KR20150114146A

KR20150114146A - 표면처리장치와 롤투롤 스퍼트 시스템 및 금속증착방법

Info

Publication number: KR20150114146A
Application number: KR1020140038257A
Authority: KR
Inventors: 김민호; 왕태현; 장지원
Original assignee: 에이티 주식회사; 김민호
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-10-12

Abstract

본 발명에 의한 표면처리장치(100)는 롤투롤 스퍼트 시스템의 챔버(210) 내측면에 장착되도록 구성되고 플렉시블 필름(F)이 통과하도록 구성된 트리트먼트 챔버(110)와, 상기 트리트먼트 챔버(110) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생하므로 상기 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 트리트먼트 캐소드(120)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명에 의한 롤투롤 스퍼트 시스템(200)은, 진공 및 진공 해제가 가능한 챔버(210)와, 상기 챔버(210) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)이 풀려나도록 장착된 언와인딩 롤(220)과, 상기 언와인딩 롤(220)의 측방에 배치되어 상기 플렉시블 필름(F)이 감기도록 장착된 리와인딩 롤(230)과, 상기 언와인딩 롤(220)과 리와인딩 롤(230)의 하방에 배치되어 플렉시블 필름(F)을 안내하는 원통형의 드럼(240)과, 상기 언와인딩 롤(220)과 리와인딩 롤(230)의 하방 위치하도록 상기 챔버(210)의 내측면에 부착되어 상기 드럼(240)을 향하여 플라즈마를 발생시키는 금속증착장치를 포함하는 롤투롤 스퍼트 시스템(200)에 있어서; 상기 언와인딩 롤(220)과 상기 드럼(240) 사이에 배치되어 상기 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생시키므로 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 표면처리장치(100)를 포함하고, 상기 표면처리장치(100)는 상기 챔버(210) 내측면에 장착되도록 구성되고 플렉시블 필름(F)이 통과하도록 구성된 트리트먼트 챔버(110)와, 상기 트리트먼트 챔버(110) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생하므로 상기 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 트리트먼트 캐소드(120)를 포함하여 구성된다.
상기 롤투롤 스퍼트 시스템(200)을 이용한 금속증착방법으로서, 상기 언와인딩 롤(220)에서 플렉시블 필름(F)이 풀려나도록 하는 언와인딩 단계와, 상기 언와인딩 단계 이후에 상기 표면처리장치(100)를 작동시켜서 상기 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생시키는 표면처리단계와, 상기 표면처리단계 이후에 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 드럼(240)을 거치면서 상기 금속증착장치(250)에 의해서 플라즈마를 발생시켜서 상기 플렉시블 필름(F)의 표면에 금속이 증착되도록 하는 증착단계와, 상기 증착단계를 거친 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 리와인딩 롤(230)에 감기도록 하는 리와인딩 단계를 포함하여 구성된다.
따라서, 플렉시블 필름(F)의 표면에 플라즈마에 의해 이온화된 가스 이온이 충돌하므로 플렉시블 필름(F)의 표면에 묻은 오염물질을 제거할 수 있고, 이때, 표면을 거칠게 하므로 금속물질의 증착이 용이한 효과가 있다.
또한, 자석(121)에 의해서 공급되는 가스를 포집할 수 있기 때문에 가스가 플렉시블 필름(F)과 함께 이송되어 금속증착장치(250)의 캐소드 챔버(253)에 유입되어 불량을 초래하는 현상을 방지할 수 있고, 가스의 공급량을 줄일 수 있기 때문에 진공을 위한 펌프(140)의 용량을 줄일 수 있다.

Description

표면처리장치와 롤투롤 스퍼트 시스템 및 금속증착방법 {Surface treatment cathode and Roll to roll sputter system and Method of metallizing using the same}

본 발명은 표면처리장치 및 롤투롤 스퍼트 시스템 및 금속증착방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 기체이온이 플라즈마에 의해서 이온화되면서 플렉시블 필름의 표면에 충돌하도록 하므로 플렉시블 필름의 증착성이 향상되도록 한, 표면처리장치 및 롤투롤 스퍼트 시스템 및 금속증착방법에 관한 것이다.

일반적으로 플렉시블 필름은 디스플레이, 태양전지, 터치패널, 윈도우 필름 등의 박막 증착용으로 사용되는 것으로서 합성수지재의 필름의 일측면에 금속 물질이 증착된 것이다.

이처럼, 합성수지재의 필름의 일측면에 금속 물질을 증착시키는 장치를 롤투롤 스퍼트 시스템(1)이라고 한다.

상기 롤투롤 스퍼트 시스템(1)은 도 1에 도시한 것처럼, 진공 및 진공 해제가 가능한 챔버(10) 내에 플렉시블 필름(F)이 풀려나는 언와인딩 롤(11)과 상기 언와인딩 롤(11)의 측방에 배치되어 상기 플렉시블 필름(F)이 감기는 리와인딩 롤(13)이 구성되고, 상기 언와인딩 롤(11)과 리와인딩 롤(13)의 하방에는 원통형의 드럼(15)이 구성되어 언와인딩 롤(11)에서 풀려난 플렉시블 필름(F)이 상기 드럼(15)의 하방을 거쳐서 상기 와인딩 롤(13)에 감기도록 구성된 것이다.

그리고 상기 메인 롤(15) 하방에는 상기 메일 롤(15)을 통해 지나가는 플렉시블 필름(F)에 금속 물질을 증착시키는 금속증착장치(20)가 구성된다.

상기 금속증착장치(20)는 챔버(10) 내에서 일측면에 고정되어 드럼(15)을 향해 플라즈마를 발생시키는 캐소드(도면에 표시하지 않음)가 구성되고, 상기 캐소드(도면에 표시하지 않음)를 수용하며 드럼(15)을 향하여 개방된 캐소드 챔버(25)가 구성된다.

상기 캐소드(도면에 표시하지 않음)는 롤투롤 스퍼트 시스템(1)에 일반적으로 장착되는 것으로서 상부에 금, 은, 구리, 알루미늄 등으로 형성된 판 형상의 타겟(도면에 표시하지 않음)이 노출된 것이다.

또한, 상기 금속증착장치(20)에 아르곤, 산소, 질소 등의 가스를 공급하는 가스관(도면에 표시하지 않음)과 상기 챔버(10)와 캐소드 챔버(25)에 장착되어 진공이 가능하도록 가스를 흡입하는 펌프(도면에 표시하지 않음)가 구성된다.

상기 롤투롤 스퍼트 시스템(1)의 작동 원리를 살펴보면 다음과 같다.

상기 챔버(10) 내부를 진공으로 한 후에 상기 언와인딩 롤(11)에서 플렉시블 필름(F)이 풀려나와서 메일롤(15)을 거쳐서 와인딩 롤(13)에 감긴다. 이때, 상기 캐소드(21) 상방에 불활성 가스인 아르곤 등을 분사하면서 상기 캐소드(21)에 전기를 인가하면 플렉시블 필름(F)과 상기 타겟(도면에 표시하지 않음) 사이에 플라즈마가 발생하게 된다. 그러면, 상기 불활성 가스를 구성하는 원자에서 전자가 방출되면서 형성된 양이온은 음극을 띠는 타겟(도면에 표시하지 않음)에 충돌하면서 타겟(도면에 표시하지 않음)의 금속 원자가 이탈되어 상기 플렉시블 필름(F)의 표면에 증착되어 박막을 형성하게 된다.

그런데 상기 플렉시블 필름(F)은 공장에서 생산되는 공정 중에 더스트, 기름 등의 오염물질이 표면에 묻게 된다. 따라서, 이 상태에서 플렉시블 필름(F)에 금속물질을 증착하게 되면 오염물질로 인해서 증착률이 저하되어 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 플렉시블 필름(F)의 표면에 오염물질이 잔류된 상태에서 금속물질이 증착된 경우, 디스플레이, 태양전지, 터치패널, 윈도우 필름 등에 사용 시, 투과율이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 오염물질로 인해서 금속물질이 균일하게 증착되지 않게 되어 터치패널로 사용할 때에는 전기적 특성이 나빠져서 에러가 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 플렉시블 필름(F)의 표면이 매끈하여 증착률이 저하되는 문제점이 있었다.

(문헌 1) 한국 실용등록 20-0445155 (2009. 06. 26.)

본 발명에 의한 표면처리장치 및 롤투롤 스퍼트 시스템 및 금속증착방법은, 플렉시블 필름에 묻은 오염물질을 제거함과 동시에 표면을 거칠게 처리하므로 금속 증착이 용이하도록 한다. 따라서, 디스플레이, 태양전지, 터치패널, 윈도우 필름 등에 사용 시, 투과율이 저하되는 문제점을 해결하고, 오염물질로 인해서 금속물질이 균일하게 증착되지 않게 되어 터치패널로 사용할 때에는 전기적 특성이 나빠져서 에러가 발생되는 문제점을 해결하며, 상기 플렉시블 필름의 표면이 매끈하여 증착률이 저하되는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 표면처리장치는, 롤투롤 스퍼트 시스템의 챔버 내측면에 장착되도록 구성되고 플렉시블 필름이 통과하도록 구성된 트리트먼트 챔버와, 상기 트리트먼트 챔버 내에 수용되어 플렉시블 필름을 향하여 플라즈마를 발생하므로 상기 플렉시블 필름의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 트리트먼트 캐소드를 포함하여 구성된다.

상기 트리트먼트 캐소드는 내부에 자석이 수용되어 구성된다.

또한, 상기 플렉시블 필름을 경계로 양측에 상기 트리트먼트 캐소드가 배치되어 구성되고, 양측 상기 트리트먼트 캐소드 중 일측에 상기 자석이 수용되어 구성된다.

또는, 상기 플렉시블 필름을 경계로 상기 트리트먼트 캐소드를 대향하도록 구성된 자석을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 자석이 수용되는 상기 트리트먼트 캐소드는, 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상면에 부착되어 베이스 플레이트로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체와, 상기 절연체의 상면에 부착되고 상기 자석이 수용되는 블록 형상의 바디와, 상기 바디의 상면을 커버하는 백킹 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 지지되어 바디와 백킹 플레이트를 이격틈을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 자석이 수용되지 않는 상기 트리트먼트 캐소드는, 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상면에 부착되어 베이스 플레이트로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체와, 상기 절연체의 상면에 부착되는 블록 형상의 바디와, 상기 바디의 상면을 커버하는 백킹 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 지지되어 바디와 백킹 플레이트를 이격틈을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 트리트먼트 챔버는 다중으로 구성된다.

상기 표면처리장치를 이용한 본 발명의 롤투롤 스퍼트 시스템은, 진공 및 진공 해제가 가능한 챔버와, 상기 챔버 내에 수용되어 플렉시블 필름이 풀려나도록 장착된 언와인딩 롤과, 상기 언와인딩 롤의 측방에 배치되어 상기 플렉시블 필름이 감기도록 장착된 리와인딩 롤과, 상기 언와인딩 롤과 리와인딩 롤의 하방에 배치되어 플렉시블 필름을 안내하는 원통형의 드럼과, 상기 언와인딩 롤과 리와인딩 롤의 하방 위치하도록 상기 챔버의 내측면에 부착되어 상기 드럼을 향하여 플라즈마를 발생시키는 금속증착장치를 포함하는 롤투롤 스퍼트 시스템에 있어서;

상기 언와인딩 롤과 상기 드럼 사이에 배치되어 상기 플렉시블 필름을 향하여 플라즈마를 발생시키므로 플렉시블 필름의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 표면처리장치를 포함하고, 상기 표면처리장치는 상기 챔버 내측면에 장착되도록 구성되고 플렉시블 필름이 통과하도록 구성된 트리트먼트 챔버와, 상기 트리트먼트 챔버 내에 수용되어 플렉시블 필름을 향하여 플라즈마를 발생하므로 상기 플렉시블 필름의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 트리트먼트 캐소드를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 트리트먼트 캐소드 내부에 자석이 수용되어 구성된다.

또한, 상기 플렉시블 필름을 경계로 양측에 상기 트리트먼트 캐소드가 배치되어 구성되고, 상기 양측 트리트먼트 캐소드 중 일측에 상기 자석이 수용되어 구성된다.

또한, 상기 플렉시블 필름을 경계로 상기 트리트먼트 캐소드를 대향하도록 구성된 자석을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 자석이 수용된 상기 트리트먼트 캐소드는, 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트와, 상기 베이스 플레이트의 상면에 부착되어 베이스 플레이트로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체와, 상기 절연체의 상면에 부착되고 상기 자석이 수용되는 블록 형상의 바디와, 상기 바디의 상면을 커버하는 백킹 플레이트와, 상기 베이스 플레이트에 지지되어 바디와 백킹 플레이트를 이격틈을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드를 포함하여 구성된다.

상기 롤투롤 스퍼트 시스템을 이용한 본 발명의 금속증착방법으로서, 상기 언와인딩 롤에서 플렉시블 필름이 풀려나도록 하는 언와인딩 단계와, 상기 언와인딩 단계 이후에 상기 표면처리장치를 작동시켜서 상기 플렉시블 필름을 향하여 플라즈마를 발생시키는 표면처리단계와, 상기 표면처리단계 이후에 상기 플렉시블 필름이 상기 드럼을 거치면서 상기 금속증착장치에 의해서 플라즈마를 발생시켜서 상기 플렉시블 필름의 표면에 금속이 증착되도록 하는 증착단계와, 상기 증착단계를 거친 상기 플렉시블 필름이 상기 리와인딩 롤에 감기도록 하는 리와인딩 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 의한 표면처리장치 및 롤투롤 스퍼트 시스템 및 금속증착방법은,

플렉시블 필름의 표면에 플라즈마에 의해 이온화된 가스 이온이 충돌하므로 플렉시블 표면에 묻은 오염물질을 제거할 수 있고, 이때, 표면을 거칠게 하므로 금속물질의 증착이 용이한 효과가 있다.

또한, 자석에 의해서 공급되는 가스를 포집할 수 있기 때문에 가스가 필름과 함께 이송되어 금속증착장치의 캐소드 챔버에 유입되어 불량을 초래하는 현상을 방지할 수 있고, 가스의 공급량을 줄일 수 있기 때문에 진공을 위한 펌프의 용량을 줄일 수 있다.

도 1은 배경기술에 의한 롤투롤 스퍼트 시스템을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 표면처리장치의 제1실시예를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 표면처리장치의 제1실시예에 장착된 트리트먼트 캐소드를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 표면처리장치의 제2실시예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 표면처리장치의 제3실시예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 의한 롤투롤 스퍼트 시스템을 간략하게 도시한 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 금속증착방법을 도시한 블록도.

이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 표면처리장치의 제1실시예를 도시한 단면도, 도 3은 본 발명에 의한 표면처리장치의 제1실시예에 장착된 트리트먼트 캐소드를 도시한 단면도, 도 4는 본 발명에 의한 표면처리장치의 제2실시예를 도시한 단면도, 도 5는 본 발명에 의한 표면처리장치의 제3실시예를 도시한 단면도, 도 6은 본 발명에 의한 롤투롤 스퍼트 시스템을 간략하게 도시한 예시도, 도 7은 본 발명에 의한 금속증착방법을 도시한 블록도로서 함께 설명한다.

본 발명에 의한 표면처리장치(100)의 제1실시예를 도 2 및 도 3과 함께 살펴보면 다음과 같다.

롤투롤 스퍼트 시스템의 챔버 내측면에 장착되도록 구성되고 플렉시블 필름(F)이 통과하도록 구성된 트리트먼트 챔버(110)가 구성되고, 상기 트리트먼트 챔버(110) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생하므로 상기 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 트리트먼트 캐소드(120)를 포함하여 구성된다.

상기 트리트먼트 캐소드(120)는 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트(123)가 구성되고, 상기 베이스 플레이트(123)의 상면에 부착되어 베이스 플레이트(123)로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체(125)가 구성된다. 또한, 상기 절연체(125)의 상면에 부착되는 블록 형상의 바디(126)가 구성되고, 상기 바디(126)의 상면을 커버하는 백킹 플레이트(127)가 구성되며, 상기 베이스 플레이트(123)에 지지되어 바디(126)와 백킹 플레이트(127)를 이격틈(G)을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드(128)를 포함한다.

상기 베이스 플레이트(123) 및 실드(128)는 일례로서 전기적으로 양극에 접속되어 구성되고, 상기 백킹 플레이트(127)는 전기적으로 음극에 접속되어 구성된다. 즉, 상기 백킹 플레이트(127)와 실드(128)는 전극 기능을 하게 된다.

또한, 상기 백킹 플레이트(127)는 금속 증착률이 낮은 스테인리스로 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 바디(126)는 상방으로 개방된 형상으로서 내부에 자석(121)이 수용되어 아르곤, 산소, 질소 등의 가스 이온 및 전자를 포집하도록 구성된다.

또한, 상기 트리트먼트 챔버(110는) 다중으로 구성되는 것이 바람직한데 일례로서 내부챔버(113)와 외부챔버(111)가 구성되며, 플렉시블 필름(F)이 유입되는 유입구(115)와 배출되는 배출구(117)가 각각 구성된다. 상기 내부 챔버(113)는 일측방으로 개방되어 진공이 가능하도록 구성된다. 상기 외부 챔버(111)도 롤투롤 스퍼트 시스템(200)의 챔버(210)에 부착되는 쪽은 개방되어 구성된다.

또한, 상기 트리트먼트 챔버(110)에 연결되어 아르곤, 산소, 질소 등의 가스를 주입하는 가스관(도면에 표시하지 않음)이 구성되고, 트리트먼트 챔버(110)에 연결되어 내부를 진공상태로 만드는 펌프(140)가 구성된다. 상기 펌프(140)는 롤투롤 스퍼트 시스템(200)의 챔버(210)에 있어서, 상기 트리트먼트 챔버(110)에 대응되는 곳에 관통되도록 연결되어 구성된다.

본 발명에 의한 표면처리장치(100)의 제2실시예를 도 4와 함께 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1실시예의 구성에 있어서, 상기 플렉시블 필름(F)을 경계로 상기 트리트먼트 캐소드(120)를 대향하도록 구성된 자석(121)을 포함한다.

이때, 상기 트리트먼트 캐소드(120)는 상기 바디(126) 내에 자석(121)이 구성되지 않고, 단지 백킹 플레이트(127)를 지지하는 기능을 하도록 구성된다.

상기 자석(121)은 상기 트리트먼트 챔버(110)의 내측면에 지지된 브래킷(122)에 고정되어 구성될 수 있고, 트리트먼트 챔버(110)의 내측면에 지지된 하우징(도면에 표시하지 않음) 내부에 수용되어 구성될 수도 있다.

본 발명에 의한 표면처리장치(100)의 제3실시예를 도 5와 함께 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1실시예의 구성에 있어서, 상기 자석(121)이 수용된 트리트먼트 캐소드(120)의 맞은편에 자석(121)이 수용되지 않은 트리트먼트 캐소드(120)가 플렉시블 필름(F)을 경계로 구성된다.

상기 자석(121)이 수용되지 않은 트리트먼트 캐소드(120)는 상기 제2실시예에 기재한 것과 동일하다.

본 발명에 의한 표면처리장치가 장착된 롤투롤 스퍼트 시스템(200)을 도 2 내지 도 6과 함께 살펴보면 다음과 같다.

펌프(215)가 구성되므로 진공 및 진공 해제가 가능한 챔버(210)가 구성되고, 상기 챔버(210) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)이 풀려나도록 장착된 언와인딩 롤(220)이 장착된다. 또한, 상기 언와인딩 롤(220)의 측방에 배치되어 상기 플렉시블 필름(F)이 감기도록 장착된 리와인딩 롤(230)이 구성되고, 상기 언와인딩 롤(220)과 리와인딩 롤(230)의 하방에 배치되어 플렉시블 필름(F)을 안내하는 원통형의 드럼(240)이 구성된다. 상기 언와인딩 롤(220)과 리와인딩 롤(230)의 하방에 위치하도록 상기 챔버(210)의 내측면에 부착되어 상기 드럼(240)을 향하여 플라즈마를 발생시키는 금속증착장치를 포함하는 일반적인 롤투롤 스퍼트 시스템(200)에 있어서;

상기 언와인딩 롤(220)과 상기 드럼(240) 사이에 배치되어 상기 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생시키므로 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 표면처리장치(100)를 포함한다. 상기 표면처리장치(100)는 도 2 내지 도 4와 함께 상기 기재한 것과 동일하다.

상기 표면처리장치(100)는 리와인딩 롤(230)과 금속증착장치(250) 사이에 위치하도록 더 구성할 수 있다.

상기 표면처리장치(100) 및 롤투롤 스퍼트 시스템(200)의 작동례를 살펴보면 다음과 같다.

상기 언와인딩 롤(220)에서 풀려난 플렉시블 필름(F)이 상기 트리트먼트 캐소드(120)의 유입구(115)를 통해서 배출구(117)를 통과하게 된다. 이때, 상기 트리트먼트 캐소드(120)에 전원을 인가하게 되면 플라즈마가 발생하게 된다. 상기 펌프(140)의 작동에 의해서 상기 트리트먼트 챔버(110)의 내부를 진공이 되도록 하므로 플라즈마의 발생이 더욱 용이하도록 한다. 절연재인 가스가 트리트먼트 챔버(110) 내에 충전된 상태에서는 플라즈마의 발생을 어렵게 하므로 펌프(140)를 작동시켜서 가스를 흡입하므로 플라즈마의 발생을 용이하게 할 수 있다. 물론, 이때, 가스관(도면에 표시하지 않음)을 통해서 가스가 유입되므로 완전한 진공이 될 수는 없다.

이 상태에서 상기 가스관을 통해서 가스를 주입하게 되면 가스원자는 플라즈마에 의해서 전자가 이탈하면서 양이온이 되어 상기 플렉시블 필름(F)에 충돌하므로 플렉시블 필름(F)의 표면에 묻은 기름이나 더스트 등의 오염물질을 제거하게 되고 표면을 거칠게 하여 이후 금속증착이 용이하도록 작용하게 된다.

이때, 상기 자석에 의해서 형성된 자장에 상기 가스는 포집되는 현상이 발생한다. 즉, 상기 양이온과 전자가 자장에 갇히게 되므로 양이온과 전자를 포함하는 가스도 동시에 포집되는 현상이 발생한다. 따라서, 상기 가스가 플렉시블 필름(F)과 함께 상기 배출구(117)로 이탈되는 현상을 방지하므로 상기 가스관을 통해서 공급하는 가스량을 줄일 수 있고, 가스량이 증가하므로 진공을 위한 흡입량이 많아지기 때문에 펌프(140)의 용량이 커지는 현상을 방지할 수 있으므로 제조단가를 낮출 수 있는 이점이 있다.

이때, 상기 표면처리장치(100)의 제1실시예에서 아르곤만으로 가스를 공급할 때 백킹 플레이트(127)의 상부에 가스가 포집되므로 플라즈마에 의해서 이온화되면서 백킹 플레이트(127)에 충돌하면서 백킹 플레이트(127)의 원자가 플렉시블 필름(F)에 증착되는 현상이 발생할 수 있으므로 트리트먼트 캐소드(120) 내에 자석(121)이 수용되지 않도록 상기 표면처리장치(100)의 제2실시예나 제3실시예의 구성이 바람직하다. 이 경우, 백킹 플레이트(127)의 맞은 편에 배치된 자석(121)에 가스가 포집되므로 상기 증착 현상을 방지할 수 있다.

이렇게 해서 표면 처리된 플렉시블 필름(F)은 상기 드럼(240)을 지나면서 상기 금속증착장치(250)에 의해서 표면에 금속이 증착된 후, 상기 리와인딩 롤(230)에 감기게 된다.

상기 금속증착장치(250)는 다수 개로 구성되고, 리와인딩 롤(230)과 금속증착장치(250) 사이에 상기 표면처리장치(100)가 장착된 경우에는 일부 금속증착장치(250)를 통해서 금속 증착되어 리와인딩 롤(230)에 감기도록 한다. 물론, 이때, 상기 리와인딩 롤(230)과 금속증착장치(250) 사이에 장착된 표면처리장치(100)는 작동하지 않는다. 그리고, 다시 리와인딩 롤(230)에서 다시 플렉시블 필름(F)이 풀려나면서 상기 리와인딩 롤(230)과 금속증착장치(250) 사이에 장착된 표면처리장치(100)를 통해서 처리된 후, 상기 금속증착장치(250) 중 일부에 의해서 금속물질이 다시 증착되도록 할 수 있다. 물론, 이때, 언와인딩 롤(220)과 금속처리장치(250) 사이의 표면처리장치(100)는 작동되지 않도록 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착에 용이하도록 처리하므로 증착 효율을 향상시킬 수 있고, 자석(121)에 의해서 공급되는 가스를 포집할 수 있기 때문에 가스의 공급량을 줄일 수 있고, 진공을 위한 펌프(140)의 용량을 줄일 수 있기 때문에 제조 코스트를 낮출 수 있는 이점이 있다.

롤투롤 스퍼트 시스템을 이용한 금속증착방법을 도 2 내지 도 7과 함께 살펴보면 다음과 같다.

상기 언와인딩 롤(220)에서 플렉시블 필름(F)이 풀려나도록 하는 언와인딩 단계가 이루어진다.

상기 언와인딩 단계 이후에 상기 표면처리장치(100)를 작동시켜서 상기 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생시키는 표면처리단계가 이루어진다.

상기 표면처리단계 이후에 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 드럼(240)을 거치면서 상기 금속증착장치(250)에 의해서 플라즈마를 발생시켜서 상기 플렉시블 필름(F)의 표면에 금속이 증착되도록 하는 증착단계가 이루어진다.

상기 증착단계를 거친 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 리와인딩 롤(230)에 감기도록 하는 리와인딩 단계가 이루어진다.

(시험예)

본 발명에서 상기 트리트먼트 캐소드(120)에 자석(121)이 내장된 상태에서 아르곤만 공급되면 플렉시블 필름(F)에 백킹 플레이트(127)의 이온이 증착되는 현상이 발생하지만, 아르곤과 함께 산소나 질소가 공급되면 트리트먼트 캐소드(120) 내에 자석(121)이 장착되더라도 증착되는 현상이 발생하지 않는다. 그 이유는 산소에 의해서 백킹 플레이트(127)의 표면에 산화막이 형성되거나, 질소에 의해서 질화막이 형성되기 때문이다.

아르곤과 함께 산소 또는 질소가 공급된 상태에서 표면처리된 프렉시블 필름(F)의 투명도를 조사한 결과 아래 기준 대비 변화가 없었다. 즉, 증착되지 않은 플렉시블 필름(F)의 투명도 85%와 같았다. 본 출원인이 상기 표면처리된 플렉시블 필름(F) 표면의 잔류 물질을 4번에 걸쳐서 EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscope) 측정 결과 아래의 그래프 1처럼 탄소와 산소만 발견되고 다른 물질 즉 증착물질은 발견되지 않았다. 이러한 현상은 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 측정결과를 통해서도 그래프 2처럼 동일하게 나타났다.

[그래프 1]

[그래프 2]

또한, WCA(Water Contact Angle) 측정 결과, 본 발명에 의해서 표면 처리를 한 것과 하지 않은 것을 각각 사진 1, 2를 통해서 나타낸 것으로서 사진 1의 경우 플렉시블 필름(F)의 표면이 처리되지 않은 관계로 물방울을 떨어뜨렸을 때 접촉각이 90도로 나타났으며, 사진 2의 경우 표면이 처리된 상태에서 물방울을 떨어뜨렸을 때 접촉각이 29.2도 내지는 30도가 되어 납작하게 형성된 것을 나타내고 있다. 즉, 물방울이 접촉각이 작아서 납작하게 될수록 증착율이 높은 것을 증명하고 있다.

[사진 1]

[사진 2]

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형례와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 표면처리장치 110: 트리트먼트 챔버
111: 외부챔버 113: 내부챔버
115: 유입구 119: 배출구
120: 트리트먼트 캐소드 121: 자석
122: 브래킷 123: 베이스 플레이트
125: 절연체 126: 바디
127: 백킹 플레이트 128: 실드
140: 펌프 G: 이격틈
200: 롤투롤 스퍼트 시스템 210: 챔버
215: 펌프 220: 언와인딩 롤
230: 리와인딩 롤 240: 드럼
250: 금속증착장치 253: 캐소드 챔버

Claims

롤투롤 스퍼트 시스템의 챔버 내측면에 장착되도록 구성되고 플렉시블 필름(F)이 통과하도록 구성된 트리트먼트 챔버(110)와,
상기 트리트먼트 챔버(110) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생하므로 상기 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 트리트먼트 캐소드(120)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
제1항에 있어서,
상기 트리트먼트 캐소드(120) 내부에 자석(121)이 수용되어 구성된 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
제1항에 있어서,
상기 플렉시블 필름(F)을 경계로 양측에 상기 트리트먼트 캐소드(120)가 배치되어 구성되고,
양측 상기 트리트먼트 캐소드(120) 중 일측에 자석(121)이 수용되어 구성된 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
제1항에 있어서,
상기 플렉시블 필름(F)을 경계로 상기 트리트먼트 캐소드(120)를 대향하도록 구성된 자석(121)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 자석(121)이 수용되는 상기 트리트먼트 캐소드(120)는, 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트(123)와,
상기 베이스 플레이트(123)의 상면에 부착되어 베이스 플레이트(123)로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체(125)와,
상기 절연체(125)의 상면에 부착되고 상기 자석(121)이 수용되는 블록 형상의 바디(126)와,
상기 바디(126)의 상면을 커버하는 백킹 플레이트(127)와,
상기 베이스 플레이트(123)에 지지되어 바디(126)와 백킹 플레이트(127)를 이격틈(G)을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드(128)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 자석(121)이 수용되지 않는 상기 트리트먼트 캐소드(120)는, 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트(123)와,
상기 베이스 플레이트(123)의 상면에 부착되어 베이스 플레이트(123)로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체(125)와,
상기 절연체(125)의 상면에 부착되는 블록 형상의 바디(126)와,
상기 바디(126)의 상면을 커버하는 백킹 플레이트(127)와,
상기 베이스 플레이트(123)에 지지되어 바디(126)와 백킹 플레이트(127)를 이격틈(G)을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드(128)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
제1항에서 제4항까지의 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트리트먼트 챔버(110)는 다중으로 구성된 것을 특징으로 하는 표면처리장치.
진공 및 진공 해제가 가능한 챔버(210)와,
상기 챔버(210) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)이 풀려나도록 장착된 언와인딩 롤(220)과,
상기 언와인딩 롤(220)의 측방에 배치되어 상기 플렉시블 필름(F)이 감기도록 장착된 리와인딩 롤(230)과,
상기 언와인딩 롤(220)과 리와인딩 롤(230)의 하방에 배치되어 플렉시블 필름(F)을 안내하는 원통형의 드럼(240)과,
상기 언와인딩 롤(220)과 리와인딩 롤(230)의 하방 위치하도록 상기 챔버(210)의 내측면에 부착되어 상기 드럼(240)을 향하여 플라즈마를 발생시키는 금속증착장치를 포함하는 롤투롤 스퍼트 시스템(200)에 있어서;
상기 언와인딩 롤(220)과 상기 드럼(240) 사이에 배치되어 상기 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생시키므로 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 표면처리장치(100)를 포함하고,
상기 표면처리장치(100)는 상기 챔버(210) 내측면에 장착되도록 구성되고 플렉시블 필름(F)이 통과하도록 구성된 트리트먼트 챔버(110)와,
상기 트리트먼트 챔버(110) 내에 수용되어 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생하므로 상기 플렉시블 필름(F)의 표면을 증착이 용이하도록 처리하는 트리트먼트 캐소드(120)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 롤투롤 스퍼트 시스템.
제8항에 있어서,
상기 트리트먼트 캐소드(120) 내부에 자석(121)이 수용되어 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼트 시스템.
제8항에 있어서,
상기 플렉시블 필름(F)을 경계로 양측에 상기 트리트먼트 캐소드(120)가 배치되어 구성되고,
상기 양측 트리트먼트 캐소드(120) 중 일측에 상기 자석(121)이 수용되어 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼트 시스템.
제8항에 있어서,
상기 플렉시블 필름(F)을 경계로 상기 트리트먼트 캐소드(120)를 대향하도록 구성된 자석(121)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼트 시스템.
제9항 또는 제11항에 있어서,
상기 자석(121)이 수용된 상기 트리트먼트 캐소드(120)는, 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트(123)와,
상기 베이스 플레이트(123)의 상면에 부착되어 베이스 플레이트(123)로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체(125)와,
상기 절연체(125)의 상면에 부착되고 상기 자석(121)이 수용되는 블록 형상의 바디(126)와,
상기 바디(126)의 상면을 커버하는 백킹 플레이트(127)와,
상기 베이스 플레이트(123)에 지지되어 바디(126)와 백킹 플레이트(127)를 이격틈(G)을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드(128)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼트 시스템.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 자석(121)이 수용되지 않는 상기 트리트먼트 캐소드(120)는, 하방에 형성되어 지지 기능을 하며 전기가 인가되는 베이스 플레이트(123)와,
상기 베이스 플레이트(123)의 상면에 부착되어 베이스 플레이트(123)로 전기가 도통되는 것을 차단하는 판상의 절연체(125)와,
상기 절연체(125)의 상면에 부착되는 블록 형상의 바디(126)와,
상기 바디(126)의 상면을 커버하는 백킹 플레이트(127)와,
상기 베이스 플레이트(123)에 지지되어 바디(126)와 백킹 플레이트(127)를 이격틈(G)을 두고 둘러싸고 전기가 인가되는 실드(128)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 롤투롤 스퍼트 시스템.
상기 제12항에 의한 롤투롤 스퍼트 시스템(200)을 이용한 금속증착방법으로서,
상기 언와인딩 롤(220)에서 플렉시블 필름(F)이 풀려나도록 하는 언와인딩 단계와,
상기 언와인딩 단계 이후에 상기 표면처리장치(100)를 작동시켜서 상기 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생시키는 표면처리단계와,
상기 표면처리단계 이후에 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 드럼(240)을 거치면서 상기 금속증착장치(250)에 의해서 플라즈마를 발생시켜서 상기 플렉시블 필름(F)의 표면에 금속이 증착되도록 하는 증착단계와,
상기 증착단계를 거친 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 리와인딩 롤(230)에 감기도록 하는 리와인딩 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속증착방법.
상기 제13항에 의한 롤투롤 스퍼트 시스템(200)을 이용한 금속증착방법으로서,
상기 언와인딩 롤(220)에서 플렉시블 필름(F)이 풀려나도록 하는 언와인딩 단계와,
상기 언와인딩 단계 이후에 상기 표면처리장치(100)를 작동시켜서 상기 플렉시블 필름(F)을 향하여 플라즈마를 발생시키는 표면처리단계와,
상기 표면처리단계 이후에 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 드럼(240)을 거치면서 상기 금속증착장치(250)에 의해서 플라즈마를 발생시켜서 상기 플렉시블 필름(F)의 표면에 금속이 증착되도록 하는 증착단계와,
상기 증착단계를 거친 상기 플렉시블 필름(F)이 상기 리와인딩 롤(230)에 감기도록 하는 리와인딩 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속증착방법.