KR20110110784A - 디바이스의 성분의 제조 방법, 및 생성 성분 및 디바이스 - Google Patents

디바이스의 성분의 제조 방법, 및 생성 성분 및 디바이스 Download PDF

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KR20110110784A
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윌리암 블레이크 콜브
윌리암 알 두들리
마이클 에이 존슨
스티븐 에이 존슨
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명의 방법은 디바이스의 성분 중 적어도 일부를 형성하는 가요성 웨브 기판(예를 들어, 중합체성 가요성 웨브 기판)을 제공하는 단계, 가요성 웨브 기판이 다운-웨브 방향으로 이동하는 동안, 코팅하여, 가요성 웨브 기판 중 한 면 또는 두 면 모두 상의 주요 표면의 모두 또는 상당한 부분을 유동가능한 중합체성 물질로 웨트-아웃하고 덮는 단계, 및 중합체성 물질을 고체화하여 가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두의 주요 표면 상에 하나의 세정층을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명은 연속 인-라인 제조 방법에서 이용될 수 있다. 가요성 웨브 기판이 디바이스의 성분을 형성하지 않을 본 발명의 적용에서, 본 발명은 광범위하게는 정해지지 않은 길이의 가요성 웨브로부터 입자를 세정하는 방법을 제공한다. 각각의 세정층은 주요 표면 상의 세정층 물질의 상당한 잔류물에 손상을 주거나 이를 남겨두지 않으면서 쉽게 제거가능한 주요 표면에의 상당한 접착성 결합을 형성한다. 이러한 주요 표면 상에 있었던 상당한 수의 입자는 세정층에 의해 포착되고 이를 사용해 제거가능하다.

Description

디바이스의 성분의 제조 방법, 및 생성 성분 및 디바이스{METHOD OF PRODUCING A COMPONENT OF A DEVICE, AND THE RESULTING COMPONENTS AND DEVICES}
본 발명은 특히 후속한 가공을 위한 제조 시 기판의 하나 이상의 표면을 세정 및 보호하는, 더욱 특히, 그러한 기판이 정해지지 않은 길이(indefinite length)의 가요성 웨브 기판인, 및 더욱 더 특히, 기판이 종축으로 이동하는 동안 가요성 웨브 기판의 하나 이상의 표면을 세정 및 보호하는 디바이스를 제조하는데 사용되는 성분의 제조, 뿐만 아니라 그로부터 생성되는 성분 및 디바이스에 관한 것이다.
가장 미세한 얼룩 찌꺼기가 최종 생성물에서 또는 중간체 생성물에 대해서 손상을 줄 수 있는 많은 제조 방법이 존재하는 것으로 잘 알려져 있다. 마찬가지로, 그러한 표면으로부터 미립자 물질을 제거하는 것으로 알려진 기술이 존재한다. 입자는 단일 직경으로는 거의 구형이지 않아서, 광범위하게는 워드 직경(word diameter)을 사용해 입자 크기를 기술한다. 일반적으로, 세정 기술은 점착성 롤, 점착성 배킹(backing) 또는 테이프, 습식 세정(wet cleaning), 및 초음파 보조 에어 나이프 시스템을 사용한 입자의 제거를 포함한다. 그러한 제조 방법은 또한, 상대적으로 미립자 오염이 없는 환경을 제공하는 "클린룸(clean room)"에서 수행되어 왔다. 그러나, 그러한 클린룸 설비는 작동시키고 유지시키기에 비싸다.
정해지지 않은 길이를 갖는 가요성 웨브를 사용하는 고부피 롤-투-롤 제조(high-volume roll-to-roll manufacturing)에서 깨끗한 표면이 필요하나, 그러한 필요는 대체로 충족되지 않았다. 이들 롤-투-롤 제조 방법은 특히 문제가 있는 세정 이슈를 제기하는데, 왜냐하면, 롤 상품은 상대적으로 긴 길이를 갖고 이는 세정되어야 하거나 세정된 채로 유지되어야 하는 거대한 표면적을 만들기 때문이다. 그러한 가공되는 웨브는 전형적으로, 롤로 감기고 롤 형태로 보관되고 운송된 다음, 사용되거나 추가로 가공되는 경우에 풀린다. 그러한 세정되는 웨브의 감김, 보관, 운송 및 풀림은, 특히 상대적으로 더러운 위치에서 수행되는 경우, 미립자 오염의 기회를 만든다. 심지어, 예를 들어, 연속 제조 방법에서 코팅, 전환(예를 들어, 슬릿화(slitting) 조작) 또는 달리 취급되는 중간체 기판으로서 사용되는 웨브는 가공 장비의 성질로 인해 시간이 지남에 따라 미립자 오염에 노출될 수 있다. 또한, 그러한 연속 웨브 취급 방법은 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 클린룸 환경에서 그러한 연속 웨브 취급 방법을 수행하는 것이 비쌀 수 있다.
중합체성 물질은 종종 예를 들어, 그들의 가요성 및 그들이 제공할 수 있는 다양한 특성(예를 들어, 광학적, 기계적 및 열적 특성)때문에, 웨브를 제조하는데 사용하기에 바람직하다. 그러나, 중합체성 웨브 물질은 종종 전형적으로 세정되는 표면(예를 들어, 규소 웨이퍼)과 비교해 상대적으로 더 연한 표면을 가지고, 이는 미립자 제거를 추가로 복잡하게 할 수 있다.
본 발명의 한 측면에서, 디바이스의 성분의 제조 방법이 제공된다. 본 방법은 디바이스의 성분 중 적어도 일부를 형성하는 가요성 웨브 기판을 제공하는 단계, 가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두 상의 주요 표면의 모두 또는 상당한 부분을 유동가능한 중합체성 물질로 웨트-아웃(wet-out)하고 덮기 위해 코팅하는 단계, 및 중합체성 물질을 고체화하여 가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두 상의 주요 표면 상에 하나의 세정층을 형성하는 단계를 포함한다. 가요성 웨브 기판은 양면, 각각의 면 상의 주요 표면, 종축 및 정해지지 않은 길이를 갖는다. 본 발명은 특히, 중합체성 가요성 웨브 기판을 이용한 용도에 적합하다. 가요성 웨브 기판은 예를 들어, 가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두 상의 주요 표면을 형성하는 적어도 하나의 중합층과 같은 중합체성 웨브 기판을 포함할 수 있다. 가요성 웨브 기판이 다운-웨브 방향(즉, 그의 종축에 일반적으로 평행인 방향)으로 이동하는 동안, 가요성 웨브 기판은 중합체성 물질로 코팅된다. 따라서, 본 발명은 연속 인라인(in-line) 제조 방법에서 이용될 수 있다. 가요성 웨브 기판이 디바이스의 성분 또는 다른 부분을 형성하지 않을 것인 경우(예를 들어, 가요성 웨브 기판이 이형 라이너인 경우), 본 발명을 위한 적용이 있다. 그러한 적용에서, 본 발명은 정해지지 않은 길이의 가요성 웨브로부터 입자를 세정하는 방법을 제공하는 것으로서 광범위하게 제시될 수 있다.
각각의 세정층은 그것이 형성되는 주요 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성한다. 각각의 세정층은 또한, 그것이 결합되는 주요 표면으로부터 쉽게 제거가능하다(바람직하게는 한 조각으로). 많은 실시 양태에서, 세정층의 제거 후에, 가요성 웨브 기판의 주요 표면과 본래 접촉해 있는 세정층의 표면은 점착성이지 않아서, 추가의 입자 또는 찌꺼기는 노출된 세정층 표면에 쉽게 부착가능하지 않다. 세정층의 적용 동안에 주요 표면 상에 존재하는 입자 또는 찌꺼기만이 세정층이 가요성 웨브 기판으로부터 벗겨지는 경우에 제거된다.
세정층의 제거는 그것이 형성되는 주요 표면에 손상을 주거나 주요 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 달성된다. 또한, 각각의 세정층은 세정층이 형성되기 전에 이러한 주요 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하고, 각각의 세정층의 제거는 깨끗한 표면을 드러낸다. 본 세정층 중 하나에 의해 제거될 필요가 있는 입자의 양 및 크기는 예를 들어, 중합체성 물질을 적용하고 세정층을 형성하기 전에, 통상의 세정 기술을 사용하여, 세정될 기판 표면을 초기 세정 방법으로 처리함으로써 감소될 수 있다. 가요성 웨브 기판의 주요 표면 둘다는 중합체성 물질로 동시에 또는 연속해서 코팅될 수 있다.
이러한 방식으로, 입자는 가요성 웨브 기판의 주요 표면으로부터 세정되는 것이 바람직하거나 편한 임의의 때에(예를 들어, 주요 표면이 추가로 가공되기 직전에) 간단히 세정층을 제거함으로써 세정될 수 있다. 본 발명에 따라 세정될 가요성 웨브 기판 상에 하나 초과의 주요 표면이 존재하는 경우, 주요 표면은 한 번에 한 면 또는 동시에 두 면 모두 세정될 수 있다. 즉, 제거될 세정층이 여러 개 존재하는 경우, 세정층은 한 번에 한 면 또는 동시에 두 면 모두 제거될 수 있다. 세정층이 가요성 웨브 기판으로부터 제거됨에 따라 각각의 세정층을 롤로 감는 것이 바람직하다. 제거될 세정층이 여러 개 존재하는 경우, 세정층은 한 번에 한 면 또는 동시에 제거되고 롤로 감길 수 있다(예를 들어, 적합하게 크기화된 스풀(spool) 상에서). 일부 실시 양태에서, 제거되는 세정층은 생성물을 운송하기 위한 수축성 랩(shrink wrap) 또는 보호 랩과 같은 목적을 위한 유용성을 갖는 중합체성 필름 물질로서 사용하기 위해 재활용될 수 있다. 더욱이, 세정층이 접착층의 오버코트가 있는 다층 구조물을 포함한다면, 제거되는 세정층은 접착 테이프로서 사용될 수 있다.
세정층이 제거된 후에, 기판 표면에는, 입자의 존재가 기판의 특정 용도를 위한 기판 표면 상에서 허용가능하지 않은 입자가 없거나 적어도 실질적으로 없다. 바람직하게는, 세정층이 제거된 후에, 기판 표면에는 초미세 입자뿐만 아니라 더 큰 입자가 없거나 또는 적어도 실질적으로 없다. 세정층이 제자리에 있어서, 하부의 기판 표면의 청결은 예를 들어, 세정층이 제거되고 기판 표면이 추가로 가공되기 전에 또는 기판이 달리 추가로 가공되기 전에, 기판이 보관되거나 후속해서 취급되는 동안에 보호되고 유지될 수 있다.
본 발명의 방법은 추가로, 세정층의 제거(예를 들어, 인라인으로) 후에 각각의 깨끗한 표면을 가공하는 것(예를 들어, 금속화하기, 평탄화하기, 마이크로-프린팅(micro-printing) 또는 그렇지 않다면 예를 들어, 포토레지스트(photoresist) 물질의 패턴과 같은 물질의 프린팅 또는 코팅 등)을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 세정될 가요성 웨브 기판 상에 하나 초과의 주요 표면(즉, 가공될 하나 초과의 깨끗한 표면)이 존재하는 경우, 생성된 깨끗한 표면은 한 번에 한 면 또는 동시에 가공될 수 있다.
본 발명의 방법은 또한 추가로, 가요성 웨브 기판 상에서 적어도 하나의 또는 각각의 깨끗한 표면을 금속화하여, 그 위에 핀홀 결함이 실질적으로 없는 금속 표면을 갖는 금속층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 금속화 조작은 세정층의 제거와 인라인으로 수행되는 것이 바람직하다. 본원에서 사용된 바와 같이, "금속" 표면은 하나 이상의 원소 금속, 금속 합금, 금속 함유 화합물(예를 들어, 금속 산화물), 및 그의 조합을 포함하는 것이다. 또한, 가요성 웨브 기판이 다운-웨브 방향(즉, 일반적으로 그의 종축에 평행한 방향)에서 이동하는 동안, 또다른 유동가능한 중합체성 물질을 코팅하여, 가요성 웨브 기판 상의 적어도 하나의 또는 각각의 금속 표면의 모두 또는 상당한 부분 상을 웨트-아웃하고 이를 덮음으로써 본 발명에 따른 그러한 금속층을 세정 및 보호하는 것이 바람직할 수 있다. 다음, 다른 중합체성 물질은 고체화되어, 적어도 하나의 또는 각각의 금속 표면 상에서 또다른 세정층을 형성한다. 제 1 세정층을 형성하는데 사용되는 중합체성 물질 및 제 2 세정층을 형성하는데 사용되는 중합체성 물질(금속층 상의)은 동일 또는 상이할 수 있다. 각각의 세정층은, 다른 세정층이 형성되는 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 그 위에 손상을 주거나 그 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 쉽게 제거가능하고, 그 위에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하여, 다른 세정층의 제거가 금속성 깨끗한 표면을 드러내는 것이 바람직하다. 세정될 다중 금속 표면이 존재하는 경우, 본 발명에 따라, 금속 표면은 한 번에 한 면 또는 동시에 세정될 수 있다.
금속화 가공외에도, 또는 대안적으로, 그러한 후속한 가공은 또한, 깨끗한 표면을 평탄화 코팅으로 평탄화하여 평탄화된 표면을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "평탄화된", "평탄화", "평탄화하는" 등은 편평하고 낮은 표면 조도(roughness) 표면을 기판 상에 형성하기 위해 기판에 적용되는 중합체성 코팅을 말한다. 유동가능한 중합체성 물질의 코팅 전에 평탄화 코팅은 기판 상에 적용될 수 있어서, 평탄화 코팅은 기판 표면을 형성한다. 이러한 방식으로, 생성된 기판 표면은 약 .277 ㎟ (예를 들어, 459 ㎛ × 603 ㎛)의 영역에 걸쳐 약 10 ㎚ 이하, 약 10,000 미크론2의 범위의 영역에 걸쳐 약 1 ㎚ 이하, 약 400 미크론2의 영역에 걸쳐 약 1 ㎚ 이하, 또는 약 25 미크론2의 영역에 걸쳐 약 1 ㎚ 이하의 Rq 표면 조도로 평탄화될 수 있다. 본 발명의 방법은 추가로, 중합체성 물질이 코팅되기 전에 중합체성 평탄화 코팅을 적용하여 가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두의 주요 표면을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 중합체성 평탄화 코팅에 의해 형성되는 가요성 웨브 기판의 각각의 주요 표면은 평탄화된 표면이다. 본 발명에 따른 평탄화된 표면을 세정하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 금속층의 세정에 대해 상기 기술된 것과 같은 방식으로 달성될 수 있다.
다음, 평탄화된 기판 표면은 예컨대 예를 들어, 금속화됨으로써 추가로 가공되어 그 위에 금속층을 형성할 수 있다. 본 발명에 따르면, 평탄화된 기판 표면을 유동가능한 중합체성 물질의 적어도 하나의 다른 층을 코팅한 다음, 유동가능한 중합체성 물질의 다른 층을 또다른 세정층 내로 고체화함으로써 금속화되거나 또는 달리 가공되기 전에, 평탄화된 기판 표면을 세정하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 다른 세정층이 제거되고 하부의 평탄화된 기판 표면이 드러난 후에, 생성된 깨끗한 평탄화된 표면은 마찬가지로 처리되거나 또는 그렇지 않다면 예컨대, 예를 들어, 본원에서 기술된 바와 같이 가공될 수 있다(예를 들어, 금속화되어 그 위에 금속층을 형성함).
본 발명의 일부 실시 양태에서, 코팅된 가요성 웨브는 또한, 세정층이 제거되기 전에, 하나 이상의 임의의 오버코트층을 가요성 웨브 기판 상에 코팅된 적어도 하나의 세정층의 노출된 표면 상에 적용함으로써 가공될 수 있다. 대안적으로, 이중 압출 코터(또는 다층 압출 코터)는 도 4에서 예시된 바와 같이 기판의 주요 표면에 동시에 세정층 및 오버코트층 둘다(또는 다중-압출 코터용 다중층)를 적용할 수 있다. 예를 들어, 웨브 수송을 용이하게 하고(예를 들어, 목적하는 마찰 계수를 수득하기 위해), 웨브에 유의하게 손상을 주지 않으면서 롤로 감기고 풀리는 웨브의 능력을 향상시키는 표면 특징(예를 들어, 안티-블로킹(anti-blocking) 특징)을 부여하기 위해 그러한 오버코트층(들)을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 예를 들어, 세정층의 인장 강도를 증가시키거나 또는 그렇지 않다면 세정층을 강화하기 위해(예를 들어, 기판으로부터 세정층의 제거 동안에 접착성 실패를 용이하게 하기 위해), 그의 제거 전에 세정층을 기계적으로 보호하기 위해, 세정층의 노출된 표면의 접착성 또는 이형 특성을 변화시키기 위해, 목적하는 색상, 제품 규명 코드, 제품 로고, 또는 세정층이 가요성 웨브 기판으로부터 그의 제거 시 유용하도록 하기 위한 다른 기능성을 첨가하기 위해, 그러한 오버코트층(들)을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 적어도 하나의 세정층의 노출된 표면 상에 적용되는 접착층을 포함하는 오버코트를 사용해, 가요성 웨브 기판은 롤로 감겨서, 가요성 웨브 기판의 다른 면에 접착층을 접착할 수 있다. 그렇게 함으로써, 롤을 푸는 것은 접착성 결합의 강도에 따라 가요성 웨브 기판으로부터 적어도 하나의 세정층을 제거할 수 있다. 다음, 접착되는 세정층은 이후에 제거될 때까지 가요성 웨브 기판의 다른 면을 보호하도록 기능할 수 있다.
일부 지점에서, 코팅된 가요성 웨브(즉, 세정층으로 코팅된 웨브)는 추가로 가공될 것이다. 코팅된 가요성 웨브는 전형적으로, 예를 들어, 세정층이 제거되면서도, 그의 종축에 대해 평행한 방향으로 연속해서 이동될 수 있다. 이러한 방식으로, 세정층이 연속해서 제거되면서, 드러난 깨끗한 표면은 또한 연속해서 가공될 수 있다.세정층이 가요성 웨브로부터 연속적으로 제거되도록 하기 위해, 세정층이 제거되는 지점에서 발생될 경향이 있는 정전하를 제어하는 것이 바람직한 것으로 발견되었다. 따라서, 본 발명에 따라 세정층으로 코팅되는, 가요성 웨브 기판의 연속 가공이 특히 웨브가 연속해서 가공되는 경우, 세정층이 웨브로부터 제거되는 구역에서 발생되는 정전하를 제어하는(예를 들어, 정전하를 중화시키는) 일부 방식을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 정전기 제어는 예를 들어, (a) 세정층 및 가요성 웨브가 분리되는 곳, 또는 (b) 하부의 깨끗한 표면의 후속한 가공이 발생하는 곳, 또는 (a) 및 (b) 둘다인 공간에 인접해서 위치되는 정전기 방전 디바이스의 사용에 의해 달성될 수 있다. 또한 또는 대안적으로, 세정층의 제거 및 하부의 깨끗한 표면의 후속한 가공은 세정층의 제거 후 깨끗한 표면의 입자 오염을 감소시키기 위해 진공 환경 내에서 수행될 수 있다. 정전하의 구축은 상기 이동이 수행되는 곳(예를 들어, 세정층이 처음에 가요성 웨브로부터 제거되는 곳)에 직접 인접해서 제어되는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 측면에서, 디바이스의 성분 또는 부분은 성분이 본 발명에 따른 임의의 방법에 의해 부분적으로 또는 완전히 제조되는 경우 제공된다. 본 발명의 추가의 측면에서, 본 발명의 방법에 의해 제조되는 디바이스 성분을 제조하고, 본 발명에 따라 제조되는 성분을 사용하는 디바이스의 제조 또는 제작을 마무리하는 것을 포함하는, 디바이스를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 추가의 측면에서, 가요성 웨브는 고체화된 유동가능한 중합체성 물질의 제 1 세정층 및 가요성 웨브 기판을 포함하도록 제공된다. 가요성 웨브 기판은 양면, 한 면 상의 제 1 주요 표면 및 또다른 면 상의 제 2 주요 표면, 종축 및 정해지지 않은 길이를 갖는다. 제 1 세정층은 가요성 웨브 기판의 제 1 주요 표면 상으로 그리고 이와 직접 접촉해서 코팅된다. 본원에서 사용된 바와 같이, 구(phrase) "~와 직접 접촉해서"는 가요성 웨브 기판의 주요 표면 상으로 코팅된 다음 고체화되며 여전히 주요 표면과 접촉해 있는 유동가능한 중합체성 물질을 말한다. 주요 표면은 기판 물질의 베어(bare) 표면 또는 처리되는 표면일 수 있다. 처리되는 표면은 예를 들어, 웨브 기판에 이미 적용된 코팅에 의해 한정될 수 있다(예를 들어, 프라이머 층, 평탄화 층, 금속화된 층, 차단층 등). 제 1 세정층은 제 1 주요 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 제 1 주요 표면 상에 손상을 주거나 제 1 주요 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 제 1 주요 표면으로부터 쉽게 제거가능하다. 제 1 세정층은 제 1 세정층이 제 1 주요 표면 상에 코팅되기 전에 제 1 주요 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착한다. 제 1 세정층의 제거 시, 제 1 주요 표면은 상당한 수의 입자가 없는 제 1 깨끗한 표면이 된다.
가요성 웨브 기판이 중합체성 웨브 기판을 포함하는 것이 바람직하다. 가요성 웨브 기판은 또한, 가요성 웨브 기판의 제 1 주요 표면을 한정하는 제 1 금속 표면을 갖는 제 1 금속층을 포함할 수 있고, 여기서 금속층에는 실질적으로 핀홀 결함이 없다. 또한, 가요성 웨브 기판은 가요성 웨브 기판의 제 1 주요 표면을 한정하는 제 1 평탄화된 표면을 갖는 제 1 중합체성 평탄화 코팅을 포함할 수 있다. 또다른 실시 양태에서, 가요성 웨브 기판은 제 1 금속 표면을 갖는 제 1 금속 코팅으로 금속화된 제 1 평탄화된 표면을 갖는 제 1 중합체성 평탄화 코팅을 포함한다. 본 실시 양태의 제 1 금속 표면은 가요성 웨브 기판의 제 1 주요 표면을 한정하고, 제 1 금속층에는 실질적으로 핀홀 결함이 없다.
가요성 웨브는 추가로, 가요성 웨브 기판의 제 2 주요 표면 상으로 그리고 이와 직접 접촉해서 코팅되는 고체화된 유동가능한 중합체성 물질의 제 2 세정층을 포함할 수 있다. 제 1 세정층과 마찬가지로, 제 2 세정층은 제 2 주요 표면에 상당한 접착성 결합을 형성하고, 제 2 주요 표면 상에 손상을 주거나 제 2 주요 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남겨두는 것 없이 제 2 주요 표면으로부터 쉽게 제거가능하고, 제 2 세정층이 제 2 주요 표면 상에 코팅되기 전에 제 2 주요 표면 상에 배치되었던 상당한 수의 입자를 포착하고, 제 2 세정층의 제거 시, 제 2 주요 표면은 상당한 수의 입자가 없는 제 2의 깨끗한 표면이 된다.그의 제 1 주요 표면에 관해, 가요성 웨브 기판은 제 2 주요 표면을 한정하는 제 2 금속 표면을 갖는 제 2 금속층을 포함할 수 있고, 여기서, 제 2 금속층에는 실질적으로 핀홀 결함이 없다. 또한, 가요성 웨브 기판은 제 2 주요 표면을 한정하는 제 2 평탄화된 표면을 갖는 제 2 중합체성 평탄화 코팅을 포함할 수 있다. 그리고, 또다른 실시 양태에서, 가요성 웨브 기판은 제 2 금속 표면을 갖는 제 2 금속 코팅으로 금속화되는 제 2 평탄화된 표면을 갖는 제 2 중합체성 평탄화 코팅을 포함할 수 있다. 본 실시 양태의 제 2 금속 표면은 가요성 웨브 기판의 제 2 주요 표면을 한정하고, 제 2 금속층에는 실질적으로 핀홀 결함이 없다.
가요성 웨브는 가요성 웨브의 실시 양태에 따라, 가요성 웨브 기판의 반대쪽의 제 1 세정층의 면, 가요성 웨브 기판의 반대쪽의 제 2 세정층의 면, 또는 두 세정층 모두 상에 적용되는 오버코트를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 오버코트는 예를 들어, 접착층(예를 들어, 아크릴 감압성 접착제)을 포함할 수 있거나, 목적하는 표면 특징을 제공하기 위해(예를 들어, 웨브 수송 및 롤 형성을 향상시키기 위해) 선택될 수 있다. 한 실시 양태에서 제 1 세정층 상의 접착층 오버코트를 사용해, 가요성 웨브는 롤로 감길 수 있고, 접착층은 가요성 웨브 기판의 다른 면에 접착되어, 롤이 풀리는 경우, 접착층은 가요성 웨브 기판의 다른 면에 그리고 제 1 세정층에 결합된 채로 있어서, 제 1 세정층이 가요성 웨브 기판의 제 1 주요 표면으로부터 제거되게 할 수 있다. 이러한 가요성 웨브 구조물로써, 제 1 세정층은 가요성 웨브의 임의의 풀린 길이의 다른 면을 보호하기 위해 보호층으로서 작용할 수 있다. 대안적인 실시 양태에서, 가요성 웨브는 추가로 가요성 웨브 기판의 다른 면에 접착된 감압성 접착층(예를 들어, 아크릴 감압성 접착제)을 포함하고, 제 1 세정층은 이형 물질을 포함하는 노출된 표면을 갖는다. 가요성 웨브가 롤로 감긴 다음 풀리는 경우, 접착층은 세정층의 노출된 표면에 접착하고 이로부터 쉽게 이형가능하다(즉, 세정층의 노출된 표면은 이형 라이너로서 작용함).
바람직하게는, 각각의 세정층은 하나의 조각으로 제거가능하다. 또한, 각각의 세정층의 중합체성 물질은 열가소성 중합체성 물질, 가교결합되지 않는 열경화성 중합체성 물질 및/또는 단지 약간 가교결합된(즉, 거의 비가교결합된) 열경화성 중합체성 물질을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 세정층 내 허용가능한 가교결합의 정도는, 가교결합이 웨브 기판으로부터 세정층의 제거가능성에 대해 갖는 효과에 좌우한다.
본 발명의 추가의 측면에서, 디바이스의 가요성 성분은, 성분이 본 발명에 따른 가요성 웨브를 포함하는 경우 제공되고, 각각의 깨끗한 표면은 디바이스의 최소의 청결 요건을 충족시킨다.
본 발명의 더욱 또다른 측면에서, 디바이스는 본 발명에 따라 적어도 부분적으로 제조되어 제공된다. 그러한 디바이스는 예를 들어, 전자 디바이스(예를 들어, 광전자 디바이스)를 포함할 수 있다. 특히, 디바이스는 전계발광(EL) 디바이스(예를 들어, 광학 발광 다이오드 또는 OLED), 광기전력 전지 및 반도체 디바이스 중 적어도 하나 이상일 수 있다. 디바이스는 또한, 유기 전계 효과 트랜지스터, 박막 트랜지스터, 또는 집적 회로일 수 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 방법의 실례의 실시 양태를 수행하는 단계의 측면도를 보여준다.
도 1b는 본 발명에 따른 방법의 실례의 실시 양태를 수행하는 또다른 단계의 측면도를 보여준다.
도 1c는 본 발명에 따른 방법의 실례의 실시 양태를 수행하는 추가의 단계의 측면도를 보여준다.
도 2는 도 1a에 도식된 단계를 수행하기 위한 통상의 배열의 측면도를 보여준다.
도 3은 도 1a, 1b, 및 1c에 도식된 단계를 수행하기 위한 통상의 배열의 측면도를 보여준다.
도 4는 세정층 및 접착성 오버코트층을 동시에 적용하기 위한 통상의 배열의 측면도를 보여준다.
본 발명은 디바이스의 성분을 제조하는데 사용될 수 있거나 또는 그렇지 않다면 이의 제조에 사용될 수 있다.본 발명은 또한, 가요성 웨브 기판을 세정하는데 사용될 수 있다. 이러한 방법에서, 기판(예를 들어, 가요성 웨브 기판)의 표면은 유동가능한 중합체성 물질(예를 들어, 액체 중합체성 물질)의 적어도 하나 이상의 층으로 코팅된다. 다음, 유동가능한 중합체성 물질은 코팅되어, 가요성 웨브 기판 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 완전히 또는 적어도 형성하고 기판 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착한다. 가요성 웨브 기판은 성분일 수 있거나 이는 성분의 일부를 형성할 수 있다. 또한, 가요성 웨브 기판이 사용되어 디바이스의 일부를 형성하지 않을 수 있다. 대신에, 본 발명의 가요성 웨브 기판은 디바이스의 제조 또는 용도에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 가요성 웨브 기판은 예를 들어, 중합체성 필름을 캐스트하는데 사용되는 종류와 같은 이형 라이너일 수 있었다.
본 개시문헌과 관련해서, 용어 "세정층"은 세정될 기판의 목적하는 표면적(예를 들어, 정해지지 않은 길이의 가요성 웨브)에 걸쳐 연속 코팅을 형성하는 하나 이상의 층을 의미하며, 여기서 세정층은 기판의 코팅된 표면으로부터 쉽게 제거가능하고, 세정층의 제거는 깨끗한 또는 아주 깨끗한 조건에서 기판의 이미 코팅된 표면을 남긴다. 본원에서 사용된 바와 같이, "깨끗한" 표면은 특정 기판 표면 상에서 그의 존재가 허용불가능한 입자가 없거나 적어도 실질적으로 없는 표면을 말한다. 깨끗한 표면의 한 유형은 "아주 깨끗한" 표면이며, 이는 초미세 및 더 큰 입자가 없거나 적어도 실질적으로 없는 표면을 말한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "입자"는 구형, 비-균일한 모양, 섬유형 및 임의의 다른 미립자 오염 또는 찌꺼기를 말한다. 초미세 입자는 0.1 마이크로미터(㎛) 이하의 직경을 갖는 입자이다.
본 발명에 따른 깨끗한 표면은, 기판 표면(예를 들어, 가요성 웨브 기판, 및 특히 중합체성 가요성 웨브 기판의 표면)으로부터의 세정층의 제거가 3 미크론 크기의 입자(즉, 약 3 마이크로미터의 직경을 갖는 입자) 및 더 큰 입자 중 적어도 약 99.0%를 제거하는 경우, 입자가 없는 것으로 여겨질 수 있으며, 이들 입자는 세정층으로 코팅되기 전에 코팅된 기판 표면 상에 존재하였다. 본 발명은 3 미크론 크기 및 더 큰 입자 중 적어도 약 99.1%, 99.2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8% 및 99.9%, 및 1.5 미크론 및 더 큰 크기 입자 중 99% 초과를 제거할 수 있는 것으로 발견되었다. 본 발명은 그러한 %의 1 미크론 크기(즉, 약 1 마이크로미터의 직경을 갖는 입자), 또는 심지어 하위미크론 크기(즉, 적어도 약 0.1 마이크로미터 이하의 직경을 갖는 입자), 및 더 큰 입자를 제거할 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 본 발명은 그러한 직경(즉, 3 마이크로미터 또는 1 마이크로미터 또는 하위미크론 직경, 및 더 큰 직경)을 갖는 입자 중 99.9%(예를 들어, 적어도 99.95%, 99.99%, 99.995%, 또는 99.999%) 초과를 제거할 수 있는 것으로 여겨진다.
일반적으로, 제거되는 입자의 수 및 크기가 세정되는 기판의 의도하는 용도 또는 적용의 최소 청결 요건을 충족시키는 경우, 본 발명에 따른 깨끗한 표면에는 실질적으로 입자가 없는 것으로 생각된다. 예를 들어, 기판 표면으로부터의 세정층의 제거가 세정층으로 코팅되기 전에 코팅된 기판 표면 상에 존재하였던 적어도 약 10 ㎛, 9 ㎛, 8 ㎛, 7 ㎛, 6 ㎛, 5 ㎛, 4 ㎛, 3 ㎛, 2 ㎛, 1 ㎛의 직경 또는 하위미크론 직경, 및 더 큰 직경을 갖는 입자 중 적어도 약 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 99%를 제거하는 경우, 본 발명의 깨끗한 표면에는 실질적으로 입자가 없는 것으로 생각될 수 있다.
기판 표면(예를 들어, 가요성 웨브 기판, 및 특히 중합체성 가요성 웨브 기판의 표면)으로부터의 세정층의 제거가 세정층으로 코팅되기 전에 코팅된 기판 표면 상에 존재하였던 초미세 및 더 큰 입자 중 적어도 약 99.0%를 제거하는 경우, 본 발명에 따른 아주 깨끗한 표면이 발생한다. 본 발명은 적어도 약 99.1%, 99.2%, 99.3%, 99.4%, 99.5%, 99.6%, 99.7%, 99.8% 및 99.9%의 초미세 및 더 큰 입자를 제거할 수 있는 것으로 여겨진다. 또한, 본 발명은 99.9%(예를 들어, 적어도 약 99.95%, 99.99%, 99.995%, 또는 99.999%)의 초미세 및 더 큰 입자를 제거할 수 있는 것으로 여겨진다.
제거되는 입자의 수 및 크기를 측정하는 것 외에도, 또는 대안적으로, 깨끗한 표면은 또한, 깨끗한 표면이 금속층, 특히 1 마이크로미터 미만의 두께의 얇은 금속층(예를 들어, 50 ㎚ 두께 정도의 OLED 층, 20 ㎚ 두께 정도의 차단 코팅 등을 포함하여 100 ㎚ 내지 20 ㎚ 두께의 층(예를 들어, 문헌[J. Mater. Chem., 2004, 14, 4-10] 및 [2002 Society of Vacuum Coaters 505/856-7188 45th Annual Technical conference Proceedings]를 참조))으로 (예를 들어, 스퍼터 코팅 또는 증착 가공과 같은 통상의 코팅 기술을 사용함으로써) 코팅되고 생성된 금속 코팅된 표면에 광학적으로 검출가능한 핀홀 결함이 없거나 또는 실질적으로 없을 수 있는 경우, 입자가 없거나 또는 실질적으로 없는 것으로 여겨질 수 있다. 일반적으로, 핀홀 결함의 수 및 크기가 금속 코팅이 금속화된 기판의 의도하는 용도 또는 적용의 최소의 요건을 충족시키기에 충분히 작은 경우, 생성된 금속 코팅된 표면에는 핀홀 결함이 실질적으로 없는 것으로 여겨진다.
본 발명을 수행하는 것을 돕기 위해, 유동가능한 중합체성 물질(즉, 세정층을 형성하는데 사용되는 물질), 기판 표면 물질(즉, 유동가능한 중합체성 물질로 코팅되는 기판 표면을 형성하는 물질), 및 코팅 가공(즉, 기판 표면을 코팅하는 세정층 내로 유동가능한 중합체성 물질을 형성하는데 사용되는 가공)을 수행하는데 사용되는 파라미터는, 세정층이 기판으로부터 제거되는 경우, 세정층 및 기판의 코팅된 표면 간의 결합이 응집적이 아니라, 접착적으로 실패하도록 선택되는 것으로 여겨진다. 본원에서 사용된 바와 같이, "접착성" 실패는 완전히 접착성 결합 실패뿐만 아니라 실질적으로 접착성인 결합 실패를 포함할 수 있다. 실질적으로 접착성 결합 실패는 세정층 물질이 기판 표면 상에 남겨지거나, 또는 기판 물질이 세정층과 함게 제거되거나, 또는 둘다를 초래하는 것이나, 시판적으로 유의한 정도까지는 아닌 것이다. 즉, 청결을 측정하는데(예를 들어, 제거되고/거나 남아 있는 입자의 수 및 크기, 임의의 금속 코팅의 가시적 핀홀 함량, 수증기 또는 기체(예를 들어, 산소) 투과율 등을 측정하는데) 사용되는 파라미터 는 세정된 기판 표면의 주어진 용도에 대한 허용가능한 범위 내에 존재한다.
약 0.277 ㎟ (예를 들어, 459 ㎛ × 603 ㎛)의 영역에 걸쳐 측정된 바와 같이, 깨끗한 표면은 약 10 나노미터(㎚)이하의 "Ra" 및 "Rq" 표면 조도값을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 깨끗한 표면은 약 10,000 미크론2의 영역에 걸쳐 측정된 바와 같이 약 1 ㎚ 이하, 약 400 미크론2의 영역에 걸쳐 측정된 바와 같이 약 1 ㎚ 이하, 또는 약 25 미크론2의 영역에 걸쳐 측정된 바와 같이 약 1 ㎚ 이하의 "Ra" 및/또는 "Rq" 표면 조도값을 갖는다. 본 발명은 예를 들어, 미세복제화된 표면 또는 엠보싱된(embossed) 표면과 같이 패턴이 있는 구조화된 표면을 갖는 기판들을 포함하여, 다양한 기판 상에서(예를 들어, PET 및 다른 플라스틱 필름 상에서) 깨끗한 표면을 생성할 수 있다.
이동하는 가요성 웨브 기판 상에서의 유동가능한 중합체성 물질의 연속 코팅의 형성을 용이하게 하기 위해, 유동가능한 중합체성 물질은 코팅 가공 동안 기판 표면의 표면 에너지보다 더 낮은 표면장력(즉, 표면 에너지)을 나타내는 것이 바람직할 수 있다. 세정층은 기판 표면으로부터, 바람직하게는 한 조각으로 쉽게 제거가능하도록 적용된다. 세정층이 제거된 후, 이전에 코팅된 기판 표면에는 입자가 없거나 적어도 실질적으로 없는 것으로 드러나며, 입자의 존재는 디바이스에서의 특정 용도를 위해서 또는 디바이스의 제조 또는 용도에서의 특정 용도를 위해서 기판 표면 상에서 허용가능하지 않다. 세정층이 제자리에 있으면, 하부의 기판 표면의 청결은 기판이 보관되고, 후속해서 취급되고/거나 추가로 가공되면서도 보호 및 유지될 수 있다. 세정층의 특성(예를 들어, 그의 기계적, 화학적 및/또는 광학적 특성 등)에 따라, 세정층에 의해 제공되는 이러한 보호는 하부의 기판 표면이 물리적으로 손상받는 것(예를 들어, 스크래치되고, 침식되고(eroded), 연마(abraded)되는 것), 바람직하지 못한 방사선(예를 들어, 가시광선, 자외선, 적외선, x-선 등)에 노출되는 것, 수분(예를 들어, 습도) 또는 수분 부족에 노출되는 것, 미생물(예를 들어, 박테리아, 바이러스 등)에 노출되는 것 등으로부터 보호하는 것을 포함할 수 있다.
유동가능한 중합체성 물질의 층은 기판의 하나 또는 다중 표면에 적용될 수 있다. 예를 들어, 한 실시 양태에서, 유동가능한 중합체성 물질의 하나 이상의 층은 2개의 대향하는 기판 표면, 및 고체화되는 유동가능한 중합체성 물질 간에 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 하나의 세정층의 제거는 2개의 상이한 기판 상의 표면을 세정하는데 사용될 수 있다.대안적인 실시 양태에서, 기판 표면이 상대적으로 편평한 그러한 라미네이트(즉, 2개의 대향하는 기판 면을 함께 결합하는 유동가능한 중합체성 물질의 단일층)인 경우, 세정층은 반복되어 많은 교대 세정층 및 가요성 웨브 기판의 다층 라미네이트를 형성할 수 있다.
웨브 기판의 두 면 모두 본 발명에 따라 세정되고, 세정층 둘다 동시에 또는 거의 동시에 제거되는 경우, 생성된 이중 세정된 웨브 기판이 어떻게 추가로 가공 또는 취급될 수 있는지에 대한 많은 옵션이 존재한다. 예를 들어, 깨끗한 표면 둘다는 동시에 가공될 수 있으며, 하나의 깨끗한 표면은 가공된 다음, 롤로 감겨서, 비가공된 깨끗한 표면을 오염으로부터 보호할 수 있거나, 비가공된 노출된 세정층 둘다가 있는 가요성 웨브 기판은 롤로 감길 수 있다. 이러한 마지막 실시 양태로써, 웨브의 외부 랩 상의 임의의 노출된 표면을 제외한 웨브 기판의 청결은 롤의 후속한 취급 동안에 유지될 수 있는데, 왜냐하면 웨브의 인접한 랩 간에 끼인 임의의 깨끗한 표면이 오염으로부터 보호될 것이기 때문이다. 그러한 구조물은 하나 또는 두개 모두의 깨끗한 표면에 대한 인라인 가공뿐만 아니라 하나 또는 두개 모두의 세정층을 제거할 설비, 장비 또는 경사부를 갖지 않는 후속한 프로세서에 유리할 수 있다. 또한, 이러한 방식으로 깨끗한 웨브 기판의 그러한 롤을 제조함으로써, 깨끗한 웨브의 후속한 방법 동안에 정전하 이슈를 마주할 위험이 감소된다.
본 발명에 따른 세정층이 기판의 코팅된 표면으로부터 약 1 마이크로미터의 직경 또는 그보다 작은 직경의 입자를 제거할 수 있는 것으로 보이고, 본 발명은 코팅된 기판 표면으로부터 심지어 초미세 입자를 제거하는 것으로 여겨진다. 그러한 입자는 우선 유동가능한 중합체성 물질의 코팅을 적용하여 기판의 표면적을 완전히 또는 적어도 부분적으로 둘러싸거나, 그렇지 않다면 기판의 코팅된 표면 상의 모든 또는 적어도 상당한 수의 입자를 완전히 또는 적어도 부분적으로 포착한다. 다음, 코팅된 유동가능한 중합체성 물질은 후속해서 고체화된다. 미국 특허 제 6,776,171 호는 코팅된 표면으로부터 입자를 제거하고 중합체성 코팅에서 입자를 포착하기 위해 에너지(예를 들어, 초음파 및 메가소닉 에너지)를 중합체성 코팅 물질에 적용하며, 이러한 코팅은 후속해서 제거 및 폐기될 필요를 교시한다. 본원에서 표현된 교시의 하나 이상을 적용함으로써, 그러한 에너지는 본 발명의 유동가능한 중합체성 물질에 적용되어 입자의 그러한 포착을 달성하는데 필요하지 않음을 발견하였다. 대신에, 본 발명의 유동가능한 중합체성 물질은, 입자를 제거하기 위해 초음파 에너지를 적용할 필요 없이 세정되는 표면 상의 상당한 수의 입자를 각각의 세정층이 포착하도록 제형 및/또는 가공된다. 예를 들어, 유동가능한 중합체성 물질의 유동학(예를 들어, 점도)은 코팅될 기판 표면에 걸쳐 습식되고 분포하는 것(즉, 표면에 걸쳐 웨트-아웃하는 것)을 용이하게 하도록 선택될 수 있다. 유동가능한 중합체성 물질(들)은 코팅 가공 동안에 상대적으로 낮은 점도를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 또는 대안적으로, 유동가능한 중합체성 물질이 코팅될 기판 표면의 표면 에너지보다 더 낮은 표면장력(즉, 표면 에너지 밀도)을 나타내는 것이 바람직할 수 있다.
세정층을 형성하는데 사용되는 유동가능한 중합체성 물질은 연속 코팅의 형성을 허용하는 임의의 유형의 코팅 시스템을 사용함으로써 기판의 임의의 목적하는 표면(가요성 웨브 기판의 주요 표면의 하나 또는 둘다)에 적용될 수 있다. 그러한 코팅 시스템은 예를 들어, 압출, 커튼, 슬롯-페드 나이프(slot-fed knife), 호퍼(hopper), 유체 베어링(fluid bearing), 노치 바(notch bar), 블레이드(blade), 및 롤 코팅 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 롤 코팅, 스프레이 코팅, 또는 다른 방법이 또한 사용되어, 기판, 특히 가요성 웨브 기판의 모서리, 또한 그의 주요 표면을 캡슐화할 수 있다. 다음, 이들 모서리는 세정층을 제거하기 전에 슬릿화 조작 등에 의해 제거될 수 있었다. 기판의 모서리는 상당한 농도의 미립자 물질을 가질 수 있다. 따라서, 이들 모서리의 캡슐화 및 제거는 유의한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 모서리를 코팅하고 모서리를 캡슐화하는 것은 기판으로부터 가공 장비 및 환경(예를 들어, 주변 대기)에 찌꺼기가 이동하는 것을 제거하거나 적어도 최소화할 수 있다.
유동가능한 중합체성 물질은 예를 들어, 적어도 하나 이상의 폴리우레탄, 폴리카르보네이트, 폴리비닐, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀, 크라톤, 및 그의 공중합체 또는 블렌드(예를 들어, 에틸렌 아크릴 중합체성 블렌드)와 같은 임의의 적합한 중합체성 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 양태에서, 유동가능한 중합체성 물질은 100% 고체 물질 또는 특정% 고체로 희석된 용액을 포함할 수 있다. 유동가능한 중합체성 물질이 희석되는 경우, 이는 약 10% 내지 약 60%의 고체%로 희석된다.
유동가능한 중합체성 물질이 용액 내(즉, 용매 내에 용해된) 또는 현탁액 내(즉, 예를 들어 물과 같은 액체 내에 분산된)에 존재하는 경우, 고체화 가공은 유동가능한 중합체성 물질을 건조시키는 것을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "용매"는 예를 들어, 유기 용매 및 물을 포함한다. 유동가능한 중합체성 물질이 열경화성 중합체성 물질을 포함하는 경우, 고체화 가공은 열경화성 중합체성 물질의 가교결합을 야기하기 위해 경화(예를 들어, 가열, 또는 자외선 또는 전자 빔 방사선과 같은 방사선)를 포함할 수 있다. 열경화성 중합체성 물질의 단지 부분적인 또는 약간의 가교결합을 야기하기 위해 그러한 유동가능한 열경화성 중합체성 물질을 경화시키는 것이 바람직할 수 있다. 유동가능한 중합체성 물질이 용융된 열가소성 중합체성 물질을 포함하는 경우, 고체화 가공은 용융된 열가소성 중합체성 물질을 그의 고체화 온도 또는 유리 전이 온도 미만으로 냉각시키는 것을 포함할 수 있다.
특히, 그렇게 제한되지 않으면서, 적어도 약 1 센티포아즈(cP) 및 약 10000cP, 5000cP, 2000cP, 3000cP, 2000cP, 또는 1000cP 미만의 점도를 갖는 유동가능한 중합체성 물질을 사용하는 것이 바람직한 것으로 발견되었다. 또한, 약 900cP, 800cP, 700cP, 600cP, 500cP, 400cP, 300cP, 200cP, 100cP 또는 50cP 이하의 점도를 갖는 유동가능한 중합체성 물질을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 유동가능한 중합체성 물질이 예를 들어, 연속 코팅 가공(예를 들어, 다이 코터 하에, 스프레이 코터 하에 코팅 닙(coating nip)의 통과 등)을 통해 종축으로 이동하는 가요성 웨브와 같은 이동 기판 상에 코팅되는 경우, 약 100cP 이하의 점도를 갖는 유동가능한 중합체성 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 이동 기판의 속도가 증가함에 따라, 유동가능한 중합체성 물질의 점도는 이동 기판을 적절하게 코팅하고 기판 표면 상의 입자를 포착하기 위해 감소될 필요가 있다. 또한, 주어진 점도에 대해, 유동가능한 중합체성 물질의 코팅을 적용하는데 사용되는 기술은 코팅 조작 동안에 기판의 속도를 감소 또는 제한할 수 있다. 예를 들어, 약 30cP 이하의 점도를 갖는 유동가능한 중합체성 물질은 약 30.5 m/분(약 100피트/분) 이하의 기판 속도에서 가요성 웨브 기판 상에 다이 코팅될 수 있으나, 약 61 내지 76 m/분(약 200 내지 250피트/분) 이하의 기판 속도에서 롤 코팅될 수 있다. 기판 표면이 유동가능한 중합체성 물질로 코팅되는 한편, 가요성 웨브 기판이 적어도 약 17 ft/분(약 5 m/분)의 속도에서 종축으로 이동하는 것, 및 바람직하게는, 가요성 웨브 기판이 적어도 약 50 ft/분(약 15 m/분)에서 종축으로 이동하는 것이 바람직하다. 코팅되는 유동가능한 중합체성 물질의 코팅 두께, 점도 및 표면장력에 따라, 가요성 웨브 기판은 본 발명에 따른 유동가능한 중합체성 물질로 코팅될 수 있으며, 한편 기판은 약 500 피트/분(약 150 m/분) 이하 또는 심지어 그보다 더 빠른 속도에서 종축으로 이동한다. 따라서, 코팅 가공, 코팅 두께 및 유동가능한 중합체성 물질 특성(예를 들어, 점도, 표면장력, 고체% 등) 은 목적하는 웨브 가공 속도를 달성하도록 선택될 수 있다.
유동가능한 중합체성 물질을 코팅될 기판 표면 상에 습식화하는 것을 용이하게 하기 위해, 기판 표면이 표면 에너지를 나타내고 유동가능한 중합체성 물질은 표면장력을 나타내는 것이 바람직하며, 이 표면장력은 기판 표면상에서 90° 이하, 및 바람직하게는 90°보다 훨씬 낮은(예를 들어, 60°, 50°, 40°, 30°, 20°, 10°, 5° 이하) 접촉각을 나타내는 유동가능한 중합체성 물질을 초래할 것이다. 유동가능한 중합체성 물질 및 포착되는 미립자 간의 상대 표면 에너지는 또한, 미립자 물질을 포착하는 유동가능한 중합체성 물질의 능력에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 유동가능한 중합체성 물질 및 포착되는 미립자 간의 표면 에너지의 차이는 또한, 주어진 기판 표면으로부터 미립자를 세정하기 위한 유동가능한 중합체성 물질을 선택하는데 있어서의 인자일 수 있다.
본 발명에 따른 기판 표면으로부터 제거될 수 있는 미립자 오염원 물질은 무기 또는 유기 물질을 포함하는 입자를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 본 발명은 약 1 마이크로미터 이상의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 그러한 입자를 포착하는 것으로 제시된다. 본 발명은 크기가 서브-마이크로미터인 직경을 갖는 입자(즉, 초미세 입자)를 제거할 수 있는 것으로 여겨진다.
본 발명을 수행하는 것을 돕기 위해, 유동가능한 중합체성 물질(즉, 세정층을 형성하는데 사용되는 물질), 기판 표면 물질(즉, 유동가능한 중합체성 물질로 코팅되는 기판 표면을 형성하는 물질), 및 유동가능한 중합체성 물질을 기판 표면 상에서 세정층 내로 코팅하는 경우 사용되는 파라미터(예를 들어, 코팅 두께, 고체화 시간 및 온도, 건조 시간 및 온도, 경화 시간 및 온도, 경화 수준 등)는, 세정층이 기판으로부터 제거되는 경우, 기판의 세정층 및 코팅된 표면 간의 결합이 응집적이 아니라, 접착적으로 실패하도록 선택된다. 이들 인자는 또한, 접착성 결합을 깨는데 필요한 힘이 허용불가능할 정도로 높지 않도록 선택되어야 할 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, "접착성" 실패는 완전히 접착성 결합 실패뿐만 아니라, 실질적으로 접착성인 결합 실패를 포함할 수 있다. 실질적으로 접착성 결합 실패는 세정층 물질이 기판 표면 상에 남아 있거나, 또는 기판 물질이 세정층과 함께 제거되거나, 또는 둘다이나, 그 정도가 상업적으로 유의할 정도는 아닌 것을 초래하는 것이다. 즉, 청결을 측정하는데 사용되는 파라미터(예를 들어, 제거되고/거나 남아 있는 입자의 수 및 크기, 기판 표면을 코팅하는 금속층의 핀홀 함량, 수증기 또는 산소 투과율 등을 측정) 는 세정된 기판 표면의 주어진 용도에 대한 허용가능한 범위 내에 존재한다.
세정층이 제거된 후(즉, 제거 동안 세정층이 접착적으로 실패하기 전에 응집적으로 실패한 후), 기판 표면 상에 남은 세정층의 부분이 "깨끗한 표면"인 것으로 여겨지지 않는 기판의 이전에 코팅된 표면을 야기하는 크기 및/또는 수인 경우, 세정층은 기판 상에 그 자체의 유의한 부분을 남기는 것으로 여겨진다. 마찬가지로, 제거되는 기판의 부분은 이전에 코팅된 기판의 표면이 임의의 필요한 표면 조도(즉, 매끄러움(smoothness))값을 적어도 충족시키지 않거나 그렇지 않다면 "깨끗한 표면"인 것으로 여겨지지 않도록 야기하는 크기 및/또는 수인 경우, 기판은 세정층의 제거에 의해 제거되는 그 자체의 유의한 부분을 갖는 것으로 여겨진다(즉, 세정층 및 기판 간의 접착력은 기판의 응집 결합 강도보다 더 큼).
기판의 코팅된 표면으로부터 세정층을 제거하는 동안, 기판의 이전에 코팅된 표면 상의 절편으로서 그 자체의 유의한 부분을 부수지 않거나 남기지 않을 정도로 충분히 강한(예를 들어, 충분히 두껍고, 충분히 응집성이고, 충분히 인장강도가 높은) 것이 바람직하다. 세정층의 그러한 기계적 특성은 많은 적용을 위해 특히 중요할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라 세정되는 정해지지 않은 길이의 웨브 기판의 롤-투-롤 가공에서, 세정층은 웨브 기판이 가공을 통해 이동함에 따라 하나의 연속 조각으로 제거될 수 있을 정도로 충분한 응집 강도를 갖는 것이 바람직하다. 세정층의 강도는 특히, 그러한 웨브 기판이 상대적으로 높은 속도비로 이동하고/하거나 고도로 긴장성인 경우 중요하다. 세정층의 고유 강도를 증진시키기 위해, 상당한 강도의 보충 물질(예를 들어, 접착성 배킹(backed) 테이프, 웨브 등) 은 제거 과정 동안에 강화를 제공하도록 세정층에 적층될 수 있다. 이러한 방식으로, 세정층은 약 1 마이크로미터 내지 약 10,000 마이크로미터, 또는 심지어 더 두꺼운 두께의 범위일 수 있다. 보충 물질이 사용되든간에, 세정되는 기판 표면 및 세정층 간의 계면은 이전에 기술된 바와 같이, 계속해서 응집적으로 실패해서 허용가능하게 깨끗한 표면을 생성해야 한다.
유사하게는, 또한, 세정층의 제거가 허용가능하지 않을 정도로 기판을 휘어지게 하거나(warp), 일그러뜨리거나(distort), 찢거나(tear) 또는 달리 손상을 입힐 정도로, 코팅 및 고체화 가공을 수행하는데 사용되는 파라미터, 기판(예를 들어, 기판 표면 물질, 기계적 특성 등), 및 유동가능한 중합체성 물질을 선택하는 것이 바람직하다. 그러한 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 세정층을 제거하는데 필요한 힘(예를 들어, 박리력)은 기판에 보편적으로 유의한 휘어짐(warping), 일그러뜨림(distortion), 찢음(tearing) 또는 다른 손상을 주는 것을 방지하도록 충분히 낮은 것이 바람직하다. 예를 들어, 상대적으로 두꺼운 무기 기판(예를 들어, 실리콘 웨이퍼)으로부터 세정층을 제거하는데 사용되는 제거력은 중합체성 필름 기판을 이용해 사용되는 제거력보다 훨씬 더 높은 경향이 있을 수 있다. 유동가능한 중합체성 물질 내 가교결합의 정도 및 코팅된 기판 표면 및 세정층 간의 결합의 강도 간에 상관관계가 관찰된다. 유동가능한 중합체성 물질 내 가교결합제의 첨가는 기판 표면 및 일부 세정층 간에 허용불가능할 정도로 높은 결합 강도를 초래한다.
충분히 낮은 수준의 힘으로 접착적으로 실패할 기판의 코팅된 표면 및 세정층 간에 결합을 수득하기 위해, 세정층이 제거되는 경우, 세정층 또는 유동가능한 중합체성 물질 및 기판의 코팅된 표면 간에서 분자 수준에서 분산 및/또는 화학적 상호작용(예를 들어, 가교결합)을 방지하거나 적어도 실질적으로 제한하는 것(즉, 이를 전혀 허용하지 않거나 또는 단지 제한적인 양만을 허용하는 것)이 바람직할 수 있다. 즉, 기판의 코팅된 표면 및 세정층의 분자 구조가 그의 계면에서 실질적으로 변하지 않은 채로 있는 것이 바람직할 수 있다. 과량의 분산 및/또는 화학적 상호작용은 기판의 코팅된 표면 및 세정층 간의 결합이 상기 기술된 바와 같이 그리고 기판으로부터의 세정층의 제거 동안에 상대적으로 낮은 힘의 적용 하에 접착적으로 실패하는 경우, 실질적으로 제한되는 것으로 여겨진다. 그러한 분산 및/또는 화학적 상호작용은 예를 들어, 유동가능한 중합체성 물질 및/또는 세정층의 하나 이상의 구성원 및 기판의 코팅된 표면 간의 유의한 용해도 및/또는 화학적 반응성(예를 들어, 가교결합 또는 다른 결합)의 결과로서, 및 또한 세정층으로의 고체화 동안에 유동가능한 중합체성 물질의 유의한 가교결합의 결과로서 발생할 수 있다.
유동가능한 중합체성 물질 및/또는 세정층 및 기판의 코팅된 표면 간의 그러한 분산 및/또는 화학적 상호작용은 유동가능한 중합체성 물질의 코팅이 고체화되어 세정층을 형성하는 경우, 예를 들어, 유동가능한 중합체성 물질의 가교결합이 전혀 발생하지 않거나 거의 발생하지 않게 함으로써 방지되거나 적어도 실질적으로 제한될 수 있다. 유동가능한 중합체성 물질의 그러한 가교결합은 예를 들어, (a) 유동가능한 중합체성 물질의 고체화 동안에(즉, 고체화 가공) 사소한 가교결합을 나타내거나 가교결합을 나타내지 않는 유동가능한 중합체성 물질을 선택하는 것, (b) 가교결합을 방지하거나 적어도 억제시키기 위해 유동가능한 중합체성 물질에 구성원을 첨가하는 것, (c) 유동가능한 중합체성 물질의 사소한 가교결합(즉, 결합은 여전히 실질적으로 접착성임)을 나타내거나 가교결합을 나타내지 않는 고체화를 초래하는 고체화 가공(예를 들어, 온도, 온도에서의 시간, 고체화 속도 등)을 사용하는 것, 또는 (d) (a), (b) 및 (c)의 임의의 조합에 의해 효과적으로 방지되거나 적어도 실질적으로 제한될 수 있다.
예를 들어, 열가소성 또는 단지 약간 가교결합성 중합체성 물질은 유동가능한 중합체성 물질에 대해 선택될 수 있다. 심지어 열가소성 물질이 사용되는 경우, 그러한 과량의 분산 및/또는 기판 표면과의 화학적 상호작용을 방지 또는 억제시키기 위해 열가소성 중합체성 물질을 유동가능하도록 만드는 경우 더 낮은 온도(즉, 용융점에 근접한 온도)를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 경화 가공은 열경화성 유동가능한 중합체성 물질(예를 들어, 더 낮은 경화 온도 및/또는 온도에서의 더 짧은 시간이 사용될 수 있음)의 단지 부분적인 경화를 허용하기 위해 선택 또는 개질될 수 있다. 그러한 과량의 분산 및/또는 화학적 상호작용을 효과적으로 방지 또는 억제시키기 위한 추가의 또는 대안적인 방식은 또한, 기판 표면이 더욱 반응성이게 코팅되게 하는 임의의 표면 활성화 가공을 기판이 받지 않게 할 수 있다. 그러한 표면 활성화 가공은 하나 이상의 통상의 코로나 처리, 프라이머 층의 사용 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 유동가능한 중합체성 물질 중 임의에 대해, 유동가능한 중합체성 물질이 기판 표면 상을 웨트-아웃하고 이를 코팅하는 것을 야기하는데 필요한 최소의 온도를 유의하게 초과하는 승온에 유동가능한 중합체성 물질의 코팅(즉, 고체화되기 전의 세정층)이 처해지는 것을 피하는 것이 바람직할 수 있다.필요한 최소의 온도 초과의 승온은 그것이 접착성 결합이지 않은, 기판 표면 및 세정층 간의 결합을 초래한다면 유의한 것으로 여겨진다. 또한 유동가능한 중합체성 물질의 코팅이 유의하게 상승된 온도에 처해지는 것을 피하게 하는 것 외에도, 또는 대안적으로, 세정층의 기판 표면으로의 추가의 습식을 야기하는 승온에 고체화된 세정층이 처해지는 것을 피하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 예를 들어, 유동가능한 중합체성 물질을 형성하는 중합체(들)가 유동하기 시작하는 온도를 유의하게 초과하는 온도, 또는 세정층을 형성하는 중합체(들)의 연화점에 접근하거나 이를 초과하는 온도는 코팅된 중합체(들)가 분자 수준에서 유동하고 기판 표면의 분자와 상호작용하게 할 수 있다. 이러한 상호작용은 코팅 중합체(들)의 기판 표면에의 분자적 습식을 향상시키고, 세정층 및 기판 표면 간의 결합 강도의 증가를 초래할 수 있다. 결합 강도의 이러한 증가는 기판 표면으로부터의 세정층의 접착성 이형 거동을 효과적으로 절충시키기에 충분할 수 있다. 따라서, 유동가능한 중합체성 물질의 코팅 가공 동안에, 유동가능한 중합체성 물질이 기판 표면을 웨트-아웃하고 이를 코팅하는 것을 야기하는데 필요한 최소의 온도를 유의하게 초과하는 온도에 유동가능한 중합체성 물질을 노출시키는 것을 피하는 것이 바람직할 수 있다. 마찬가지로, 임의의 점에서, 또한, 열경화성이라면 세정층 중합체의 추가의 가교결합을 야기하는 온도 또는 연화점을 갖는다면, 세정층 중합체의 연화점에 접근하거나 이를 초과하는 온도에 고체화된 세정층을 노출시키는 것을 피하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 과도한 온도, 분산 및 세정층 및 코팅된 기판 표면 간의 화학적 상호작용에의 노출을 제거함으로써, 세정층의 이형 거동은 제어될 수 있다. 따라서, 허용가능한 세정층을 여전히 생성하는데 사용될 수 있는 그러한 온도에서 최단 시간 및 최저 코팅 및 고체화 온도를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실행은 직경이 약 3 마이크로미터, 약 1.5 마이크로미터, 또는 심지어 1 마이크로미터만큼 작은 입자, 및 더 큰 입자가 실질적으로 없는 세정층의 제거 후, 깨끗한 기판 표면을 생성할 수 있다. 본 발명에 따른 깨끗한 표면에는 또한, 직경이 약 1 마이크로미터 미만의 입자, 또는 심지어 직경이 약 0.1 마이크로미터인 초미세 입자, 또는 심지어 더 작은 입자 뿐만 아니라 더 큰 입자가 실질적으로 없을 수 있는 것으로 생각된다. 제거되는 입자의 수 및 크기를 측정하는 것 외에도, 또는 대안적으로, 세정된 표면을 금속층으로 코팅하고(예를 들어, 스퍼터 코팅 가공, 증착 방법 등에 의해) 광학적으로 검출가능한 핀홀 결함이 없거나 실질적으로 없는지 보기 위해 생성된 금속 코팅된 표면을 조사함으로써 입자가 없거나 실질적으로 없는지의 여부를 측정하는 것이 바람직할 수 있다. 기판 표면이 깨끗한 표면인지를 측정하는 경우, 1 마이크로미터 미만의 두께를 갖는 금속 코팅, 및 바람직하게는 100 ㎚ 이하의 두께를 갖는 금속 코팅으로 기판 표면을 코팅하는 것이 바람직하다. 핀홀 결함은 (a) 금속 코팅의 연속성을 방해하고/하거나 (b) 금속 코팅이 코팅된 기판 표면과 긴밀한 접촉을 하지 않게 하는, 코팅된 기판 표면 상의 오염(예를 들어, 미립자)으로 인한 금속 코팅에서의 방해 또는 불연속을 포함할 수 있다.
금속층 내 핀홀 결함을 검출하는 한 가지 방식은 핀홀 결함의 수 및 크기를 측정하기 위해 금속 코팅된 표면을 시각적으로 조사하는 것이다. 예를 들어, 금속 코팅은 (a) 금속 코팅이 10개 이하의 핀홀 결함/㎠, 5개 이하의 핀홀 결함/㎠, 2개 이하의 핀홀 결함/㎠, 1개 이하의 핀홀 결함/㎠, 0.05개 이하의 핀홀 결함/㎠, 0.02개 이하의 핀홀 결함/㎠, 0.01개 이하의 핀홀 결함/㎠, 0.005개 이하의 핀홀 결함/㎠, 또는 0.001개 이하의 핀홀 결함/㎠을 함유하는 경우, 및 (b) 각각의 핀홀 결함이 광학 현미경에 의해 검출가능한 크기(예를 들어, 약 1 ㎛ 이하)를 갖고, 적어도 약 1 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 2 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 3 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 4 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 5 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 6 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 7 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 8 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 9 ㎛인 크기를 갖고, 적어도 약 10 ㎛인 크기를 갖는 경우, 핀홀 결함이 실질적으로 없는 것으로 여겨질 수 있다.
기판의 깨끗한 표면은 후속해서 처리되거나 그렇지 않으면 목적하는 대로 가공될 수 있다. 예를 들어, 깨끗한 표면은 코로나 처리되거나 그렇지 않으면 표면 처리되어, 깨끗한 표면의 추가의 가공에 바람직한 특성을 생성할 수 있다.다양한 유형의 생성물 적용을 위한 작용성 층은 또한 깨끗한 표면 상에 코팅될 수 있다. 미립자 오염에 민감한 물질로 깨끗한 표면을 코팅하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 그러한 가공은 깨끗한 표면을 금속화하여(예를 들어, 금속 코팅을 적용함으로써), 그 위에 하나 이상의 원소 금속 또는 금속 합금층을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 금속층은 예를 들어, 얇은 금속 코팅의 복잡한 패턴을 갖는 가요성 회로를 제조하는데 사용될 수 있다.깨끗한 표면은 최종 적용에 따라 두께를 다양하게 하도록 금속화(즉, 코팅)될 수 있다. 최종 용도에 따라, 약 300 ㎚ 이하, 약 3 ㎚ 내지 약 200 ㎚의 범위, 및 약 10 ㎚ 내지 약 100 ㎚의 범위의 두께를 갖는 금속화된 코팅을 적용하는 것이 보편적이다. 예를 들어, 약 200 ㎚의 은 코팅 침착물을 사용하여 광학 거울 표면을 제조해 왔다. 또한, 포장 산업은 전형적으로 장식 적용용 약 30 ㎚ 내지 산소 또는 수증기 차단 적용용 약 50 ㎚ 범위의 두께로 알루미늄으로 코팅된 플라스틱 필름을 이용한다.
그러한 금속화된 플라스틱 필름은 전형적으로, 배치 가공에서 롤 투 롤로 금속 코팅되고 진공 내에서 수행된다. 기계는 약 4 m 이하의 폭 및 최대 60,000 m 초과까지의 길이를 갖는 웨브를 코팅하는데 이용가능하다. 코팅 두께에 따라 금속 코팅 속도는 1000 m/분 이하일 수 있고, 완전한 롤을 코팅하기 위한 주기 시간은 3시간 미만 내에서 완료될 수 있다. 예를 들어, 문헌["Vacuum Web Coating - State of the Art and Potential for Electronics", by Rainer Ludweg, Reiner Kukla, and Elizabeth Josephson, Proceedings of the IEEE, Volume 93, Issue 8, Date: Aug. 2005, Pages: 1483 - 1490, Digital Object Identifier 10.1109/JPROC.2005.851489]를 참조한다. 금속 코팅은 본 발명에 따라, 임의의 통상의 금속 코팅 기술 또는 장비를 사용하여 깨끗한 표면에 적용될 수 있다. 깨끗한 층을 금속화하기 위한 하나의 그러한 시스템은 뉴저지주, 록라이(Rockleigh, NJ)의 KDF 일렉트로닉스(KDF Electronics)에 의해 제조되고 KDF 603 모델 III 시스템(KDF 603 Model III system)으로서 판매되는 금속 스퍼터 코팅 장치를 이용한다.
다양한 세라믹 물질의 코팅(예를 들어, 미국 특허 제 6,071,597 호에서 개시된 것과 같은 다이아몬드형 탄소 코팅)은 또한, 약 1 ㎚ 내지 약 300 ㎚의 범위 내의 두께로 적용되어 왔다.
가요성 웨브 기판은 양호한 차단 특성, 즉, 기체 및 용매 침투에 대한 높은 내성을 가져야 할 것이다. 본 발명에 따라 적용되는 금속 코팅은 기판 표면 상에서 차단층을 형성할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, "차단층"은 무기 물질(예를 들어, 금속 물질, 세라믹 물질, 다른 무기 물질, 및 그의 조합), 또는 무기 및 유기 물질의 조합(예를 들어, 무기층 및 유기층의 다이아드(dyad))의 하나 이상의 층이며, 중합체성 기판 상으로 코팅되어, 코팅을 통한 기체 및 용매(예를 들어, 물) 침투에 대해 높은 내성을 제공한다. 그러한 차단 코팅은 모콘 시험기(Mocon Tester)를 사용해 약 50℃ 및 100% 상대 습도에서 약 0.1 g/㎡/일 미만의 수증기 투과율(MVTR)을 나타내는 것이 바람직하다. 일부 적용을 위해, 차단 코팅은 약 0.01 g/㎡/일 미만, 약 0.001 g/㎡/일 미만, 약 10-4 g/㎡/일 미만, 또는 약 10-5 g/㎡/일 미만의 MVTR을 나타내는 것이 바람직하다. 전자 디스플레이 적용에서 사용될 기판은 예를 들어, 10-6 g/㎡/일 미만의 수증기 투과율 및 10-5/㎖/㎡/일 미만의 산소 투과율을 나타내는데 필요할 수 있다.
그러한 금속화 가공 전에 또는 금속화 가공 대신에, 그리고 세정 전후에, 매끄럽고(즉, 낮은 표면 조도를 갖고) 편평한 평탄화된 기판 표면을 형성하기에 충분한 중합체성 평탄화 물질로 기판 표면을 코팅함으로써 기판 표면이 평탄화 가공을 받게 하는 것이 바람직할 수 있다. 다음, 평탄화된 기판 표면은 기판에 대한 기판 표면으로서 작용할 수 있다. 이러한 방식으로, 필요하다면, 기판 표면은 매우 매끄럽고 편평하게 제조될 수 있다. 기판 표면은 약 10 나노미터(㎚) 이하의 "Ra" 및 "Rq" 표면 조도값을 갖는 것이 바람직하며, 이는 약 0.277 ㎟(예를 들어, 459 ㎛ × 603 ㎛)의 영역에 걸쳐 측정된 것이다. 바람직하게는, 기판 표면은 약 10,000 미크론2의 영역에 걸쳐 측정된 경우 약 1 ㎚ 이하, 약 400 미크론2의 영역에 걸쳐 측정된 경우 약 1 ㎚ 이하, 또는 약 25 미크론2의 영역에 걸쳐 측정된 경우 약 1 ㎚ 이하의 "Ra" 및/또는 "Rq" 표면 조도값을 갖는다.
기판의 표면을 평탄화하는 또는 그렇지 않다면 이를 매끄럽게 하는 기술은 공지되어 있다. 그러한 기술의 예는 예를 들어, 미국 특허 공보 제 2005/0238871 호, 미국 특허 제 7,018,713 호, 및 공개문헌["Use of Evaporated Acrylate Coatings to Smooth the Surface of Polyester and Polypropylene Film Substrates", D. G. Shaw et al., RadTech (1996), pp. 701-707]에서 발견될 수 있으며, 이는 그 전체가 본원에 참조로서 삽입된다. 본 발명의 기판 표면은 평탄화되어, 상기 기술된 바와 같이 바람직한 표면 조도값을 나타낸다. 하나의 그러한 평탄화하는 코팅 조성물은 본원과 함께, 명칭이 [Substrate With Planarizing Coating And Method Of Making Same]이며 2008년 12월 31일에 출원된 공동출원이고 공동위임된 미국 가특허 출원 제 61/141849 호에서 개시되며, 이는 그 전체가 참조로서 본원에 삽입된다.
평탄화된 기판 표면은 예를 들어, 본 발명에 따라 세정층을 사용하여 세정됨으로써, 금속화되어 그 위에 금속층(예를 들어, 금, 은, 알루미늄, 티타늄, 인듐 주석 산화물 등)을 형성함으로써, 또는 차단 코팅으로 코팅됨으로써와 같이 추가로 가공될 수 있다. 금속화되거나 달리 가공되기 전에, 평탄화된 기판 표면을 낮은 점도의 유동가능한 중합체성 물질의 적어도 하나의 층으로 코팅한 다음, 본 발명에 따라 유동가능한 중합체성 물질의 이러한 층을 또다른 세정층 내로 고체화함으로써, 평탄화된 기판 표면을 세정하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 이러한 세정층이 제거된 후, 생성된 깨끗한 평탄화된 표면이 드러나고 마찬가지로 처리되거나 달리 가공되는데 이용가능하다.
본 발명은 정해지지 않은 길이의 가요성 웨브 기판, 및 특히 중합체성 가요성 웨브 기판의 용도에 적합하다. 본 발명은 정해지지 않은 길이의 광범위하게 다양한 가요성 웨브 물질을 세정 및 임의로 보호하는데 사용될 수 있다. 가요성 웨브는 그의 자체 상에서 또는 추가의 강화로부터 충분한 기계적 건정성(integrity)을 가져서, 세정층이 제거되어 하부의 깨끗한 표면이 노출되게 할 수 있다. 가요성 중합체성 웨브는 예를 들어, 폴리에스테르(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)), 셀룰로오스(예를 들어, 트라이아세틸 셀룰로오스(TAC)), 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리올레핀(예를 들어, 폴리프로필렌), 실리콘 수지, 경화된 아크릴레이트, 공중합체 등과 같은 물질로 제작될 수 있다. 가요성 중합체성 웨브는 단일 층 또는 다층 웨브일 수 있다. 예를 들어, 다층 광학 필름은 예를 들어, 그 전체가 본원에 참조로서 삽입된 미국 특허 제 3,711,176 호, 제 5,103,337 호, 및 제 5,540,978 호, 및 PCT 공보 출원 제 WO 96/19347 호 및 제 WO 95/17303 호에서 개시된 다층 광학 필름과 같이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 중합체 코팅된 종이 웨브 기판은 또한 본 발명의 사용을 위한 잠재적인 후보일 수 있다. 컴퓨터 산업에서 사용되는 것과 같은 마이크로-연마(Micro-abrasive) 코팅된 가요성 웨브 기판은 본 발명에 따라 세정된 그의 마이크로-연마 표면을 갖는 것으로부터 이점을 얻을 수 있다. 금, 은, 스틸, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 주석 또는 다른 금속의 가요성 금속 웨브 또는 호일은 또한 본 발명을 사용하여 세정 및 후속해서 가공될 수 있다.
본 발명에 대해, 가요성 웨브 기판은 예를 들어, 이것이 유동가능한 중합체성 물질로 코팅되는 동안, 그의 종축(예를 들어, 웨브 취급 방법의 업스트림 또는 다운스트림)과 평행한 방향에서 이동할 수 있다. 따라서, 본 발명은 연속 인라인 제조 방법에서 이용가능할 수 있다. 연속 인라인 방법은 가요성 웨브의 전체 길이, 또는 적어도 상당한 부분의 길이가 동일한 생산 라인에서 연속해서 가공되는(즉, 동일한 생산 라인을 통해 연속해서 이동하는) 방법이다. 그러한 방법은 가요성 웨브(예를 들어, 중합체성 필름)를 제공하고, 가요성 웨브의 반대쪽의 주요 표면 중 적어도 한 면 또는 두 면 모두를 유동가능한 중합체성 물질층으로 코팅하여 코팅된 웨브를 형성하고, 가요성 웨브로부터 쉽게 제거가능한 세정층 내로 유동가능한 중합체성 물질의 층을 고체화하는 것을 포함할 수 있으며, 여기서 가요성 웨브의 주요 표면 상의 상당한 수의 입자는 유동가능한 중합체성 물질층에 의해 포착된다. 가요성 웨브가 웨브의 종축에 평행한 방향으로 이동하면서, 유동가능한 중합체성 물질의 층이 코팅된다(예를 들어, 웨브 취급 장치 내 업스트림 또는 다운스트림). 세정층이 제자리에 있으면, 깨끗한 표면은 예를 들어, 세정층이 제거되고 기판 표면이 추가로 가공되기 전 또는 가요성 웨브가 달리 추가로 가공되기 전과 같이 보관 또는 후속해서 취급되는 동안에 보호 및 유지될 수 있다.세정층이 제거된 후, 가요성 웨브의 주요 표면이 드러나 깨끗한 표면이 된다.
한 실시 양태에서, 유동가능한 중합체성 물질의 단일층은 2개의 가요성 웨브 기판의 2개의 대향하는 주요 표면 간에 배치되고, 유동가능한 중합체성 물질이 고체화될 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 세정층의 제거는 예를 들어, 2개의 상이한 가요성 웨브 기판과 같은 2개의 상이한 기판 상의 주요 표면을 세정하는데 사용될 수 있다. 이러한 기본 라미네이트는 임의의 수의 교대 세정층 및 기판과 함께 반복되어 다층 라미네이트를 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 각각의 가요성 웨브 기판의 두 면 모두는 본 발명에 따라 연속해서 또는 동시에, 코팅된 다음 세정될 수 있다. 또다른 실시 양태에서, 가요성 웨브 기판은 단일 세정층을 사용해 본 발명에 따라 세정되는 두 면 모두를 가질 수 있다. 이러한 실시 양태에서, 세정층은 웨브 기판의 한 면에 적용되고, 세정층이 고체화되기 전에 코팅된 웨브는 롤로 감긴다. 웨브 기판이 롤 형태로 있는 이후, 단일 세정층은 고체화된다. 이러한 방식으로, 단일 세정층이 세정되는 웨브의 2개의 대향하는 주요 표면의 둘다 간에 그리고 이와 접촉해서 눌러져 있거나 끼어 있으며, 세정층의 고체화는 웨브 표면의 두 면 모두 상(즉, 세정층의 두 면 모두 상)의 입자가 포착되게 할 것이다. 다음, 생성된 깨끗한 웨브 기판의 롤은 필요하다면 추가로 가공될 수 있다.
본 발명에 따라 가요성 웨브 기판은 유동가능한 중합체성 물질로 코팅될 수 있으며, 한편, 적어도 약 15 m/분(약 50 피트/분)의 속도 및 약 75 m/분(약 250 피트/분) 이하의 속도에서 이동한다. 가요성 웨브 기판을 적어도 약 30 m/분의 속도로 이동시키는 것이 바람직할 수 있으며, 한편 유동가능한 중합체성 물질이 적용된다. 본원에서 사용된 바와 같이, "웨브"는 본 발명에 따른 입자로 세정될 수 있는 중합체성 필름 또는 층으로 이루어지거나 적어도 이를 포함한다. 웨브는 중합체성 필름 또는 층을 위한 강화 배킹(예를 들어, 섬유 강화 필름, 직물 또는 부직포 스크림(scrim), 패브릭 등)을 추가로 포함할 수 있다. "가요성"인 웨브는 롤로 감길 수 있는 것이다. "정해지지 않은 길이"의 웨브는 넓은 것보다는 훨씬 더 긴 웨브를 말한다.
후속한 가공 동안에, 세정층이 제거되는 한편, 코팅된 가요성 웨브(즉, 세정층으로 코팅되는 웨브)는 전형적으로 그의 종축에 평행한 방향으로 연속해서 이동되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방식으로, 세정층이 연속해서 제거되면서, 드러난 깨끗한 표면은 또한 후속해서 연속적으로 가공될 수 있다. 세정층은 통상의 웨브 취급 기술을 사용하여, 예를 들어, 가요성 웨브로부터 장력 하에 세정층을 벗겨냄으로써 가요성 웨브로부터 제거될 수 있다. 세정층의 제거 후, 가요성 웨브의 하부의 표면은 직경이 3 마이크로미터인 입자 및 더 큰 입자 또는 심지어 1 마이크로미터의 크기의 입자 또는 더 큰 입자에 대해 적어도 약 99.7%, 99.9% 또는 심지어 더 양호한 입자 제거 정도를 경험할 수 있다. 벗겨냄 또는 달리 가요성 웨브로부터 세정층을 제거하는 것, 특히 그의 연속 제거는 세정층이 제거되고 입자를 끌어당기는 정전하의 정도를 발달시키는 경향이 있는 위치에서 정전기장을 발생시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 세정층으로 코팅되는 가요성 웨브의 연속 가공은 바람직하게는 세정층이 웨브로부터 제거되는 영역에서, 특히 웨브가 연속해서 가공되는 경우 발생되는 전기장(즉, 정전하의 구축), 및 그로부터의 정전기 방전을 제어하는 것을 포함한다. 체크되지 않은 채 있다면, 정전기장은 세정층이 우선 제거되는 곳에 인접해서 수행되는 웨브의 깨끗한 표면의 임의의 후속한 가공의 위치로까지 확장될 수 있었다. 세정층이 제거된 후 웨브의 깨끗한 표면이 얼마나 빨리 가공되는지는 그러한 정전기장에 걸친 제어의 수준, 및 세정층이 제거되고 깨끗한 표면이 가공되는 공간에서 위치화된 입자에 의해 웨브의 깨끗한 표면이 얼마나 빨리 재오염되는 경향이 있는지와 같은 인자에 좌우될 수 있다. 깨끗한 표면의 그러한 후속한 가공이 세정층을 제거한 직후 수행되는 것이 바람직하다.
얼마나 빨리 웨브 기판이 이동하는지 그리고 가공 환경의 청결도에 따라, 그러한 후속한 가공은 예를 들어, 깨끗한 표면이 드러나거나 그로부터 10 내지 30초에서 2 내지 6 m(6 내지 20피트)만큼 멀리 수행될 수 있다. 가공 환경의 청결도 및 정전기 제어 장비의 효능에 따라, 세정층이 제거된 후 후속한 가공은 60초 이하 또는 그보다 오래 동안 지연되는 것이 허용가능할 수 있다. 그러한 정전기 제어는 예를 들어, (a) 세정층 및 가요성 웨브가 분리되는 곳, 또는 (b) 하부의 깨끗한 표면의 후속한 가공이 발생하는 곳, 또는 (a) 및 (b) 둘다의 공간에 인접해서 위치되는 정전기 방전 디바이스(예를 들어, NRD 뉴클리어스타트 모델(Nuclestat model) P2001 뉴클리어 바(nuclear bar))의 사용에 의해 달성될 수 있다. 그 외에도 또는 대안적으로, 정전기 제어는 또한, 예를 들어 그 전체가 본원에 참조로서 삽입된 미국 특허 제 6,071,597 호에서 보여진 바와 같은 디바이스를 사용하여 진공 환경에서 세정층의 제거, 및 하부의 깨끗한 표면의 후속한 가공을 수행함으로써 달성될 수 있다. 또한, 웨브 기판이 가공되어 웨브 기판에 끌리는 입자를 제거하거나 적어도 최소화하는 한, 웨브 전하를 낮게 유지하는 것이 바람직하다. 웨브는 이들이 롤러에 걸쳐 진행되기 때문에 정전기적으로 하전될 수 있다.
코팅된 가요성 웨브 기판(즉, 세정층으로 코팅된 웨브)을 용이한 보관 또는 수송용 롤로 감는 것이 바람직할 수 있다. 코팅된 웨브가 롤 형태로 있는 경우, 세정층의 또는 가요성 웨브 기판의 조성물은 하나 이상의 첨가제를 포함하여, 예를 들어, 웨브 수송을 용이하게 하고(예를 들어, 목적하는 마찰 계수를 수득하기 위해) 웨브에 유의하게 손상을 주지 않으면서 롤로 감기고 풀리는 웨브의 능력을 향상시키는 표면 특징(예를 들어, 안티-블로킹 특징)을 부여할 수 있다. 예를 들어, 안티-블로킹제는 약 0.01% 내지 약 10%의 고체의 범위 내 양으로 첨가될 수 있다. 안티-블로킹제는 세정층이 가요성 웨브와 결합하거나 이를 블로킹하는 것을 방지할 수 있어서, 풀리는 경우 세정층이 가요성 웨브의 후면으로 정상보다 이르게(prematurely) 이동되는 롤 또는 풀릴 수 있는 롤을 생성할 수 있다. 추가의 통상의 필름 첨가제가 또한 사용되어 색상 변화를 위한 안료의 첨가와 같이 세정층의 특징을 변화시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시 양태에서, 코팅된 가요성 웨브는 또한, 세정층이 제거되기 전에, 가요성 기판 상으로 코팅되는 세정층의 노출된 표면 상으로 하나 이상의 임의의 오버코트층을 적용함으로써 가공되어 다양한 목적하는 기능 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 그러한 오버코트층(들)은 예를 들어, 오버코트층(들)을 세정층 상에 코팅, 프린팅, 적층, 공압출 또는 달리 제공함으로써 적용될 수 있다. 그러한 오버코트층(들)을 사용하여, 예를 들어, 웨브가 롤로 감기는 경우 블로킹을 감소시키기 위해 이형층 또는 하나 이상의 항접착제의 형태로 오버코트층(들)을 사용함으로써, 세정층의 노출된 표면의 이형 특성을 변화시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 오버코트가 또한 사용되어, 예를 들어, 웨브 수송을 용이하게 하고(예를 들어, 목적하는 마찰 계수를 수득하는 것), 웨브에 유의하게 손상을 주지 않으면서 롤로 감기고 풀리는 웨브의 능력을 향상시키는 표면 특징(예를 들어, 안티-블로킹 특징)을 부여할 수 있었다. 그러한 오버코트가 또한 사용되어, 예를 들어, 세정층의 노출된 표면 상을 코팅하거나 달리 이에 접착층을 적용함으로써 세정층의 노출된 표면의 접착제 특성을 변화시킬 수 있었다. 생성된 코팅된 가요성 웨브는 롤로 감길 수 있어서 세정층 상의 접착제가 웨브의 후면에 접착될 것이다. 이러한 방식으로, 롤이 풀리는 경우, 세정층은 가요성 웨브의 후면에 접착된 채로 남아 있고, 웨브의 깨끗한 표면이 노출되게 된다. 또한, 오버코트층(들)은 세정층의 인장 강도를 증가시키기 위해(예를 들어, 세정층의 접착제 제거를 용이하게 하기 위해) 첨가되는 지지층(들)의 형태로 있을 수 있었다. 그러한 지지체 층(들)은 필름, 부직포 스크림, 직물 패브릭, 연속 섬유 등의 형태로 있을 수 있었다. 더욱이, 오버코트층(들)은 그의 제거 전에 세정층을 기계적으로 보호하고, 목적하는 색상, 제품 규명 코드, 제품 로고 또는 가요성 웨브 기판으로부터의 그의 제거 시에 유용한 세정층을 제조하기 위한 다른 기능성을 첨가하기 위해 사용될 수 있었다.
깨끗한 표면의 연속 가공은 또한 차단층(예를 들어, 하나 이상의 금속층, 세라믹 층, 다른 무기층, 유기층 및 무기층의 복합물, 또는 그의 조합)을 깨끗한 표면 상에 적용하는 것을 포함할 수 있다. 유동가능한 중합체성 물질의 제 2 층은 또한 차단층 상에 적용될 수 있으며, 유동가능한 중합체성 물질의 제 2 층은 고체화되어 제 2 세정층을 형성한다. 다음, 제 2 세정층은, 예를 들어 가요성 웨브가 그의 종축에 평행한 방향으로 이동하면서와 같이 차단층으로부터 후속해서 제거될 수 있다.
본 발명의 일반적인 용도는 세정된 가요성 웨브 기판 표면을 미립자 오염에 민감한 물질로 코팅하는 것일 것이다. 그러한 민감한 물질은 그의 최종 용도에서 관찰자를 통해 보여지는 층(예를 들어, LCD 패널 또는 텔레비전 스크린에서 사용되는 그러한 층)의 일부를 형성하는 광학 코팅을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 가공되는 기판은 전기 회로(예를 들어, 가요성 또는 플렉스 회로(flex circuit)) 또는 광전자 디바이스의 부품과 같은 전자 디바이스의 부품을 포함하는데 적합할 수 있다. 특히, 본 발명의 기판은 전계발광(EL) 디바이스(예를 들어, 광학 발광 다이오드 또는 OLED), 광기전력 전지 및 반도체 디바이스 중 적어도 하나 이상의 부품을 포함하는데 적합할 수 있다. 본 발명의 기판은 또한, 전계 효과 트랜지스터(예를 들어, 유기 전계 효과 트랜지스터), 박막 트랜지스터 및 집적 회로 중 적어도 하나 이상의 부품을 포함하는데 적합할 수 있다.
도 1a에 대해, 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시 양태를 수행하는데 있어서, 정해지지 않은 길이의 가요성 웨브 기판(20)은 입자(22)의 허용불가능한 수 및 크기로 그 위가 오염된 표면(21)을 갖도록 제공된다. 웨브(20)는 웨브(20)의 종축과 일반적으로 평행한 방향 "D"에서 움직이고 있다. 본 발명에 따라 웨브(20)는 코팅 다이(26)에 의해 유동가능한 중합체성 물질(24)의 층으로 코팅되고 있으며, 한편 웨브(20)는 그렇게 이동한다. 다이 코팅의 용도는 편리할 수 있는 한편, 분무, 커튼 코팅, 롤 코팅, 및 나이프 코팅과 같은 다른 코팅 가공이 또한 유용할 수 있었다.
이제 도 1b에 대해, 다음, 유동가능한 중합체성 물질(24)의 코팅된 층은 세정층(24b) 내로 고체화되어, 웨브 표면(21)을 오염시키는 입자(22)의 모든 또는 상당한 양을 포착한다. 유동가능한 중합체성 물질(24)은 전형적으로 포착된 입자(22b)의 각각 중 적어도 일부를 물리적으로 둘러쌈으로써 표면(21) 상의 입자(22)를 포착한다. 입자(22b)는 코팅된 물질(24)이 층(24b)으로 고체화되는 경우 포착된다. 유동가능한 중합체성 물질(24)의 정확한 조성에 따라, 물질(24)의 고체화는 건조, 냉각, 열경화, 방사선 경화, 반응성 전구체로부터의 중합 등을 통해 달성될 수 있다. 보통, 웨브가 방향 "D"에서 연속적인 움직임으로 이동하고 있으면서 고체화를 수행하는 것이 편리하다.
이제 도 1c에 대해, 세정층(24b)은 "D1"의 방향에서 웨브(20)에서 스트라이핑되거나 그렇지 않다면 이를 당길 수 있으며, 한편, 웨브(20)가 방향 "D"에서 연속해서 이동된다. 이러한 제거 단계 동안에, 포착된 미립자(22b)는 세정층(24b)과 함께 남아 있어서, 추가의 가공에 이용가능한 깨끗한 표면(28)을 남긴다.
이제 도 2에 대해, 도 1a에서 도시된 코팅 단계는 백업 롤러(30) 주변의 방향 "D"에서 웨브(20)를 이동시킴으로써 수행될 수 있으며, 한편 유동가능한 중합체성 물질(24)이 코팅 다이(26)로부터 배분된다. 이러한 배열에서, 유동가능한 중합체성 물질은 압력 하에 위치되어, 이는 코팅 다이 개구에서 나와 웨브(20)의 표면(21)상으로 코팅 다이(26)를 통해 유동한다. 이는 예를 들어, 압력 포트(32)에 의해 편리하게 달성될 수 있다. 본 발명과 관련해서, 다이(26)를 통한 유동가능한 중합체성 물질의 유동 속도를 정확하게 계량하는 것이 편리할 수 있어서, 임의의 유량계(34)가 예시된다. 추가로, 본 발명과 관련해서, 유동가능한 중합체성 물질 내에 이미 존재하는 미립자 오염을 제거하는 것이 편할 수 있어서, 임의의 필터(36)가 예시된다.
실시예 1
도 2에서 일반적으로 도시된 바와 같은 실험적 셋업을 제조하였다. 22.9 ㎝(9인치) 폭, 0.05 ㎜(0.002인치) 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로부터 제조되고, 미네소타주, 세인트 폴(St. Paul, MN)의 3M 컴퍼니(3M Company)로부터 597197 스카치파(Scotchpar)ㄾ 필름으로서 시판되는 정해지지 않은 길이 웨브(20)는 스테인레스 스틸 백업 롤러(30) 주위에서 7.6 m/분(25피트/분)의 라인 속도로 수송하였다. 슬롯 다이 코터(26)는 0.25 ㎜(0.010인치)의 슬롯 높이 및 20.3 ㎝(8인치)의 슬롯 폭으로 설정된 다이 개구를 포함하도록 제공하였다. 다이 코터(26)는 0.25 ㎜(0.010인치)의 코팅 갭에서 작동시켰다. 372.7 ㎩의 진공(1.5인치의 물(0.0038 kg/㎠))을 업스트림 비드 상에서 끌어내었다(drawn).
그린스보로, 노스 캐롤라이나(Greensboro, NC)의 알베르딩크 볼리, 인코포레이티드(Alberdingk Boley, Inc.)로부터 알베르딩크(ALBERDINGK) ㄾ U 801로서 시판되는, 물 중 40% 고체에 용해되는 지방족 폴리에스테르 폴리우레탄을 포함하는 유동가능한 중합체성 액체 물질은 압력 포트(32)로부터 배분시켰다. 유동은 세인트 루이스, 미주리주(St. Louis, MO)의 에머슨 일렉트릭 코포레이션(Emerson Electric Co.)으로부터 CMF10으로서 시판되는 유량계(34)에 의해 모니터링하였고, 79g/분의 속도에서 유지시켰다. 유동은 일본, 요코하마(Yokohama, JP)의 도쿄 로키(Tokyo Roki)로부터 시판되는, 유형 HC200 필터(36)를 통과하였다. 이들 파라미터는 0.046 ㎜(1.81 mil)의 습식 두께를 갖는 코팅이 웨브(20) 상에서 형성되도록 야기하였다.
다음, 유동가능한 중합체성 물질(24)의 생성된 코팅은 각각이 3.05 m(10피트) 길이인 3개의 연속한 구역을 갖는 건조 오븐을 통해 코팅된 웨브를 이동시킴으로써 고체화하였다. 제 1 구역에서, 온도는 93℃(200℉)에서 유지시켰다. 제 2 구역에서, 온도는 또한 93℃(200℉)에서 유지시켰다. 제 3 구역에서, 온도는 또한 93℃(200℉)에서 유지시켰다. 완전히 건조된 경우, 그렇게 해서 형성된 세정층은 18.4 마이크로미터(0.00072인치)의 두께를 가졌다.
실시예 2
실시예 1의 코팅된 웨브(20)의 깨끗한 표면(28)(도 1c)은 HEPA(즉, 고효율 미립자 에어) 클린룸 조건 하에 그의 고체화된 세정층을 벗겨냄으로써 표면 미립자에 대해 조사하였다. 필름(20)의 깨끗한 표면(28)의 대표적인 영역을 노출시키고 시험하였다. 노출된 깨끗한 표면적을 동일한 PET 필름 웨브(20)의 비세정된 부분과 비교하였다. 드러난 표면(28)의 조사는 분석가능한 입자의 적어도 98%의 감소가 발생하였음을 지시하였다.
실시예 3
실시예 1의 코팅된 웨브는 코팅된 웨브로 한데 감긴 일시적인 프리-마스크(pre-mask) 라이너가 있는 스풀(spool) 상에서 감아서, 웨브의 후면(즉, 웨브의 비코팅된 면)을 보호하였다. 많은 상이한 라이너가 적합한 것으로 여겨지더라도, 버지니아주, 리치몬드(Richmond, VA)의 트레드가(Tredegar)로부터 울트라마스크(Ultramask) 3930으로서 시판되는 0.05 ㎜(0.002인치) 두께의 폴리에틸렌 보호 필름 라이너를 이러한 목적으로 사용하였다.
이제 도 3에 관해서, 본 발명의 방법에서 다양한 단계(예를 들어, 도 1b에서 도시된 것과 같은 고체화 단계, 도 1c에서 도시된 바와 같은 세정층 제거 단계 등)를 수행하기 위한 다단계 장치(70)의 하나의 실시 양태가 일반적으로 도시된다. 장치(70)는 실시예 3의 것과 같은 구조물에 대한 정해지지 않은 길이 웨브(즉, 하나의 주요 표면 상에 세정층(24b) 및 그의 후면 주요 표면을 보호하는 임의의 프리-마스크 라이너(74)를 갖는 웨브(20))를 가공하는데 사용되는 경우, 웨브 구조물(20)은 롤 풀림 스탠드(roll unwind stand)(72) 상에서 장착된 롤로부터 풀리고, 프리마스크 보호 라이너(74)는 한 방향에서 분리되며, 중간체 라이너 아이들러 롤러(intermediate liner idler roller)(76) 근처, 및 감김 스테이션(winder station)(80)에서 라이너 감김 스풀(liner winding spool) 상에서 재감기는 방식으로 라이너 감김 장력 롤러(liner winding tensioning roller)(78) 근처에서 수송된다. 웨브(20) 및 층(24b)은 또다른 방향 "D"에서 스트라이핑 롤러(stripping roller)(94) 바로 앞에 위치하는 장력 감지 롤러(tension sensing roller)(92)로 가는 롤러의 웨브 통로를 통해 분리된다. 롤러의 이러한 웨브 통로는 인피드 당김 롤러(infeed pull roller)(84)의 장력 제어 업스트림을 위해 제공되는 풀림 댄서(unwind dancer)(82)를 포함하며, 임의의 표면 처리(예를 들어, 코로나 처리) 스테이션(86) 및/또는 임의의 웨브 스티어링(steering) 스테이션(88), 및 임의의 스테이션(86 및/또는 88) 둘다는 주요 페이서 롤러(main pacer roller)(90) 전에 위치한다. 장력 감지 롤러(Tension sensing roller)(87)는 장치의 이러한 부분 동안에 웨브를 제어하는데 사용되는 인피드 당김 롤러(84) 및 주요 페이서 롤러(90) 간의 통로에서 웨브 장력을 출력할 수 있다. 이러한 도시된 실시 양태에서, 세정층(24b)은 그것이 롤러(94)를 통과함에 따라 웨브(20)로부터 분리된다. 벗겨진 층(24b)은 감김 스트랜드(96)에서 롤 상에서 수합된다.
웨브(20) 및 세정층(24b)을 위해 선택되는 물질에 따라, 상당한 정전하가 스트라이핑 롤(94)에서 세정층(24b)의 제거 동안에 발생될 수 있는 것이 가능하다. 이러한 경우라면, 정전하 감소 스테이션(static reduction station)(98 및 100)(예를 들어, 뉴클리어 바)은 이러한 전하를 제거하기 위해 세정된 웨브(20)의 한 면 또는 두 면 모두를 마주하게 하는데 사용될 수 있다. 다음, 웨브(20)는 코팅 스테이션(102)을 통해 수송된다. 벗겨진 층(24b)으로부터 정전하를 제거하는 것이 바람직한 경우, 추가의 정전하 감소 스테이션(98a 및 100a)은 마찬가지로 층(24b)에 대해 그리고 스트라이핑 롤러(94) 및 감김 스트랜드(96) 간에 위치될 수 있다.
도시된 실시 양태에서, 예를 들어, 백업 롤러(30) 및 코팅 다이(26)를 포함할 수 있는 코팅 스테이션(102)에서 웨브(20)의 새로 드러난 깨끗한 표면(28)은 또다른 유용한 코팅(110)(예를 들어, 평탄화 코팅, 보호 코팅 등)과 함께 제공된다(예를 들어, 도 2를 참조). 세정층(24b)의 벗겨냄에 의해 야기되는 웨브(20) 내 존재하는 잠재적인 채터(chatter)를 감소시키기 위해 롤러(30)와 함께 임의의 닙 롤러(optional nip roller)(104)를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 도시된 위치에서의 닙 롤러(104)는 항상 바람직하지 않을 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 롤러(104)는 새 깨끗한 표면(28) 상에 오염 그 자체를 도입할 수 있다. 따라서, 일부 현재의 고려되는 실시 양태에서, 스트라이핑 롤러(94) 및 감김 스트랜드(96)는 웨브(20)로부터의 세정층(24b)의 벗겨냄이 닙 롤러(104) 후에 발생하도록 위치될 수 있다.
일부 유용한 코팅(110)과 함께, 갭 건조 장치(112) 내에서 예비 건조 단계를 수행하는 것이 편리할 수 있다. 그러한 장치 상에서의 정보는 예를 들어, 그 전체가 본원에 참조로서 삽입되는 미국 특허 제 6,553,689 호; 제 7,100,302 호; 및 제 7,143,528 호에서 발견될 수 있다. 그 외에도 또는 대안적으로, 일부 유용한 코팅(110)을 위해, 가공 중 일부 지점에서 일차 건조 단계를 수행하는 것이 편리할 수 있다. 사용되는 코팅 물질에 따라, 통상의 건조 오븐(114)은 이러한 면에서 유용할 수 있다. 예시적인 건조 오븐(114)은 제 1 구역(114a), 제 2 구역(114b), 및 제 3 구역(114c)으로 분리되고, 각각의 구역은 3.05 m(10피트) 길이이다. 건조 오븐(114)외에 추가로 또는 이 대신에, 경화 스테이션(curing station)(116)은 예를 들어, 유용한 코팅(110)을 경화시키기 위한 자외선(UV) 또는 다른 방사선을 제공하는 것과 같이 유용한 코팅(110)을 처리하기 위해 존재할 수 있다. 스티어링 스테이션(steering station)(118)은 임의로 웨브(20)가 감김 기작(winding mechanism)(120)으로 접근함에 따라 감김용 웨브를 위치시키도록 존재할 수 있다. 일부 실시 양태에서, 감김 기작(120) 전에 위치하는 임의의 조사 스테이션(inspection station)(122)을 갖는 것이 편리할 수 있다. 장력 감지 롤러(124)는 아웃피드 당김 롤러(outfeed pull roller)(126) 직전에 편리하게 위치된다. 또다른 장력 감지 롤러(128)는 편리하게 감김 롤러(130) 직전에 위치된다. 보호 라이너(131)와 함께 유용한 코팅(110)을 갖는 웨브(20)를 섞어 짜는(interweave) 것이 편리하다면, 풀림 스탠드(unwind stand)(132)는 이를 공급하도록 제공될 수 있다.
실시예 4
코팅된 웨브는 하기 구체적인 것을 제외하고는 실시예 1과 유사하게 제조되었다. 정해지지 않은 길이 웨브는 1.27 ㎜(0.005인치) 두께의 PET 필름이었고, 접착 촉진 프라이머(adhesion promoting primer)는 한 면 상에 코팅되었다. 그러한 프라이밍된(primed) PET 웨브는 델라웨어주, 윌밍턴(Wilmington, DE)의 듀퐁(DuPont)으로부터 ST504 필름으로서 시판된다. 유동가능한 중합체성 물질은 오하이오주, 신시내티(Cincinnati, OH)의 마이클만(Michelman)으로부터 마이켐ㄾ 프라임 4983R(Michemㄾ Prime 4983R)로서 시판되는 에틸렌 아크릴산의 분산액이었다. 마이켐ㄾ 프라임 4983R은 그의 본래의 25%의 고체 함량에서 22.5%의 고체 함량으로 탈이온수로 희석시켰다. 여기에, 일본, 오사카(Osaka, JP)의 세키수이 플라스틱, 리미티드(Sekisui Plastic, Ltd.)로부터 MB 30X-8로서 시판되는 8개의 마이크로미터 직경 PMMA 비드를 0.1중량%의 수준에서 첨가하였다. 비드는, 정해지지 않은 길이 웨브가 롤로 감기는 경우, 하나의 표면은 다른 표면과 접촉하면서, 반대쪽의 웨브 표면의 슬립 특징을 향상시킨다. 비드는 또한, 웨브 취급 장비(예를 들어, 롤러)를 통해 웨브 기판의 웨브 수송 특징을 향상시킬 수 있다. 이러한 혼합물은 필름의 프라이밍된 면 상에 67 마이크로미터(0.00267인치)의 습식 두께를 갖도록 놓였다. 완전히 건조된 경우, 이러한 코팅은 15 마이크로미터(0.0006인치)의 두께의 세정층(24b)을 형성하였다.
마이켐® 프라임 4983R 물질(24)을 적용하기 위해 구체화되는 가공 조건은 정상적으로는 물질(24)이 PET 필름 상에서 프라이머 코팅과 매우 강한 결합을 형성하도록 야기할 것이다. 그러나, 마이켐® 프라임 4983R의 코팅을 가공하여, 그러한 결합 강도를 억제시켰다. 특히, 유동가능한 마이켐® 프라임 4983R 물질(24)의 적용된 코팅은 3개의 연속한 구역을 갖는 건조 오븐을 통해 코팅된 웨브를 이동함으로써 세정층(24b) 내로 고체화하였고, 약 8 m/분의 코팅 속도(즉, 라인 속도)에서 각각은 3.05 m(10피트) 길이이고, 이는 정상적으로 구체화되는 것보다 더 낮은 온도이고 정상적으로 구체화되는 속도보다 더 빠르다. 특히, 제 1 구역에서, 온도는 93℃(200℉)에서 유지시켰다. 제 2 구역에서, 온도는 또한 93℃(200℉)에서 유지시켰다. 제 3 구역에서, 온도는 또한 107℃(225℉)에서 유지시켰다.
실시예 5
일반적으로 도 3에서 도시된 바와 같은 실험적 셋업은 실시예 4의 코팅된 웨브를 가공하기 위해 제조하였으며, 구성원(76, 78 및 80)의 사용은 예외였는데, 왜냐하면 실시예 4의 웨브 구조물은 라이너 (74)를 포함하지 않기 때문이다. 코팅된 웨브(20)의 롤은 풀림 스탠드(72) 상에 장착하였고, 웨브(20)는 9.1 m/분 (30 피트/분)의 라인 속도에서 방향 "D"로 풀렸다.스트라이핑 롤러(94)에서, 세정층(24b)을 제거하였고, 이는 웨브(20) 상에 약 15 내지 20kV의 정전하를 발생시켰고, 그래서 뉴욕주, 그랜드 아일랜드(Grand Island, NY)의 NRC LLC로부터 시판되는 4개의 P2001 뉴클리어 에어 이온화 바(nuclear air ionizing bar)를 정전하 감소 스테이션(static reduction station)(98 및 100)으로서 기능하도록 위치시켰고, 2개의 바는 웨브(20) 위에 그리고 2개의 바는 그 밑에 놓였다. 유사하지만 반대의 신호 전압이 제거되는 세정층(24b) 상에서 발달하였기 때문에, 4개 더 많은 P2001 뉴클리어 에어 이온화 바는 세정층(24b)의 양면 상에 유사하게 위치되는 정전하 감소 스테이션(98a 및 100a)으로서 기능하도록 위치시켰다.
코팅 스테이션(102)에서, 웨브(20)는 스테인레스 스틸 백업 롤러(30) 주변에서 수송되었다. 이러한 스테이션에서 다이 코터(26)를 사용하여 물질을 적용하여 웨브(20) 상에 평탄화 층(110)을 형성하였다. 더욱 구체적으로는, 평탄화 층을 제조하는데 사용되는 물질은 미네소타주, 세인트 폴(St. Paul, MN)의 3M 컴퍼니로부터 906 하드코트(906 Hardcoat)로서 시판되는 혼입된 광개시제가 있는 실리카 기재 하드코트, 마이애미주, 미드랜드(Midland, MI)의 다우 케미칼(Dow Chemical)로부터 다우아놀(Dowanol)™ PM으로서 시판되는 아이소프로필 알콜 및 글리콜 에테르의 2:1 중량비의 용액 내 40% 고체였다. 이 물질은 웨브(20)의 깨끗한 표면(28) 상에서 코팅하였고, 이는 스트라이핑 롤러(94)에서 세정층(24b)의 제거에 의해 드러났다.
그의 습식 평탄화 층(110)이 있는 웨브(20)는 이중 구역 갭 건조 장치(112)를 통과하였고, 각각의 구역은 1.525 m(5피트)였다. 제 1 건조 구역은 49℃(120℉)의 온도에서 존재하였고, 제 2 건조 구역은 60℃(140℉)의 온도에서 존재하였다. 건조 후, 웨브(20) 및 층(110)은 3개의 구역 건조 오븐(114) 내로 이동하였고, 각각의 구역은 길이가 3.05 m(10피트)였다. 제 1 오븐 구역은 60℃(140℉)로 설정하였고, 제 2 오븐 구역은 71℃ (160℉)로 설정하였고, 제 3 오븐 구역은 71℃(160℉)로 설정하였다. 경화 스테이션(116)에서, UV 방사선을 사용하여, 중합을 개시함으로써 평탄화 코팅(110)을 처리하였다. 이러한 경화 스테이션(116)은 VPS/I600 변수 파워(variable power) 시스템에 의해 구동되는 "H" 유형 벌브를 사용하였고, 둘다는 메릴랜드주, 게티스버그(Gaithersburg, Maryland)의 퓨전 UV 시스템, 인코포레이티드(Fusion UV Systems, Inc.)로부터 시판되었으며, 약 80 내지 100%의 정격 용량(rated capacity)의 수준에서 작동시켰다. 경화 스테이션(116)을 통과한 후, 4 내지 6 마이크로미터의 두께를 갖는 고체화된 평탄화 코팅(110)을 형성하였다. 다음, 그의 평탄화 코팅이 있는 웨브를 감김 롤러(130) 상에서 감았다.
실시예 5a
이 실시예는 실시예 5와 동일하였으며, 단 상이한 평탄화 코팅 조성물이 사용된 것만 제외였다. 이러한 평탄화 물질은, 모두 엑스톤(Exton, PA)의 사토머 컴퍼니(Sartomer Co.)로부터 시판되는 3개의 상이한 아크릴레이트 단량체의 블렌드를 포함하였다. 이러한 블렌드는 각각 SR-444, SR-238 및 SR-506 사토머 단량체의 40:40:20 혼합물이었다. SR-444는 약 103℃의 Tg를 갖는 펜타에리트리톨 트라이아크릴레이트이고, SR-238은 약 43℃의 Tg를 갖는1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트이고, SR-506은 약 88℃ 내지 약 94℃ 범위의 Tg를 갖는 아이소보르닐 아크릴레이트이다. 아크릴레이트 단량체의 이러한 블렌드는 코팅 물질의 총 조성물의 58중량%였다. 총 조성물의 또다른 1중량%는 독일, 루드비그샤펜(Ludwigshafen, Germany)의 BASF로부터 루시린(Lucirin)® TPO-L로서 시판되는 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스피네이트 광개시제였다. 코팅 조성물의 대략 41중량%는 일리노이주, 네이퍼빌(Naperville, Illinois)의 날코 케미칼 컴퍼니(Nalco Chemical Co.)로부터 시판되는 날코(Nalco) 2327 실리카 졸이었다. 날코 2327 실리카 입자는 표면 처리되고, 20 ㎚의 평균 입자 크기를 갖고, 15중량%의 고체 함량을 갖는다. 코팅 시간에서 점도 조정을 위해, 조성물은 1-메톡시2-프로판올로 50:50 중량비로 희석시켰다.
이제 도 4에 관하여, 장치(200)의 한 실시 양태에서, 세정층 및 접착성 오버코트층(합해서 224)을 동시에 적용하기 위해, 가요성 웨브 기판(20)은 백업 휠 또는 롤러(230) 주변으로 방향 "D"에서 이송되며, 한편 유동가능한 중합체성 물질(24)(즉, 세정층 물질) 및 접착성 오버코트층 물질은 이중 슬롯 코팅 다이(226)로부터 배분된다. 유동가능한 중합체성 물질(24)은 압력 포트(32)에서 압력 하에 위치하여 이것이 코팅 다이(226) 내 더 낮은 슬롯으로 유동하게 한다. 상기 실시예 1과 관련하여 토의된 바와 같이, 임의의 유량계(34) 및 임의의 필터(36)가 제공될 수 있다.
압력 포트(232)는 접착성 오버코트 물질이 코팅 다이(226) 내 더 상부의 슬롯쪽으로 유동하도록 제공된다. 임의의 유량계(234) 및 임의의 필터(236)는 접착성 오버코트 물질에 대해서도 제공될 수 있다. 시스템이 작동하는 경우, 유동가능한 중합체성 물질 및 접착성 물질 둘다 웨브(20) 상에서 배분된다.
실시예 6
실시예 5에서 형성된 물질, 즉 드러난 표면 상에서 실시예 5의 906 하드코트 평탄화층을 갖는 정해지지 않은 길이 물질의 웨브는 실시예 4의 방법에 따라 처리하여, 평탄화층의 상부 상에 새 세정층을 형성하였다.
실시예 6a
실시예 5a에서 형성되는 평탄화된 물질, 즉 세정된 표면(28) 상에 코팅된 평탄화층(110)을 갖는 정해지지 않은 길이 물질의 웨브는 실시예 4의 방법에 따라 처리하여, 평탄화층(110)의 상부 상에 새(즉, 제 2) 세정층(24b)을 형성한다.
실시예 7
상기 토의가 어떻게 정해지지 않은 길이 물질이 적용되는 스퍼터된 층을 가질 수 있는지를 설명하더라도, 그리고 많은 바람직한 실시 양태가 스퍼터링을 위한 연속 가공을 수반하더라도, 본 실시예에서 배치 방법이 기술된다. 더욱 구체적으로는, 실시예 6a(즉, 평탄화 층(110) 상에서 코팅된 새 세정층(24b)과 함께 드러난 깨끗한 표면(28) 상에 코팅된 평탄화 층(110)을 갖는 정해지지 않은 길이 물질의 웨브(20))에서 형성되는 웨브 구조물을 개별 시트로 절단하였다. 이들 시트 중 여러 시트는, 두 면 모두 상에 이형가능한 아크릴레이트 감압성 접착제(psa)를 갖는 이중면 접착 테이프를 사용해 알루미늄 시트를 포함하는 팔레트에 접착시켰다. 웨브 구조물의 개별 시트를 갖는 팔레트는 뉴저지주, 록라이의 KDF 컴퍼니로부터 구매되는 모델 MRC 603 진공 스퍼터링 장치 내에 위치시켰다. 다음, 각각의 시트 상의 평탄화 층(110)을 보호하는 새 세정층(24b)을 조심스럽게 벗겨 내었다. 이 조작 동안에, 소형 폴로늄 정전기방지 바(handheld polonium anti-static bar)를 사용하여 상응하는 평탄화 층(110)의 새로 드러난 깨끗한 표면(28) 상에 먼지가 가라앉는 것을 방지하였다. 조작은 클린룸 클래스 1000에서 수행하였다. SiO2 표적을 제자리에 놓았고, 다음 스퍼터링 장치를 밀봉하였고, 0.00013 ㎩(10-6 Torr) 미만의 진공을 끌어내었다.
혼합된 기체를 챔버 내에 도입하였고, 구체적으로는 97 sccm(표준 평방 센티미터/분)의 속도에서는 아르곤이었고 이와 함께 3 sccm의 속도에서는 O2였다. 13.56 ㎒의 주파수를 갖는 RF 전위차는 SiO2 표적을 포함하도록 설정하여, 0.5kW의 에너지를 끌어내었다. 팔레트가 제거되는 1분의 기간은 표면 오염의 표적을 세정하기 위해 통과를 허용하였고, 다음 팔레트를 20 ㎝/분의 속도에서 표적 하에 수송하였다. 이는 SiO2의 층이, 평탄화 층(110)의 드러난 깨끗한 표면(28)을 약 20 ㎚의 두께로 스퍼터링되도록 야기하였다.
실시예 8
실시예 6a에서 형성된 물질, 즉, 드러난 표면 상에 평탄화층을 갖고 그 위의 평탄화층에 걸쳐 제 2 세정층을 갖는 정해지지 않은 길이 물질의 웨브는 일반적으로 그 전체가 본원에 참조로서 삽입된 미국 특허 제 6,071,597 호의 도 10에서 도시된 바와 같이 탄소 필름 침착 장치에서 꿰었다(threaded). 꺾쇠괄호 내 하기의 참조 숫자는 미국 특허 제 6,071,597 호의 도 10으로부터이다. 더욱 특히, 정해지지 않은 길이 물질의 웨브를 릴 기작<128C> 상에서 장착하였다. 2개의 추가의 아이들러 롤러는 릴 기작 <128A>의 상부에 그리고 인접해서 위치시켜, 아이들러 롤러 <132>에 웨브를 수송하고 세정층의 제거를 용이하게 하였다. 평탄화 층 상에 다이아몬드형 탄소 코팅의 차단층을 침착시킬 목적으로, 그의 평탄화 층이 있는 정해지지 않은 길이 물질의 웨브로부터 제 2 보호성, 세정층의 분리는 2개의 추가의 아이들러 롤러의 위치에서 발생하였고, 제 2 보호성, 세정층은 릴 <128E> 상으로 감기고, 그의 평탄화 층이 있는 정해지지 않은 길이 물질의 웨브는 드럼<126> 주변에서 수행된다. 드럼 <126>주변을 통과한 후, 웨브는 제 2 아이들러 롤러 <132> 주변에서 수행되고 릴 <128B> 내로 감겼다. 특히, 드럼 <126> 은 알루미늄으로 제작되었고, 56 ㎝(22인치)의 직경 및 46 ㎝(18인치)의 폭을 가졌다.
웨브가 탄소 필름 침착 장치 <110> 내로 꿰어지는 경우, 장치 <110>를 밀봉하였고, 0.13 ㎩(1 mTorr)의 진공을 끌어내었다. 다음, 웨브는 152 ㎝/분(5 피트/분)의 속도로 진행시켰다. 테트라메틸 실란 기체를 360sccm의 속도로 챔버 내로 도입하여, 1.9 ㎩(14 mTorr)의 압력이 장치 <110>에서 수득되었다. 13.56 ㎒의 주파수에서의 RF 에너지를 드럼<126> 및 쉴드 전극(shield electrode)<180>간에 적용하였고 드럼<126> 은 -460 볼트 DC 바이어스를 가져서 1500와트를 끌어내었다. 이는 평탄화 층 상에 침착되는 비정질 수소화된 규소 카바이드층의 0.2 미크론 층을 야기하였다. 이후, 웨브의 수증기 차단 특성은 50℃ 및 100% RH에서 설정된 모콘 MVT 검출 시스템을 사용해 시험하였고, 0.005 g/㎡/일미만인 것으로 발견되었다.
본 발명이 본 발명의 다양한 실시 양태를 참조하여 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 형태 및 세부에 있어서 다양한 다른 변경이 본 발명에서 이루어질 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 가요성 웨브 기판 이외의 기판(예를 들어, 플레이트형 기판, 시트 등)에 동일하게 적용가능할 수 있게 되는 것으로 여겨진다.

Claims (68)

  1. 하기 단계를 포함하는, 디바이스의 성분의 제조 방법:
    디바이스의 성분 중 적어도 일부를 형성하는 가요성 웨브 기판을 제공하는 단계로서, 가요성 웨브 기판은 양면, 각 면 상의 주요 표면, 및 정해지지 않은 길이(indefinite length)를 갖는 단계;
    가요성 웨브 기판이 다운-웨브 방향으로 이동하는 동안, 가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두의 위를 웨트-아웃(wet-out)하고 그 위의 주요 표면을 중합체성 물질로 덮기 위해 코팅하는 단계; 및
    가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두의 주요 표면 상에 하나의 세정층을 형성하기 위해 중합체성 물질을 고체화하는 단계(여기서, 각각의 세정층은 세정층이 형성되는 주요 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 주요 표면에 손상을 주거나 주요 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 쉽게 제거가능하고, 주요 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하며, 각 세정층의 제거는 하나의 깨끗한 표면을 드러냄).
  2. 하기 단계를 포함하는, 정해지지 않은 길이의 가요성 웨브 기판의 주요 표면으로부터 입자를 세정하는 방법:
    양면, 각 면 상의 주요 표면, 및 정해지지 않은 길이를 갖는 가요성 웨브 기판을 제공하는 단계;
    가요성 웨브 기판이 다운-웨브 방향으로 이동하는 동안, 가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두의 위를 웨트-아웃하고 그 위의 주요 표면을 중합체성 물질로 덮기 위해 코팅하는 단계; 및
    가요성 웨브 기판의 한 면 또는 두 면 모두의 주요 표면 상에 하나의 세정층을 형성하기 위해 중합체성 물질을 고체화하는 단계(여기서, 각각의 세정층은 세정층이 형성되는 주요 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 주요 표면에 손상을 주거나 주요 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 쉽게 제거가능하고, 주요 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하고, 각 세정층의 제거는 하나의 깨끗한 표면을 드러냄).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 가요성 웨브 기판이 중합체성 웨브 기판을 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성 웨브 기판이 상기 코팅 동안에 적어도 약 5m/분의 속도로 이동하는, 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 물질이 폴리우레탄, 폴리카르보네이트, 폴리비닐, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 스티렌 블록 공중합체, 폴리올레핀, 크라톤(kraton), 및 그의 공중합체 또는 블렌드 중 적어도 하나 이상을 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 물질이 용액 내 또는 현탁액 내에 존재하고, 상기 고체화 단계는 중합체성 물질을 건조시키는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 물질이 열경화성 중합체성 물질을 포함하고, 상기 고체화 단계는 경화를 포함하여 열경화성 중합체성 물질의 가교-결합을 야기하는, 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 물질이 열경화성 중합체성 물질을 포함하고, 상기 고체화 단계는 경화를 포함하여 열경화성 중합체성 물질의 단지 부분적인 가교-결합을 야기하는, 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 물질이 용융된 열가소성 중합체성 물질을 포함하고, 상기 고체화 단계는 용융된 열가소성 중합체성 물질을 열가소성 중합체성 물질의 고체화 온도 또는 유리 전이 온도 미만으로 냉각시키는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 물질이 상기 코팅 동안 1000cP 미만의 점도를 갖는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 세정층을 제거하여 그 하부의 하나의 깨끗한 표면을 드러내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 각각의 깨끗한 표면에 직경이 약 3마이크로미터 이상의 크기인 입자가 실질적으로 없는, 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 각각의 깨끗한 표면에 직경이 적어도 약 0.1마이크로미터인 초미세 입자 및 더 큰 입자가 실질적으로 없는, 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 각각의 세정층의 제거가 상응하는 주요 표면으로부터 적어도 약 99.7%의 입자를 제거하는, 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상응하는 세정층이 가요성 웨브 기판으로부터 제거됨에 따라 각각의 세정층을 롤로 감는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제거 후에 각각의 깨끗한 표면을 가공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 깨끗한 표면을 가요성 웨브 기판 상에서 금속화하여, 그 위에 핀홀(pinhole) 결함이 실질적으로 없는 금속 표면을 갖는 금속층을 형성하는 단계(여기서, 상기 금속화는 상기 제거와 인라인(in-line)으로 발생함)를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    가요성 웨브 기판이 다운-웨브 방향으로 이동하는 동안, 가요성 웨브 기판의 위를 웨트-아웃하고 그 위의 적어도 하나의 금속 표면을 또다른 중합체성 물질로 덮기 위해 코팅하는 단계; 및
    적어도 하나의 금속 표면 상에 또다른 세정층을 형성하기 위해 다른 중합체성 물질을 고체화하는 단계(여기서, 하나의 세정층을 형성하는데 사용되는 중합체성 물질 및 다른 세정층을 형성하는데 사용되는 중합체성 물질이 동일 또는 상이하고, 각각의 세정층은 다른 세정층이 형성되는 금속 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 금속 표면에 손상을 주거나 금속 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 쉽게 제거가능하고, 금속 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하고, 각각의 다른 세정층의 제거가 금속성 깨끗한 표면을 드러냄)를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    각각의 다른 세정층을 제거하여 그 하부의 금속성 깨끗한 표면을 드러내는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    중합체성 물질을 코팅하는 상기 단계 전에, 중합체성 평탄화 코팅을 적용하여 가요성 웨브 기판 중 한 면 또는 두 면 모두의 주요 표면을 형성하는 단계(여기서, 중합체성 평탄화 코팅에 의해 형성되는 가요성 웨브 기판의 각각의 주요 표면은 평탄화된 표면임)를 추가로 포함하는 방법.
  21. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가요성 웨브 기판 상의 적어도 하나의 깨끗한 표면을 중합체성 평탄화 코팅으로 평탄화하여, 그 위에 평탄화된 표면을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    가요성 웨브 기판이 다운-웨브 방향으로 이동하는 동안, 적어도 하나의 평탄화된 표면을 웨트-아웃하고 덮기 위해 적어도 하나의 평탄화된 표면을 또다른 중합체성 물질로 코팅하는 단계; 및
    적어도 하나의 평탄화된 표면 상에 또다른 세정층을 형성하기 위해 다른 중합체성 물질을 고체화하는 단계(여기서, 하나의 세정층을 형성하는데 사용되는 중합체성 물질 및 다른 세정층을 형성하는데 사용되는 중합체성 물질이 동일 또는 상이하고, 각각의 다른 세정층은 다른 세정층이 형성되는 평탄화된 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 평탄화된 표면에 손상을 주거나 평탄화된 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 쉽게 제거가능하고, 평탄화된 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하고, 각각의 다른 세정층의 제거가 평탄화된 깨끗한 표면을 드러냄)를 추가로 포함하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    각각의 다른 세정층을 제거하여 그 하부의 평탄화된 깨끗한 표면을 드러내는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    각각의 평탄화된 깨끗한 표면을 가공하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 가공이 각각의 다른 세정층의 상기 제거 후에 발생하는, 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    가요성 웨브 기판 상에서 적어도 하나의 평탄화된 깨끗한 표면을 금속화하여, 실질적으로 핀홀 결함이 없는 그 위에 금속 표면을 갖는 금속층을 형성하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 금속화가 각각의 다른 세정층의 상기 제거 후에 발생하는, 방법.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성 웨브 기판의 주요 표면 둘다가 중합체성 물질로 동시에 또는 연속해서 코팅되는, 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 가요성 웨브 기판의 주요 표면 둘다가 중합체성 물질로 동시에 코팅되는, 방법.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 세정층이 가요성 웨브 기판으로부터 입자를 제거(dislodge)하기 위해 초음파 에너지를 적용할 필요 없이 세정되는 표면 상의 상당한 수의 입자를 포착하는, 방법.
  29. 제 1 항 내지 제 10 항 및 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 세정층 상에 오버코트(overcoat)를 적용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 오버코트가 적어도 하나의 세정층의 노출된 표면 상에 적용되는 접착층을 포함하는, 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    가요성 웨브 기판을 롤로 감아서, 가요성 웨브 기판의 다른 면에 접착층을 접착시키는 단계; 및
    롤을 풀어서, 가요성 웨브 기판으로부터 적어도 하나의 세정층을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  32. 제 11 항 내지 제 19 항 및 제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제거 동안에 정전하의 구축(buildup)을 조절하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 정전하의 구축이 상기 제거가 수행되는 곳에 인접해서 조절되는, 방법.
  34. 하기 단계를 포함하는, 디바이스의 제조 방법:
    제 1 항 및 제 4 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항의 방법에 따라 디바이스의 성분을 제조하는 단계; 및
    성분을 포함하는 디바이스를 제조하는 단계.
  35. 하기를 포함하는 가요성 웨브:
    양면, 한 면 상의 제 1 주요 표면 및 또다른 면 상의 제 2 주요 표면 및 정해지지 않은 길이를 갖는 가요성 웨브 기판; 및
    상기 제 1 주요 표면 상으로 코팅되고 이와 직접 접촉되는 고체화된 중합체성 물질의 제 1 세정층(여기서, 상기 제 1 세정층은 상기 제 1 주요 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 상기 제 1 주요 표면에 손상을 주거나 제 1 주요 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 상기 제 1 주요 표면으로부터 쉽게 제거가능하고, 상기 제 1 세정층이 그 위에 코팅되기 전에 상기 제 1 주요 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하고, 상기 제 1 세정층의 제거 시, 상기 제 1 주요 표면이 상기 상당한 수의 입자가 없는 제 1 깨끗한 표면이 됨).
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판이 중합체성 웨브 기판을 포함하는, 가요성 웨브.
  37. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판이 상기 제 1 주요 표면을 한정하는 제 1 금속 표면을 갖는 제 1 금속층을 포함하고, 상기 금속층에 실질적으로 핀홀 결함이 없는, 가요성 웨브.
  38. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판이 상기 제 1 주요 표면을 한정하는 제 1 평탄화된 표면을 갖는 제 1 중합체성 평탄화 코팅을 포함하는, 가요성 웨브.
  39. 제 35 항 또는 제 36 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판이 제 1 금속 표면을 갖는 제 1 금속 코팅으로 금속화된 제 1 평탄화된 표면을 갖는 제 1 중합체성 평탄화 코팅을 포함하고, 상기 제 1 금속 표면이 상기 제 1 주요 표면을 한정하고, 상기 제 1 금속층에 실질적으로 핀홀 결함이 없는, 가요성 웨브.
  40. 제 35 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 세정층이 상기 제 1 주요 표면으로부터 제거되고, 상기 제 1 깨끗한 표면에 직경이 약 3 마이크로미터 이상의 크기인 입자가 실질적으로 없는, 가요성 웨브.
  41. 제 35 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 세정층이 상기 제 1 주요 표면으로부터 제거되고, 상기 제 1 깨끗한 표면에 직경이 적어도 약 0.1 마이크로미터인 초미세 입자 및 더 큰 입자가 실질적으로 없는, 가요성 웨브.
  42. 제 40 항 또는 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 세정층이 상기 제 1 세정층으로 코팅되기 전에 상기 제 1 주요 표면 상에 있었던 입자 중 적어도 약 25%를 포착하는, 가요성 웨브.
  43. 제 40 항 또는 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 세정층이 상기 제 1 세정층으로 코팅되기 전에 상기 제 1 주요 표면 상에 있었던 입자 중 적어도 약 50%를 포착하는, 가요성 웨브.
  44. 제 40 항 또는 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 세정층이 상기 제 1 세정층으로 코팅되기 전에 상기 제 1 주요 표면 상에 있었던 입자 중 적어도 약 99.0%를 포착하는, 가요성 웨브.
  45. 제 35 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 추가로 포함하는 가요성 웨브:
    상기 제 2 주요 표면 상으로 코팅되고 이와 직접 접촉되는 고체화된 중합체성 물질의 제 2 세정층(여기서, 상기 제 2 세정층은 상기 제 2 주요 표면에 실질적으로 접착성인 결합을 형성하고, 상기 제 2 주요 표면에 손상을 주거나 제 2 주요 표면 상에 세정층 물질의 상당량의 잔류물을 남기지 않으면서 상기 제 2 주요 표면으로부터 쉽게 제거가능하고, 상기 제 2 세정층이 그 위에 코팅되기 전에 상기 제 2 주요 표면 상에 배치된 상당한 수의 입자를 포착하고, 상기 제 2 세정층의 제거 시, 상기 제 2 주요 표면이 상기 상당한 수의 입자가 없는 제 2 깨끗한 표면이 됨).
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판이 상기 제 2 주요 표면을 한정하는 제 2 금속 표면을 갖는 제 2 금속층을 포함하고, 상기 제 2 금속층에 실질적으로 핀홀 결함이 없는, 가요성 웨브.
  47. 제 45 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판이 상기 제 2 주요 표면을 한정하는 제 2 평탄화된 표면을 갖는 제 2 중합체성 평탄화 코팅을 포함하는, 가요성 웨브.
  48. 제 45 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판이 제 2 금속 표면을 갖는 제 2 금속 코팅으로 금속화된 제 2 평탄화된 표면을 갖는 제 2 중합체성 평탄화 코팅을 포함하고, 상기 제 2 금속 표면이 상기 제 2 주요 표면을 한정하고, 상기 제 2 금속층에 실질적으로 핀홀 결함이 없는, 가요성 웨브.
  49. 제 45 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 세정층이 상기 제 2 주요 표면으로부터 제거되고, 상기 제 2 깨끗한 표면에 직경이 약 3 마이크로미터 이상의 크기인 입자가 실질적으로 없는, 가요성 웨브.
  50. 제 45 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 세정층이 상기 제 2 주요 표면으로부터 제거되고, 상기 제 2 깨끗한 표면에 직경이 적어도 약 0.1 마이크로미터인 초미세 입자 및 더 큰 입자가 실질적으로 없는, 가요성 웨브.
  51. 제 49 항 또는 제 50 항에 있어서, 상기 제 2 세정층이 상기 제 2 세정층으로 코팅되기 전에 상기 제 2 주요 표면 상에 있었던 입자 중 적어도 약 25%를 포착하는, 가요성 웨브.
  52. 제 49 항 또는 제 50 항에 있어서, 상기 제 2 세정층이 상기 제 2 세정층으로 코팅되기 전에 상기 제 2 주요 표면 상에 있었던 입자 중 적어도 약 50%를 포착하는, 가요성 웨브.
  53. 제 49 항 또는 제 50 항에 있어서, 상기 제 2 세정층이 상기 제 2 세정층으로 코팅되기 전에 상기 제 2 주요 표면 상에 있었던 입자 중 적어도 약 99.0%를 포착하는, 가요성 웨브.
  54. 제 35 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판의 반대쪽의 상기 제 1 세정층의 면 상에 적용되는 오버코트를 추가로 포함하는, 가요성 웨브.
  55. 제 54 항에 있어서, 상기 오버코트가 접착층을 포함하는, 가요성 웨브.
  56. 제 55 항에 있어서, 상기 가요성 웨브가 롤로 감기고, 상기 접착층은 상기 가요성 웨브 기판의 다른 면에 접착되어, 상기 롤이 풀리는 경우, 상기 접착층이 상기 가요성 웨브 기판의 다른 면에 그리고 상기 제 1 세정층에 결합된 채로 있고, 상기 제 1 세정층이 상기 가요성 웨브 기판의 제 1 주요 표면으로부터 제거되는, 가요성 웨브.
  57. 제 35 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가요성 웨브 기판의 다른 면에 접착되는 감압성 접착층을 추가로 포함하고, 상기 제 1 세정층이 이형 물질을 포함하는 노출된 표면을 갖고, 여기서, 상기 가요성 웨브가 롤로 감기고 풀리는 경우, 상기 접착층이 상기 노출된 표면에 접착되고 이로부터 쉽게 이형가능한, 가요성 웨브.
  58. 제 40 항 내지 제 44 항 및 제 49 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 세정층이 한 조각으로 제거되는, 가요성 웨브.
  59. 제 35 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 세정층의 중합체성 물질이 열가소성 중합체성 물질을 포함하는, 가요성 웨브.
  60. 제 35 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 세정층의 중합체성 물질이 가교-결합되지 않는 열경화성 중합체성 물질을 포함하는, 가요성 웨브.
  61. 제 35 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 세정층의 중합체성 물질이 단지 약간 가교-결합되는 열경화성 중합체성 물질을 포함하는, 가요성 웨브.
  62. 제 35 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 따른 가요성 웨브를 포함하는, 전자 디바이스의 가요성 성분으로서, 여기서 각각의 상기 깨끗한 표면이 전자 디바이스의 최소 청결 요건을 충족시키는, 가요성 성분.
  63. 제 62 항에 따른 상기 가요성 성분을 포함하는 전자 디바이스.
  64. 제 63 항에 있어서, 상기 디바이스가 전계발광(EL) 디바이스, 광기전력 전지, 반도체 디바이스, 유기 전계 효과 트랜지스터, 박막 트랜지스터, 및 집적 회로로 이루어진 군으로부터 선택되는, 전자 디바이스.
  65. 제 35 항에 있어서, 제 1 주요 표면이 구조화된 표면을 포함하는, 가요성 웨브.
  66. 제 65 항에 있어서, 구조화된 표면이 미세복제화되거나 엠보싱된(embossed), 가요성 웨브.
  67. 제 35 항에 있어서, 세정층이 방사선에 의해 경화가능한 열경화성 중합체성 물질을 포함하는, 가요성 웨브.
  68. 제 35 항에 있어서, 제거 후에 세정층이 중합체성 필름 물질로서 사용가능한, 가요성 웨브.
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