 있다. 예컨대, 기판의 제1 면이 이미 코팅된 경우, 웹의 제2 면의 가이딩 및 코팅 프로세스에서, 코팅된 층의 손상을 방지하기 위해 웹에 대한 견인력이 제한된다. 추가로, 높은 증착 레이트는 코팅 프로세스로 인해 그리고 코팅 프로세스 동안 웹의 가열을 증가시킨다. 웹 상의 열 부하가 증가된다. 증가된 열 부하는 기판 손상의 위험성을 증가시킬 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 방법으로 웹의 온도를 제어하는 것은, 적절한 증착 레이트로 웹을 코팅할 수 있게 하고, 동시에, 웹이 부적절한 높은 온도가 되는 것을 방지할 수 있고, 그에 따라, 예컨대 웹 손상의 위험성을 저감시킨다.
[0081] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 진공 조건들 하의 웹 코팅 프로세스 애플리케이션에서 웹과 접촉하고 웹의 온도를 제어하기 위한 롤러 디바이스의 사용이 설명된다. 롤러 디바이스는 도 1에 예시적으로 도시된 온도 조정 시스템(130), 이를테면, 롤러 디바이스를 냉각시키기 위한 냉각 시스템을 포함한다. 웹과 접촉하고 웹의 온도를 제어하기 위해 사용될 롤러 디바이스는, 웹과 대면하고 웹과 접촉하기 위한 만곡 표면을 더 포함한다. 만곡 표면은 롤러 디바이스의 축을 중심으로 회전가능하고, 웹 가이딩 구역을 포함한다. 도 1 및 도 7에서, 웹 가이딩 구역은 참조 부호 103으로 예시적으로 표시된다. 롤러 디바이스는, 만곡 표면에 배치되어 있고, 특히 롤러 디바이스에 의해 접촉되고 온도 제어될 웹의 방향으로, 가스 유동을 방출하도록 적응된 가스 배출구들의 그룹을 포함한다.
[0082] 본원에서 설명되는 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스는, 가스 배출구들의 제1 서브그룹에 가스 유동을 선택적으로 제공하기 위한 그리고 가스 배출구들의 제2 서브그룹으로 가스가 유동하는 것을 선택적으로 방지하기 위한 가스 분배 시스템을 포함한다. 가스 배출구들의 제1 서브그룹은 웹 가이딩 구역 내의 적어도 하나의 가스 배출구로 구성되며, 가스 배출구들의 제2 서브그룹은 웹 가이딩 구역 외부에 있는 적어도 하나의 가스 배출구로 구성된다.
[0083] 일부 실시예들에서, 진공 코팅 프로세스 동안 웹과 접촉하고 웹을 온도 제어하기 위한 롤러 디바이스의 사용은 위에서 예시적으로 설명된 바와 같은 방법 특징들일 수 있다.
[0084] 일부 실시예들에 따르면, 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스의 사용은 웹의 양면 또는 이중면 코팅 프로세스에서 이루어진다. 일부 실시예들에서, 웹과 접촉하고 웹을 온도 제어하기 위해 사용될 롤러 디바이스는 롤러 디바이스의 만곡 표면을 회전시키기 위한 구동 유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웹과 접촉하고 웹을 온도 제어하기 위해 사용될 롤러 디바이스는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같은 그리고 위에서 상세히 설명된 바와 같은 롤러 디바이스일 수 있다.
[0085] 일부 실시예들에 따르면, 롤러 디바이스의 만곡 표면과 웹을 접촉시키는 것은 웹의 온도를 제어하는 데 특히 유익하다. 위에서 상세히 설명된 바와 같이, 롤러 디바이스와 웹 사이의 접촉 포지션들 사이에 제공되는 가스 베어링들 및 점 접촉은 (냉각된) 롤러 디바이스와 웹 사이의 열 전이를 증가시킨다. 웹과 만곡 표면 사이의 효과적인 열 전이가 제공될 수 있으며, 코팅 프로세스의 품질이 증가될 수 있다.
[0086] 그와 같은 롤러 디바이스, 또는 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러 디바이스를 포함하는 코팅 장치에 대하여 위에서 설명된 모든 특징들이, 본원에서 설명되는 방법 실시예들 및 사용 실시예들에 적용될 수 있다는 것이 이해될 수 있다.
[0087] 전술한 바가 실시예들에 관한 것이지만, 다른 및 추가적인 실시예들이 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 그 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 진공 조건들 하의 웹(web) 코팅 프로세스에서 웹(200)을 가이딩하고, 롤러 디바이스와 접촉하는 상기 웹(200)의 온도를 제어하기 위한 롤러 디바이스(100)로서,
    상기 롤러 디바이스(100)의 온도를 조정하기 위한 온도 조정 시스템(130);
    상기 웹(200)과 대면하고 상기 웹(200)과 접촉하기 위한, 상기 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101) ― 상기 만곡 표면(101)은 상기 롤러 디바이스의 축(102)을 중심으로 회전가능하고, 웹 가이딩 구역(103)을 포함함 ―;
    상기 만곡 표면(101)에 배치되고, 가스 유동을 방출하도록 구성된 가스 배출구들(104)의 그룹;
    상기 가스 배출구들(104)의 제1 서브그룹에 상기 가스 유동을 선택적으로 제공하고, 상기 가스가 상기 가스 배출구들(104)의 제2 서브그룹으로 유동하는 것을 선택적으로 방지하기 위한 가스 분배 시스템(105) ― 상기 가스 배출구들의 제1 서브그룹은 상기 웹 가이딩 구역(103) 내의 적어도 하나의 가스 배출구로 구성되며, 상기 가스 배출구들의 제2 서브그룹은 상기 웹 가이딩 구역(103) 외부에 있는 적어도 하나의 가스 배출구로 구성되고, 그리고 상기 가스 분배 시스템(105)은 가스 소스(108) 및 상기 가스 배출구들(104)과 유체 연통하는 개별 가스 채널들(107)을 포함하며, 상기 개별 가스 채널들(107)은 상기 롤러 디바이스(100)의 회전에 의해 상기 가스 배출구들(104)의 제1 서브그룹에 상기 가스 소스(108)를 선택적으로 연결하고 상기 롤러 디바이스(100)의 회전에 의해 상기 가스 배출구들(104)의 제2 서브그룹으로부터 상기 가스 소스(108)를 선택적으로 연결해제하도록 구성됨 ―;
    상기 만곡 표면(101)을 회전시키기 위한 구동 유닛(110) ― 상기 만곡 표면(101)은, 상기 만곡 표면의 회전 시 상기 웹(200)의 이동을 유발시키도록 구성됨 ―; 및
    상기 가스 배출구들의 그룹의 가스 배출구들(104) 중 하나 또는 그 초과를 통해 진공을 선택적으로 제공하기 위해 상기 롤러 디바이스(100)의 회전에 의해 상기 개별 가스 채널들(107)에 선택적으로 연결될 수 있는 진공 생성 시스템(111) ― 상기 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)은 세그먼트(segment)들을 가지며, 각각의 세그먼트는 개별 E-척 타일을 포함하고, 각각의 개별 E-척 타일은 상기 웹(200)에 인력을 제공하도록 구성되며, 그리고 각각의 개별 E-척 타일은 상기 가스 분배 시스템(105)의 가스 소스(108)에 대한 상기 E-척 타일의 포지션 및 상기 진공 생성 시스템(111)에 대한 상기 E-척 타일의 포지션에 따라 동작되도록 제어됨 ―을 포함하는,
    롤러 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러 디바이스는 20 sccm/m2 내지 150 sccm/m2의 가스 유동을 제공하도록 구성되는,
    롤러 디바이스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 만곡 표면(101)은 거칠기를 포함하며, 상기 거칠기는 상기 롤러 디바이스(100)와 상기 웹(200)의 점 접촉(punctual contact)을 가능하게 하고, 상기 가스 유동이 상기 웹(200)과 상기 만곡 표면(101) 사이의 상이한 접촉 위치들 사이의 공극들을 채울 수 있게 하는,
    롤러 디바이스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 배출구들(104)은 상기 만곡 표면(101)의 다공성 재료(123)의 층에 의해 제공되는,
    롤러 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 롤러 디바이스는 이중면(double-sided) 코팅 프로세스에서 사용하도록 구성되는,
    롤러 디바이스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    각각의 개별 E-척 타일은 상기 롤러 디바이스(100)의 회전 포지션에 따라 상기 웹(200)에 인력을 제공하도록 구성되는,
    롤러 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 세그먼트의 회전 포지션을 감지하기 위해 구성된 적어도 하나의 센서를 더 포함하는,
    롤러 디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 세그먼트의 회전 포지션에 따라 동작하도록 각각의 개별 E-척 타일을 제어하기 위해 구성된 제어 유닛을 더 포함하는,
    롤러 디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 개별 E-척 타일은, 상기 웹 가이딩 구역(103) 내부에 있거나 또는 외부에 있는 상기 세그먼트의 포지션에 따라 추가로 동작되도록 제어되는,
    롤러 디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤러 디바이스의 만곡 표면(101)은 10개의 세그먼트들 내지 50개의 세그먼트들로 파티셔닝되는(partitioned),
    롤러 디바이스.
  11. 진공 조건들 하의 웹 코팅 프로세스에서 웹(200)의 온도를 제어하기 위한 방법으로서,
    온도 제어형 롤러 디바이스의 웹 가이딩 구역(103)에서 상기 온도 제어형 롤러 디바이스와 접촉하는 웹(200)을 상기 온도 제어형 롤러 디바이스(100)에 걸쳐 이동시키는 단계 ― 상기 롤러 디바이스는 상기 웹(200)과 대면하고 상기 웹(200)과 접촉하기 위한 만곡 표면(101)을 갖고, 상기 만곡 표면(101)은 상기 롤러 디바이스의 축(102)을 중심으로 회전가능하며, 상기 웹 가이딩 구역(103)을 포함함 ―;
    상기 온도 제어형 롤러 디바이스로부터 상기 웹으로의 열 전이를 제공하기 위하여, 상기 온도 제어형 롤러 디바이스(100)와 상기 웹(200) 사이에 가스 베어링(gas bearing)을 형성하도록, 상기 온도 제어형 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면에 배치된 가스 배출구들(104)로부터 가스를 방출하는 단계 ― 상기 가스를 방출하는 단계는 상기 온도 제어형 롤러 디바이스(100)로부터 상기 웹 가이딩 구역(103) 내의 상기 가스 배출구들(104)의 제1 서브그룹을 통해 가스 유동을 방출하는 단계를 포함하고, 그리고 개별 가스 채널들(107)은 상기 가스 배출구들(104)과 유체 연통하고, 상기 개별 가스 채널들(107)은 상기 롤러 디바이스(100)의 회전에 의해 상기 가스 배출구들(104)의 제1 서브그룹에 가스 소스(108)를 선택적으로 연결하도록 구성됨 ―;
    상기 웹 가이딩 구역(103) 외부에 있는 상기 가스 배출구들(104)의 제2 서브그룹을 통해 상기 가스가 유동하는 것을 방지하는 단계 ― 상기 개별 가스 채널들(107)은 상기 롤러 디바이스(100)의 회전에 의해 상기 가스 배출구들(104)의 제2 서브그룹으로부터 상기 가스 소스(108)를 선택적으로 연결해제하도록 구성됨 ―;
    상기 롤러 디바이스(100)의 회전에 의해 상기 개별 가스 채널들(107)에 선택적으로 연결될 수 있는 진공 생성 시스템(111)에 의해 상기 가스 배출구들(104) 중 하나 또는 그 초과를 통해 진공을 선택적으로 제공하는 단계 ― 상기 진공 생성 시스템(111)은 상기 롤러 디바이스(100)의 고정 부분에 배열되고, 상기 가스 배출구들(104)을 갖는 상기 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101)은 상기 롤러 디바이스(100)의 동작 동안 상기 진공 생성 시스템(111) 주위로 회전함 ―;
    상기 롤러 디바이스(100)의 만곡 표면(101) 상의 복수의 세그먼트들의 각 세그먼트에 개별 E-척 타일을 제공하는 단계 ― 각각의 개별 E-척 타일은 상기 웹(200)에 인력을 제공함 ―; 및
    상기 가스 분배 시스템(105)의 가스 소스(108)에 대한 상기 E-척 타일의 포지션 및 상기 진공 생성 시스템(111)에 대한 상기 E-척 타일의 포지션에 따라 동작하도록 각각의 개별 E-척 타일을 제어하는 단계를 포함하는,
    웹의 온도를 제어하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 가스 배출구들(104)로부터 상기 가스를 방출하는 단계는, 30 sccm 내지 300 sccm의 유량으로 상기 가스를 방출하는 단계를 포함하는,
    웹의 온도를 제어하기 위한 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 롤러 디바이스(100)는 상기 웹(200)의 양면(two-sided) 코팅 프로세스에서 사용되는,
    웹의 온도를 제어하기 위한 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    각각의 개별 E-척 타일을 사용하여 상기 롤러 디바이스(100)의 회전 포지션에 따라 상기 웹(200)에 인력을 제공하는 단계를 더 포함하는,
    웹의 온도를 제어하기 위한 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 센서를 사용하여 각각의 세그먼트의 회전 포지션을 감지하고, 제어 유닛을 사용하여 각각의 세그먼트의 회전 포지션에 따라 동작하도록 각각의 개별 E-척 타일을 제어하는 단계를 더 포함하는,
    웹의 온도를 제어하기 위한 방법.

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