KR20170113576A - 알루미늄박, 전자 디바이스, 롤투롤용 알루미늄박, 및 알루미늄박의 제조 방법 - Google Patents

알루미늄박, 전자 디바이스, 롤투롤용 알루미늄박, 및 알루미늄박의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

제 1 주면 (1A) 과 제 1 주면 (1A) 의 반대측에 위치하는 제 2 주면 (1B) 을 갖고, 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 적어도 어느 일방의 주면에 있어서, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한, 압연 방향 (X) 및 압연 방향 (X) 과 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이며, 또한, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 중 적어도 일 방향에 있어서의 조도 곡선으로부터 산출한 피크 카운트수가, 기준 길이 (L) 를 40 ㎛ 로 했을 때에 10 이상이다.

Description

알루미늄박, 전자 디바이스, 롤투롤용 알루미늄박, 및 알루미늄박의 제조 방법{ALUMINUM FOIL, ELECTRONIC DEVICE, ROLL-TO-ROLL ALUMINUM FOIL, AND ALUMINUM-FOIL MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 알루미늄박, 전자 디바이스, 롤투롤용 알루미늄박, 및 알루미늄박의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 명세서에 있어서는, 「알루미늄박」이라는 용어는, 순알루미늄박뿐만 아니라, 알루미늄 합금박도 포함하는 의미로 사용된다.
최근, 액정, 유기 EL, 전자 페이퍼 등의 디스플레이, 유기 태양 전지, 이차 전지, 반도체 및 터치 패널 등의 급속한 진보에 수반하여, 전자 디바이스의 박형화, 경량화 및 플렉시블화가 요구되고 있다. 그래서, 전자 디바이스를 구성하는 기판 및 그 기판 상에 형성되는 기능성 코트층에 대하여, 박막화에 의한 박형화, 경량화 및 플렉시블화가 검토되고 있다.
또, 이와 같은 전자 디바이스의 제조 방법으로서, 저비용화를 도모하는 관점에서, 롤투롤 프로세스를 채용하는 것이 검토되고 있다.
알루미늄 (Al) 은 경량이면서 또한 내열성이 우수하고, 박 (箔) 으로 함으로써 박형화 및 플렉시블하며 또한 롤투롤 가공이 가능한 소재가 되기 때문에, 상기와 같은 전자 디바이스의 기판 또는 롤투롤 프로세스에 사용되는 캐리어재로서 주목받고 있다.
또한, 일본 공개특허공보 2013-045788호 (특허문헌 1) 에 기재되어 있는 바와 같이, 알루미늄박의 표면 평활성은 JIS B 0601 (1982) 에 기초하는 측정에서 표면 조도 Ra 가 0.04 ㎛ 정도이다.
일본 공개특허공보 2013-045788호
그러나, 종래의 알루미늄박을 사용하여 롤투롤 프로세스를 실시하면, 주름 또는 웨이브니스와 같은 문제가 생기는 경우가 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 본 발명의 주요한 목적은, 롤투롤 가공이 되었을 때에 주름 또는 웨이브니스의 발생이 억제되어 있는 알루미늄박, 알루미늄박의 제조 방법, 당해 알루미늄박을 구비한 전자 디바이스, 및 롤투롤용 알루미늄박을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 표면 조도 Ra, Rz 뿐만 아니라, 조도 곡선에 기초하는 피크 카운트수가 제어되어 있는 알루미늄박은, 롤투롤 가공이 되었을 때에 주름 및 웨이브니스의 발생이 억제되어 있는 것을 알아냈다. 즉, 본 발명의 알루미늄박, 알루미늄박의 제조 방법, 전자 디바이스 및 롤투롤용 알루미늄박은, 이하의 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 알루미늄박은, 제 1 주면과 제 1 주면의 반대측에 위치하는 제 2 주면을 가지고 있다. 제 1 주면 및 제 2 주면의 적어도 어느 일방의 주면에 있어서, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한, 압연 방향 및 압연 방향과 수직인 방향의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이며, 또한, 압연 방향 및 수직인 방향 중 적어도 일 방향에 있어서의 조도 곡선으로부터 산출한 피크 카운트수가, 기준 길이 (L) 를 40 ㎛ 로 했을 때에 10 이상이다.
상기 알루미늄박에 있어서, 상기 일방의 주면의 정지 마찰 계수가 1.0 이하인 것이 바람직하다.
상기 알루미늄박에 있어서, 상기 일방의 주면의 동마찰 계수가 0.8 이하인 것이 바람직하다.
상기 알루미늄박에 있어서, 두께가 4 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전자 디바이스는, 본 발명에 따른 알루미늄박과, 그 알루미늄박 상에 형성되어 있는 기능 소자를 구비한다.
본 발명에 따른 롤투롤용 알루미늄박은, 본 발명에 따른 알루미늄박과, 그 알루미늄박이 롤상으로 둘러 감겨져 있는 권심을 구비한다. 당해 롤투롤용 알루미늄박은, 롤투롤용 캐리어재로서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄박의 제조 방법은, 본 발명에 따른 알루미늄박을 제조하는 방법으로서, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 ％ 이상인 조건에서 피압연재를 최종 마무리 냉간 압연하여, 알루미늄박을 형성하는 공정을 구비한다.
본 발명에 의하면, 롤투롤 가공이 되었을 때에 주름이나 웨이브니스의 발생이 억제되어 있는 알루미늄박, 당해 알루미늄박을 구비한 전자 디바이스, 롤투롤용 알루미늄박, 및 알루미늄박의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 실시형태에 관련된 알루미늄박을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2 는 본 실시형태에 있어서의 피크 카운트수를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 본 실시형태에 관련된 알루미늄박의 제조 방법의 플로차트이다.
도 4 는 본 실시형태에 관련된 롤투롤용 알루미늄박을 설명하기 위한 사시도이다.
도 5 는 본 실시형태에 관련된 롤투롤용 알루미늄박을 롤투롤용 캐리어재로서 사용하는 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 은 본 실시형태에 관련된 전자 디바이스로서의 유기 EL 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7 은 본 실시형태에 관련된 전자 디바이스로서의 태양 전지를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 도면에 있어서 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 설명은 반복하지 않는다.
먼저, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 에 대하여 설명한다. 알루미늄박 (1) 은, 그 제조 방법에 있어서 냉간 압연되어 있으며, 압연 방향 (X) 을 가지고 있다. 알루미늄박 (1) 의 압연 방향 (X) 은, 알루미늄박 (1) 에 형성되어 있는 롤 마크 (도시 생략) 에 기초하여 판단할 수 있다. 롤 마크는, 냉간 압연 공정에 의해 압연 방향 (X) 에 평행한 방향을 따라 알루미늄박 (1) 상에 형성되어 있다.
알루미늄박 (1) 은, 제 1 주면 (1A) 과, 제 1 주면 (1A) 의 반대측에 위치하는 제 2 주면 (1B) 을 가지고 있다. 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 각각은, 예를 들어 사각형 형상을 가지고 있다. 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 사각형 형상의 하나의 대변은 압연 방향 (X) 을 따르고 있다. 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 사각형 형상의 다른 대변은 수직인 방향 (Y) 을 따르고 있다.
여기에서, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 은, 알루미늄박 (1) 의 외관에 있어서 육안, 현미경 등에 의해 확인될 수 있는 표면 중에서, 가장 표면적이 큰 면을 말한다. 엄밀하게는, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 에는 산화 피막이 형성되어 있어, 본 발명에서 말하는 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 은, 이들 산화 피막을 포함한 알루미늄박 (1) 의 주면을 말한다.
제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 적어도 일방의 주면에 있어서, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이다. 요컨대, 알루미늄박 (1) 의 당해 일방의 주면은, 종래의 알루미늄박과 비교하여 높은 표면 평활성을 가지고 있다. 또한, 알루미늄박 (1) 의 당해 일방의 주면은, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 중 적어도 일 방향에 있어서의 조도 곡선으로부터 산출한 피크 카운트수가, 기준 길이 (L) 를 40 ㎛ 로 했을 때에 10 이상이다.
알루미늄박 (1) 의 표면 조도 Ra 는, JIS B 0601 (1982 년판) 에서 정의되어 있는 중심선 평균 조도 (Ra) 를, 면에 대해 적용할 수 있도록 3 차원으로 확장하여 산출된 값이다. 또, 알루미늄박 (1) 의 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 는, JIS B 0601 (1982 년판) 에서 정의되어 있는 10 점 평균 조도 (Rz) 이다.
또, 조도 곡선에 기초하는 피크 카운트수는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 임의의 방법에 의해 취득된 제 1 주면 (1A) 또는 제 2 주면 (1B) 의 조도 곡선 (R) 에 기초하여 구해진다. 상기 피크 카운트수란, 그 조도 곡선 (R) 의 중심선 (C) 보다 1 ㎚ 상방으로서 중심선 (C) 과 평행하게 형성된 상측 피크 카운트 레벨 (D) 보다 상방으로 볼록하고, 당해 피크 카운트 레벨 (D) 과 교차하는 2 점을 갖는 피크 (P) 를 1 피크로 했을 때의, 기준 길이 (L) 당 피크 카운트수를 말한다. 기준 길이 (L) 는 40 ㎛ 이다.
상기 조도 곡선 (R) 은, 예를 들어 원자간력 현미경을 사용하여 댐핑 방식 (비접촉) 에 의해 제 1 주면 (1A) 또는 제 2 주면 (1B) 을 관찰함으로써 얻을 수 있다. 측정 영역은, 예를 들어 80 ㎛ × 80 ㎛ 의 시야 내이다.
알루미늄박 (1) 은, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 중 적어도 일 방향에 있어서의 상기 일방의 주면의 조도 곡선에 기초하는 피크 카운트수가 10 이상이다. 이 때문에, 상기 서술한 바와 같이 표면 조도 Ra, Rz 가 낮게 억제되어 있으면서도, 당해 일방의 주면에 다른 부재의 경면을 접촉시켰을 때에 당해 일방의 주면에 있어서 당해 경면과 접촉하는 부분의 표면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 당해 일방의 주면의 정지 마찰 계수 및 동마찰 계수를 작게 할 수 있다.
구체적으로는, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 은, 상기 일방의 주면의 정지 마찰 계수가 1.0 이하이다. 또, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 은, 상기 일방의 주면의 동마찰 계수가 0.8 이하이다. 상기 피크 카운트수가 작고, 정지 마찰 계수 및 동마찰 계수의 적어도 일방이 상기 값보다 높은 종래의 알루미늄박은, 롤투롤 가공이 실시되었을 때, 롤과의 접촉에 수반하는 주름 또는 웨이브니스 등의 문제의 발생을 충분히 억제하는 것이 곤란하다. 구체적으로는, 알루미늄박이 가이드 롤이나 구동 롤 등과 접촉했을 때에는, 당해 롤의 연장 방향에 있어서 알루미늄박의 접촉면 전체가 당해 롤과 균일하게 접촉하는 경우를 제외하고, 알루미늄박에는 불균일한 접촉 저항이 생긴다. 이 때, 알루미늄박 (1) 에는 불특정한 방향을 따라 여분의 장력이 작용하지만, 알루미늄박의 상기 접촉면의 정지 마찰 계수 및 동마찰 계수가 큰 경우에는, 상기 장력에 의해 알루미늄박 (1) 에 주름 또는 웨이브니스와 같은 문제가 생기는 경우가 많아진다.
이에 반해, 알루미늄박 (1) 의 상기 일방의 주면의 정지 마찰 계수 및 동마찰 계수는 종래의 알루미늄박과 비교하여 낮아, 정지 마찰 계수가 1.0 이하, 동마찰 계수가 0.8 이하이다. 그 때문에, 이 당해 일방의 주면을 롤투롤 가공시에 있어서의 상기 롤과의 접촉면으로 하면, 장력에 의해 당해 일방의 주면과 상기 롤의 불균일한 접촉 상태가 수정되어, 알루미늄박 (1) 에 주름 또는 웨이브니스와 같은 문제가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 알루미늄박 (1) 은, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하인 상기 일방의 주면을 가지고 있다. 이 때문에, 예를 들어 롤투롤 가공 등에 의해, 당해 일방의 주면에 평활성이 높고 두께 불균일이 적은 기능성 코트막 (4) (도 5 참조) 을 성막할 수 있는 것 외에, 나노미터 오더의 미세 패턴을 갖는 막을 형성할 수 있다.
또, 알루미늄박 (1) 은, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하인 상기 일방의 주면을 가지고 있다. 이 때문에, 당해 일방의 주면 상에 예를 들어 40 ㎚ 정도로 얇은 기능성 코트막 (4) (도 5 참조) 을 성막한 경우에도, 당해 일방의 주면 상에 있어서 당해 기능성 코트막 (4) 이 성막되어 있지 않은 이상 영역 (이하, 누락이라고 한다) 이 생기는 것을 억제할 수 있다.
알루미늄박 (1) 의 두께 (T) (도 1 참조) 는 4 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 알루미늄박의 두께가 4 ㎛ 미만이면, 알루미늄박으로서 기계적 강도를 유지할 수 없어, 제조시의 핸들링 등에 의해 알루미늄박의 표면에 주름이 생긴다. 알루미늄박의 두께가 200 ㎛ 를 초과하면, 알루미늄박의 중량이 증대될 뿐만 아니라, 성형 등의 가공에 제한이 가해지기 때문에 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는, 알루미늄박 (1) 의 두께는 6 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하이다.
또한, 알루미늄박 (1) 은, 후술하는 본 실시형태에 관련된 알루미늄박의 제조 방법을 실시함으로써 제조할 수 있다. 다만, 상기 표면 조도 Ra, Rz 를 갖는 알루미늄박은, 물리적 연마, 전해 연마, 화학 연마 등의 연마 가공법이나, 종래의 냉간 압연법에 의해서도 제조할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 예의 검토를 거듭하고 있지만, 이들 연마 가공법이나 종래의 냉간 압연법에 의해 상기 피크 카운트수가 10 이상인 주면을 갖는 알루미늄박 (1) 을 제조할 수 있는 것은 확인되어 있지 않다.
다음으로, 도 3 을 참조하여, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박의 제조 방법은, 일반적인 알루미늄박의 제조 방법과 마찬가지로, 주괴 (鑄塊) 를 준비하는 공정 (S10), 주괴에 균질화 처리를 실시하는 공정 (S20), 주괴를 열간 압연하는 공정 (S30), 열간 압연에 의해 얻어진 열연재를 냉간 압연하는 공정 (S40), 및 냉간 압연에 의해 얻어진 냉연재를 최종 마무리로서 냉간 압연 (이하, 최종 마무리 냉간 압연이라고 한다) 하여 알루미늄박을 형성하는 공정 (S50) 을 구비한다. 그러나, 최종 마무리 냉간 압연 공정 (S50) 에 있어서 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 롤면을 갖는 압연 롤을 사용하는 점에서 상이하다. 이하, 구체적으로 설명한다.
먼저, 주괴를 준비한다 (공정 (S10)). 구체적으로는, 소정 조성의 알루미늄의 용탕을 조제하고, 알루미늄의 용탕을 응고시킴으로써 주괴를 주조 (예를 들어, 반연속 주조) 한다.
다음으로, 얻어진 주괴에 균질화 열처리를 실시한다 (공정 (S20)). 균질화 열처리는, 예를 들어 가열 온도를 400 ℃ 이상 630 ℃ 이하, 가열 시간을 1 시간 이상 20 시간 이하로 하는 조건에서 실시된다.
다음으로, 주괴를 열간 압연한다 (공정 (S30)). 본 공정에 의해, 소정의 두께 (W1) 를 갖는 열연재가 얻어진다. 열간 압연은, 1 회 또는 복수 회 실시되어도 된다.
다음으로, 열간 압연에 의해 얻어진 열연재를 냉간 압연한다 (공정 (S40)). 본 공정에 의해, 소정의 두께 (W2) 를 갖는 냉연재 (최종 마무리 냉간 압연 공정 (S50) 에 있어서의 피압연재) 가 얻어진다. 본 공정에 있어서, 냉간 압연은 예를 들어 중간 어닐링 공정을 사이에 두고 복수 회 실시된다. 예를 들어, 먼저 열연재에 대해 제 1 냉간 압연 공정 (S40A) 을 실시하여 열연재의 두께 (W1) 보다 얇고 냉연재의 두께 (W2) 보다 두꺼운 압연재를 형성한다. 다음으로, 얻어진 압연재에 대해 중간 어닐링 공정 (S40B) 을 실시한다. 중간 어닐링은, 예를 들어 어닐링 온도를 50 ℃ 이상 500 ℃ 이하, 어닐링 시간을 1 초 이상 20 시간 이하로 하는 조건에서 실시된다. 다음으로, 어닐링 후의 압연재에 대해 제 2 냉간 압연 공정 (S40C) 을 실시하여 두께 (W2) 의 냉연재를 형성한다.
다음으로, 냉연재 (피압연재) 를 최종 마무리 냉간 압연한다 (공정 (S50)). 본 공정에서는, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 ％ 이상인 조건에서 피압연재를 최종 마무리 냉간 압연한다. 압연 롤은 피압연재와 접촉하여 압연하는 롤면을 가지고 있다. 본 공정에 의해 얻어지는 알루미늄박 (1) 의 상기 일방의 주면의 반대측의 주면 (타방의 주면이라고도 한다) 의 표면 조도 Ra, Rz 및 피크 카운트수가 특별히 제한되지 않는 경우 (예를 들어, 알루미늄박 (1) 이 롤투롤 프로세스에 사용되었을 때, 타방의 주면이 가이드 롤 등과 접촉하는 경우가 없는 경우) 에는, 피압연재를 사이에 두고 배치되는 1 쌍의 압연 롤 중 일방의 압연 롤의 롤면의 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하이면 된다. 한편, 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 어느 것에 있어서나 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이며, 또한, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 중 적어도 일 방향에 있어서의 조도 곡선에 기초하는 피크 카운트수가 10 이상인 알루미늄박 (1) 을 형성하는 경우에는, 상기 1 쌍의 압연 롤은 모두 롤면의 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하이다.
최종 마무리 냉간 압연 공정에 있어서 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하는 이유는 이하와 같다. 최종 마무리 냉간 압연 공정에서 사용하는 압연 롤의 표면 조도는, 최종 마무리 냉간 압연 공정 후에 얻어지는 알루미늄박의 표면 조도에 크게 영향을 미친다. 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 보다 큰 압연 롤을 사용하여 알루미늄박을 압연하면, 얻어진 알루미늄박은 압연 방향 (X) 에 대해 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 40 ㎚ 보다 커지고, 표면 조도 Ra 도 10 ㎚ 보다 커져 버린다. 최종 마무리 냉간 압연 공정에서 사용하는 압연 롤의 표면 조도 Ra 는, 가능한 한 작은 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ㎚ 이하이다. 또한, 압연 롤의 표면 조도 Ra 는 JIS B 0601 (1982 년판) 에서 정의되어 있는 중심선 평균 조도 (Ra) 이고, 한편, 알루미늄박의 표면 조도 Ra 는 JIS B 0601 (1982 년판) 에서 정의되어 있는 중심선 평균 조도 (Ra) 를, 면에 대해 적용할 수 있도록 3 차원으로 확장하여 산출된 값이다.
최종 마무리 냉간 압연 공정에 있어서의 압하율이 35 ％ 이상인 이유는 이하와 같다. 일반적으로 압하율이 낮아지면, 압연 롤과 알루미늄박 사이에 끼어들어가는 압연유막량이 증가하는 경향이 있다. 이 때문에, 압연 공정 후의 알루미늄박의 표면에 압연유가 압입되어 생기는 깊이가 수십 ∼ 수백 ㎚ 인 오일 피트가 증가한다. 그 결과, 얻어진 알루미늄박의 표면은, 오일 피트에 의한 요철이 증가해 버린다. 따라서, 35 ％ 보다 작은 압하율로 압연을 실시하면, 얻어지는 알루미늄박의 표면 조도 Ra 는, 오일 피트에 의한 요철에 크게 영향을 받아, 10 ㎚ 보다 커져 버린다. 압하율의 상한값은, 특별히 한정되지 않지만, 압연성을 고려하면, 바람직하게는 60 ％ 이다.
이와 같이 하여, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 을 얻을 수 있다. 그 알루미늄박 (1) 에 있어서 적어도 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 적어도 어느 일방의 주면은, 최종 마무리 냉간 압연 공정 (S50) 에 있어서 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤에 의해 압연되어 형성된 면이다.
또한, 냉간 압연하는 공정 (S40) 에서는, 냉간 압연이 1 회만 실시되어도 된다. 냉간 압연하는 공정 (S40) 에서는, 냉간 압연이 어닐링 전에만 실시되고, 어닐링 후에 실시되지 않아도 된다. 바꾸어 말하면, 냉간 압연하는 공정 (S40) 에 있어서의 냉간 압연과 다음 공정 (S50) 에 있어서의 최종 마무리 냉간 압연이 중간 어닐링 공정을 사이에 두고 실시되어도 된다.
또, 냉간 압연하는 공정 (S40) 에서는, 중간 어닐링이 실시되지 않아도 된다. 또, 냉간 압연하는 공정 (S40) 에서는, 복수 회의 냉간 압연을 실시한 후에 중간 어닐링을 실시해도 되고, 중간 어닐링 후에 복수 회의 냉간 압연을 실시해도 된다.
또, 최종 마무리 냉간 압연 공정 (S50) 에 있어서 최종 마무리 냉간 압연되는 피압연재는 주괴에 열간 압연 및 냉간 압연을 실시함으로써 준비되지만, 피압연재는 연속 주조에 의해 준비되어도 된다. 이와 같이 해도, 그 피압연재에 최종 마무리 냉간 압연 공정 (S50) 을 실시함으로써, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 을 얻을 수 있다.
최종 마무리 냉간 압연에 사용하는 압연유의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 압연유의 점도는 낮은 편이 바람직하다. 그 이유는, 압연유 점도가 낮은 편이 압연 롤과 알루미늄박 사이에 끼어 들어가는 압연유의 윤활이 보다 높아져, 최종 마무리 냉간 압연 공정 중에 알루미늄박 표면에 압입되어 생기는 오일 고임부가 생성되기 어려워지기 때문에, 당해 공정 후의 알루미늄박 표면에 존재하는 오일 피트를 저감시킬 수 있다. 바람직하게는 오일 온도가 37.8 ℃ (100 ℉) 일 때의 점도가 1.7 cSt 이상 3.5 cSt 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.0 cSt 이상 3.0 cSt 이하이다.
또한, 연질의 알루미늄박 (1) 을 제조하는 경우에는, 최종 마무리 냉간 압연 공정 (S50) 에 의해 얻어진 알루미늄박 (1) 에 180 ℃ 이상 450 ℃ 이하 정도의 온도에서 1 ∼ 30 시간 정도의 열처리를 실시하면 된다.
다음으로, 도 4 를 참조하여, 상기에 의해 얻어진 알루미늄박 (1) 을 사용한 롤투롤용 알루미늄박 (3) 에 대하여 설명한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 롤투롤용 알루미늄박 (3) 은, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 과, 알루미늄박 (1) 이 롤상으로 둘러 감겨져 있는 권심 (2) 을 구비한다. 롤투롤용 알루미늄박 (3) 은, 롤투롤 프로세스에 의해 임의의 가공이 실시될 수 있다. 롤투롤용 알루미늄박 (3) 에 있어서 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 은, 당해 롤투롤용 알루미늄박 (3) 이 롤투롤 프로세스에 사용되었을 때에 가이드 롤 또는 구동 롤 등과의 접촉면이 되도록 형성되어 있다.
도 5 를 참조하여, 롤투롤용 알루미늄박 (3) 은, 예를 들어 롤투롤 방식의 성막 장치 (600) 에 롤투롤용 캐리어재로서 사용될 수 있다. 성막 장치 (600) 는, 전처리 챔버 (400) 와 성막 챔버 (500) 를 구비한다. 전처리 챔버 (400) 에는, 필요에 따라, 알루미늄박 (1) 을 소정 온도로 가열하는 예열 장치 (410) 와, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 에 박리 코트제 (예를 들어, 불소계, 실리콘계의 박리 코트제) 를 도포하는 도포부 (420) 가 격벽 (430) 을 사이에 두고 수용되어 있다. 성막 챔버 (500) 에는, 기능성 코트막 (4) 의 원료를 캐리어재로서의 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 에 분출하는 분출부 (510) 와, 분출된 상기 재료를 가열하여 경화시키기 위한 히터 (520) 가 수용되어 있다. 또한, 성막 챔버 (500) 에는, 분출부 (510) 대신에, 기능성 코트막 (4) 의 원료를 제 1 주면 (1A) 에 토출하는 토출부, 또는 기능성 코트막 (4) 의 원료를 제 1 주면 (1A) 에 도포하는 도포부가 형성되어 있어도 된다.
전처리 챔버 (400) 및 성막 챔버 (500) 에는, 캐리어재로서의 알루미늄박 (1) 의 반송 경로 상의 입측과 출측에 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 과 각각 접촉하여 이것을 지지하는 보조 롤 (220) 이 형성되어 있다. 그 때문에, 상기 성막 장치 (600) 에 사용되는 롤투롤용 알루미늄박 (3) 에 있어서는, 알루미늄박 (1) 은 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 이 모두가 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이며, 또한, 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 중 적어도 일 방향에 있어서의 조도 곡선에 기초하는 피크 카운트수가 10 이상인 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 의 정지 마찰 계수를 1.0 이하, 동마찰 계수를 0.8 이하로 할 수 있다. 이 때문에, 롤투롤 프로세스에 있어서 보조 롤 (220) 과 접촉했을 때에도, 알루미늄박 (1) 에 주름 또는 웨이브니스와 같은 문제가 생기는 것을 충분히 억제할 수 있다.
그 결과, 롤투롤용 알루미늄박 (3) 을 사용하여 롤투롤 프로세스를 실시함으로써, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에 기능성 코트막 (4) 을 성막할 수 있다. 이로써, 알루미늄박 (1) 과, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에 형성되어 있는 기능성 코트막 (4) 과, 알루미늄박 (1) 과 기능성 코트막 (4) 의 적층체가 롤상으로 둘러 감겨져 있는 권심 (5) 을 구비하는 롤재 (6) 를 높은 수율로 용이하게 제조할 수 있다.
또한, 기능성 코트막 (4) 은 임의의 재료로 구성되어 있으면 되고, 예를 들어 임의의 금속 또는 수지 등으로 구성되어 있으면 된다. 성막 장치 (600) 의 성막 챔버 (500) 내에는 각각 상이한 재료를 도포할 수 있는 복수의 도포 장치 (분출부 (510)) 가 형성되어 있어, 기능성 코트막 (4) 은 복수의 기능성 코트층의 적층체로서 구성되어 있어도 된다. 복수의 기능성 코트층의 적층체로서 구성되어 있는 기능성 코트막 (4) 은, 임의의 전자 디바이스 (예를 들어, 도 6 에 나타내는 유기 EL 소자 (20)) 의 기능 소자 (도 6 에 나타내는 기능 소자 (10)) 의 적어도 일부의 구조체로서 형성될 수 있다.
롤재 (6) 에 있어서 캐리어재로서의 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에 형성되어 있는 기능성 코트막 (4) 은, 제 1 주면 (1A) 의 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이기 때문에, 평활성이 높아 두께의 불균일이 적다. 또, 제 1 주면 (1A) 의 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이다. 그 때문에, 예를 들어 40 ㎚ 정도로 얇은 기능성 코트막 (4) 이 제 1 주면 (1A) 상에 성막되는 경우에도, 롤재 (6) 에 있어서 기능성 코트막 (4) 의 상기 누락의 발생이 억제되어 있다. 또, 롤투롤 방식의 성막 장치 (600) 에서는, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에, 미세 패턴이 형성된 기능성 코트막을 성막하는 것도 가능하다. 성막 챔버 (500) 의 분사부, 토출부 또는 도포부는, 제 1 주면 (1A) 상에 있어서 부분적으로 분사, 토출 또는 도포 가능하게 형성되어 있다. 이와 같이 해도, 캐리어재로서의 알루미늄박 (1) 은, 제 1 주면 (1A) 의 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한 제 1 주면 (1A) 의 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이다. 그 때문에, 당해 제 1 주면 (1A) 상에 형성되는 기능성 코트막은, 종래의 알루미늄박 상에 형성되는 기능성 코트막과 비교하여, 보다 미세한 패턴 형상을 가질 수 있다. 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에는, 예를 들어 나노미터 오더의 패턴 형상을 갖는 기능성 코트막을 롤투롤 방식에 의해 성막 가능하다.
다음으로, 도 6 및 도 7 을 참조하여, 상기에 의해 얻어진 알루미늄박 (1) 을 사용한 전자 디바이스에 대하여 설명한다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 전자 디바이스는, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 과, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에 형성되어 있는 임의의 기능 소자 (10) 를 구비하고 있다. 도 6 은, 전자 디바이스로서의 유기 EL 소자 (20) 를 설명하기 위한 단면도이다. 도 7 은, 전자 디바이스로서의 태양 전지 (30) 를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6 에 나타낸 유기 EL 소자 (20) 는, 본 실시형태에 관련된 롤투롤용 알루미늄박 (3) (혹은 롤재 (6)) 을 사용하여 롤투롤 프로세스에 의해 제조되는 것이다. 유기 EL 소자 (20) 는, 롤재 (6) 에 있어서의 알루미늄박 (1) 에 의해 구성되는 기판 (1) 과, 그 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에 형성된 기능성 코트막 (4) 에 의해 구성되어 있는 기능 소자 (10) 를 구비하고 있다. 기능 소자 (10) 는, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에, 하부 전극층 (11), 후막 유전체층 (12), 평탄화층 (13), 발광층 (14), 박막 유전체층 (15), 버퍼층 (16) 및 상부 투명 전극층 (17) 이 적층된 구성을 가지고 있다. 기능 소자 (10) 는, 롤투롤용 알루미늄박 (3) 및 도 5 에 나타내는 바와 같은 성막 장치 (600) 를 사용한 롤투롤 프로세스에 의해 기능성 코트막 (4) 으로서 형성되어 있다.
도 7 에 나타낸 태양 전지 (30) 는, 본 실시형태에 관련된 롤투롤용 알루미늄박 (3) 을 사용하여 롤투롤 프로세스에 의해 제조되는 것이다. 태양 전지 (30) 는, 롤재 (6) 에 있어서의 알루미늄박 (1) 과 기재 (51) 가 접합되어 이루어지는 기판 (50) 과, 그 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에 형성된 기능성 코트막 (4) 에 의해 구성되어 있는 기능 소자 (태양 전지 셀) (40) 를 구비하고 있다. 기능 소자 (40) 는, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에, 절연층 (31), 알칼리 공급층 (32), 하부 전극 (33), 광흡수층 (34), 버퍼층 (35) 및 상부 전극 (36) 이 적층된 구성을 가지고 있다. 기능 소자 (40) 는, 롤투롤용 알루미늄박 (3) 및 도 5 에 나타내는 바와 같은 성막 장치 (600) 를 사용한 롤투롤 프로세스에 의해, 기능성 코트막 (4) 으로서 형성되어 있다. 태양 전지 셀 (40) 은, 취출 전극 (42, 44) 을 개재하여 외부로 출력할 수 있게 형성되어 있다. 기재 (51) 는, 임의의 금속으로 구성되어 있으면 되고, 예를 들어, 티탄 (Ti) 또는 강 등에 의해 구성되어 있다. 알루미늄박 (1) 과 기재 (51) 는, 예를 들어 롤투롤 프로세스를 사용한 가압 접합법에 의해 접합되어 있다. 알루미늄박 (1) 과 기재 (51) 의 접합 계면에는, 합금층 (60) 이 형성되어 있어도 된다.
유기 EL 소자 (20) 및 태양 전지 (30) 는, 기판으로서의 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 이 상기와 같이 높은 표면 평활성을 가지고 있어, 롤투롤 프로세스에 있어서 주름 또는 웨이브니스와 같은 문제가 억제되어 있기 때문에, 당해 문제에서 기인한 수율 저하가 억제되어 있다.
또한, 유기 EL 소자 (20) 에 있어서, 발광층 (14) 은 표면 평활성이 높은 제 1 주면 (1A) 상에 형성되어 있기 때문에, 발광층 (14) 의 두께 불균일이 억제되어 있어, 유기 EL 소자 (20) 는 전류 리크 등에 의한 발광 불균일이 억제되어 있다. 또, 태양 전지 (30) 에 있어서, 광흡수층 (34) 은, 표면 평활성이 높은 제 1 주면 (1A) 상에 형성되어 있기 때문에, 광흡수층 (34) 의 두께 불균일이 억제되어 있어, 특성의 편차가 억제되어 있다.
요컨대, 롤투롤용 알루미늄박 (3) 을 사용하여 롤투롤 프로세스를 실시함으로써, 알루미늄박 (1) 의 제 1 주면 (1A) 상에 기능 소자 (10, 40) 를 저비용이면서 또한 고수율로 형성할 수 있고, 그 기능 소자 (10, 40) 를 구비하는 유기 EL 소자 (20) 및 태양 전지 (30) 등의 전자 디바이스를 저비용이면서 또한 고수율로 제조할 수 있다. 또, 본 발명의 알루미늄박 (1) 은, 이것들 외에, 액정, 전자 페이퍼 등의 디스플레이, 유기 태양 전지, 이차 전지, 반도체 및 터치 패널 등의 전자 디바이스에 바람직하게 사용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 의 조성은 특별히 한정되지 않지만, 철 (Fe) 의 함유량은 0.001 질량％ 이상 1.7 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 철은 알루미늄으로의 고용도가 작기 때문에, 알루미늄의 주조시에 FeAl3 등의 금속간 화합물이 정출되기 쉬워진다. 알루미늄박의 표면 (제 1 주면 (1A) 및 제 2 주면 (1B) 을 포함한다) 에 존재하는 정출물은, 당해 표면에 요철을 일으킨다. 본 실시형태에 관련된 알루미늄박의 제조 방법의 냉간 압연 공정 및 최종 마무리 냉간 압연 공정에 있어서, 정출물은 알루미늄의 소지 (素地) 보다 단단하기 때문에, 알루미늄이 우선적으로 소성 변형을 일으킨다. 정출물은, 소성 변형되어 있는 알루미늄박의 표면 위를 구르고, 일부의 정출물은 알루미늄박의 표면으로부터 결락되어 알루미늄박의 표면에 요철을 일으키는 원인이 된다. 철의 함유량이 1.7 질량％ 이상이 되면, 이와 같은 정출물이 조대하고 또한 대량으로 석출되기 때문에, 알루미늄박의 표면 평활성을 제어하는 것이 어렵다. 또, 철의 함유량이 0.001 질량％ 미만이면, 알루미늄박의 강도가 저하된다. 그 때문에, 철의 함유량은 0.001 질량％ 이상 1.7 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 에 있어서 망간 (Mn) 의 함유량은 1.5 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 철과 마찬가지로 망간도 알루미늄으로의 고용도가 작기 때문에, 알루미늄의 주조시에 Al-Fe-Mn 계의 화합물 등이 정출되기 쉬워진다. Al-Fe-Mn 계의 정출물은, Al-Fe 계의 정출물보다 미세하지만, 이들 정출물은 알루미늄박의 표면으로부터 결락되어 알루미늄박의 표면에 요철을 일으키는 원인이 된다. 이 때문에, 망간의 함유량은 1.5 질량％ 이하로 할 필요가 있고, 0.8 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 에 있어서 실리콘 (Si) 의 함유량은 0.001 질량％ 이상 0.6 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 0.001 질량％ 이상 0.3 질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 실리콘은 알루미늄으로의 고용도가 커서 정출물을 형성하기 어렵기 때문에, 알루미늄박에 있어서 정출물을 생성시키지 않을 정도의 함유량이면 알루미늄박의 표면 평활성에 악영향을 미치지 않는다. 또, 실리콘을 포함하면 고용 강화에 의해 알루미늄박의 기계적 강도를 향상시킬 수 있기 때문에, 두께가 얇은 박의 압연을 용이하게 할 수 있다. 실리콘의 함유량이 0.001 질량％ 미만에서는, 상기 서술한 효과를 충분히 얻을 수 없다. 실리콘의 함유량이 0.6 질량％ 를 초과하면, 조대한 정출물이 발생하기 쉬워져, 표면 평활성이 저해될 뿐만 아니라, 결정립의 미세화 효과도 저해되기 때문에, 강도와 가공성도 저하되는 경향이 있다.
본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 에 있어서 마그네슘 (Mg) 의 함유량은 3 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 마그네슘은 알루미늄으로의 고용도가 최대로 18 질량％ 로 커, 정출물의 발생이 매우 적기 때문에, 알루미늄박의 표면 평활성에 큰 영향을 미치지 않고, 알루미늄박의 기계적 강도를 개선할 수 있다. 그러나, 마그네슘의 함유량이 3 질량％ 를 초과하면, 알루미늄박의 기계적 강도가 지나치게 높아지기 때문에, 알루미늄박의 압연성이 저하된다. 알루미늄박의 바람직한 반사 특성과 기계적 강도를 겸비하기 위해서는, 마그네슘의 함유량을 2 질량％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 알루미늄박은, 상기의 특성과 효과에 영향을 주지 않는 정도의 함유량으로, 구리 (Cu), 아연 (Zn), 티탄 (Ti), 바나듐 (V), 니켈 (Ni), 크롬 (Cr), 지르코늄 (Zr), 붕소 (B), 갈륨 (Ga), 비스무트 (Bi) 등의 원소를 포함하고 있어도 된다. 그러나, 이들 원소의 함유량은, 각각 0.1 질량％ 이하인 것이 바람직하다.
상기에서 설명해 온 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 은, 문자 그대로 「박」으로서, 일반적으로 두께가 500 ㎛ 정도 이상이 되는 「알루미늄판」과는 달리 이하와 같은 여러 가지의 장점을 갖는다. 즉, 알루미늄박 (1) 은, 경량화가 특히 우수함과 함께 성형 가공이 용이하고, 또 알루미늄판에서는 곤란한 만곡물 (灣曲物) 에 대한 첩부 등의 형상 추종성이나 플렉시블성을 나타낸다는 장점이 있다. 또, 폐기물의 감량으로 이어지는 등, 환경에 대한 부하면에서도 알루미늄판에 대한 장점을 갖는다.
따라서, 이와 같은 본 실시형태에 관련된 알루미늄박 (1) 은, 상기의 장점을 살려, 예를 들어 박막 제조용 기재 (機材) (형재), 미세 패턴 형성용 기판, 이차 전지의 전극체 (특히 집전체), 광반사 부재, 태양 전지용 백시트, 장식품, 건축재, 전화 (電化) 제품의 보디, 전자 디바이스 등의 용도에 바람직하게 이용할 수 있다.
실시예
이하에 설명하는 바와 같이, 본 발명의 실시예와 비교예의 알루미늄박의 시료를 제작하였다.
표 1 에 나타내는 조성 A ∼ H 의 알루미늄을 사용하여, 표 2 에 나타내는 제조 공정에 따라, 표 3 에 나타내는 실시예 1 ∼ 13 과 비교예 1 ∼ 4 의 알루미늄박의 시료를 제작하였다. 또한, 표 1 에 있어서 「기타 원소 합계」란, JIS 에서 규정되는 원소 이외의 불가피 불순물 원소 (B, Bi, Pb, Na 등) 의 합계 함유량을 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
실시예 1 ∼ 13 의 알루미늄박의 시료는, 주로 2 가지의 방법으로 제작하였다. 실시예 1 ∼ 7 의 알루미늄박의 시료는, 본 실시형태에 관련된 알루미늄박의 제조 방법과 마찬가지로, 알루미늄 합금 (주괴) 에 대해 균질화 열처리, 열간 압연을 실시한 후, 냉간 압연 및 최종 마무리 냉간 압연을 실시함으로써 제작하였다 (제법 1).
구체적으로는, DC 주조에 의해 얻어진 알루미늄의 주괴를 가열로에서 소정 온도와 시간으로 균질화 열처리를 실시하였다. 그 후, 당해 주괴에 대해, 두께가 약 6.5 ㎜ 가 될 때까지 열간 압연을 실시하였다. 얻어진 열간 압연재에 대해 복수 회의 냉간 압연을 실시하고, 냉간 압연의 도중에 소정 온도와 시간으로 중간 어닐링을 실시하고, 추가로 냉간 압연을 실시하여 소정의 두께를 갖는 피압연재를 제작하였다. 또한, 피압연재에 대해 최종 마무리 냉간 압연을 실시하였다. 표 2 에 각 공정 조건을 나타낸다. 이와 같이 하여, 표 3 에 나타내는 두께를 갖는 실시예 1 ∼ 7 의 알루미늄박의 시료를 제작하였다.
실시예 8 ∼ 실시예 13 의 알루미늄박의 시료는, 연속 주조를 실시한 후, 얻어진 주괴에 대해 직접 냉간 압연을 실시하고, 추가로 최종 마무리 냉간 압연을 실시함으로써 제작하였다 (제법 2).
구체적으로는, 연속 주조에 의해 얻어진 알루미늄의 주괴에 대해, 복수 회의 냉간 압연을 실시하여 소정의 두께를 갖는 피압연재를 제작하였다. 또한, 피압연재에 대해 최종 마무리 냉간 압연을 실시하였다. 표 2 에 각 공정 조건을 나타낸다. 이와 같이 하여, 표 3 에 나타내는 두께를 갖는 실시예 8 ∼ 13 의 알루미늄박의 시료를 제작하였다.
실시예 1 ∼ 13 의 알루미늄박의 시료는, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 ％ 인 조건에서 피압연재를 최종 마무리 냉간 압연함으로써 제작하였다.
비교예 1 의 알루미늄박의 시료는, 주괴에 대해 균질화 열처리, 열간 압연을 실시한 후, 냉간 압연, 및 본 실시형태에 관련된 알루미늄박의 제조 방법에 있어서의 최종 마무리 냉간 압연과 동일한 조건에서 냉간 압연을 실시하고, 추가로 얻어진 알루미늄박에 대해 전해 연마를 실시함으로써 제작하였다. 요컨대, 전해 연마 전의 최종 냉간 압연은, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 ％ 인 조건에서 실시하였다. 전해 연마는, 400 ㎖ 의 에탄올 중에 100 ㎖ 의 과염소산을 첨가한 욕 온도 0 ℃ 의 용액 중에, 전압 20 V 의 조건에서 3 분간 그 알루미늄박을 침지시킴으로써 실시하였다.
비교예 2 의 알루미늄박의 시료는, 기본적으로는 비교예 1 의 알루미늄박의 시료와 동일한 방법에 의해 제작하였지만, 냉간 압연의 도중에 소정 온도와 시간으로 중간 어닐링을 실시하고, 전해 연마 전의 최종 냉간 압연에 있어서의 압하율을 변경하여 제작하였다. 구체적으로는, 당해 최종 냉간 압연을 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 인 압연 롤을 사용하여 압하율이 33 ％ 인 조건에서 실시하였다.
비교예 3 의 알루미늄박의 시료는, 주괴에 대해 균질화 열처리, 열간 압연을 실시한 후, 냉간 압연 및 최종 마무리 냉간 압연을 실시함으로써 제작하였다. 최종 마무리 냉간 압연은, 표면 조도 Ra 가 1500 ㎚ 인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 ％ 인 조건에서 실시하였다.
비교예 4 의 알루미늄박의 시료는, 주괴에 대해 균질화 열처리, 열간 압연을 실시한 후, 냉간 압연 및 최종 마무리 냉간 압연을 실시함으로써 제작하였다. 최종 마무리 냉간 압연은, 표면 조도 Ra 가 1500 ㎚ 인 압연 롤을 사용하여 압하율이 44 ％ 인 조건에서 실시하였다.
또한, 균질화 열처리 시간은, 일반적인 처리 시간 내이면 되고, 표 2 에 나타내는 시간에 한정되는 것은 아니다. 중간 어닐링 조건은, 표 2 에 나타내는 온도와 시간에 한정되는 것은 아니고, 일반적인 조업 조건의 범위 내이면 된다.
얻어진 실시예 1 ∼ 13 및 비교예 1 ∼ 4 의 각 시료에 대하여, 각각 표면 조도 Ra 가 제어된 압연 롤측에 위치하는 주면을 원자간력 현미경에 의해 관찰하고, 관찰 결과에 기초하여 표면 조도 Ra, 압연 방향 (X) 및 압연 방향 (X) 에 대해 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 값 및 피크 카운트수를 측정하였다. 또한, 각 시료에 대하여 상기 주면의 정지 마찰 계수와 동마찰 계수를 측정하였다. 이하, 이들 측정 방법의 상세한 내용에 대하여 설명한다.
원자간력 현미경에 의한 관찰은, 세이코 인스트루먼트 주식회사 제조의 주사형 프로브 현미경 Nanopics1000 을 사용하여, 댐핑 방식 (비접촉) 에 의한 표면 형상을 80 ㎛ × 80 ㎛ 의 사각형의 시야에서 실시하였다. 얻어진 관찰 결과에 대해, 최소 제곱 근사에 의해 곡면을 구하여 피팅을 실시하는 3 차 곡면 자동 기울기 보정으로 시료의 기울기를 보정하고, 표면 조도 Ra 와 압연 방향 (X) 및 압연 방향 (X) 에 대해 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 를 측정하였다. 표면 조도 Ra 는, JIS B 0601 (1982 년판) 에서 정의되어 있는 중심선 평균 조도 (Ra) 를, 관찰된 표면 전체에 대해 적용할 수 있도록 3 차원으로 확장하여 산출된 값이다. 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 의 표면 조도 Rz 는, 동 시야 내의 압연 방향 및 수직인 방향 (Y) 을 따른 각각 임의의 단면에 있어서의 2 차원에서의 Rz 값을 JIS B 0601 (1982 년판) 에 기초한 평가 방법으로 측정하였다.
압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 에 있어서의 피크 카운트수는, 이하와 같이 하여 측정하였다. 먼저, 동 시야 내의 압연 방향 (X) 및 수직인 방향 (Y) 을 따른 각각 임의의 단면에 있어서의 주면의 조도 곡선을 얻었다. 다음으로, 그 조도 곡선에, 중심선과, 중심선에 대해 1 ㎚ 상방에 또한 중심선에 평행하게 상측 피크 카운트 레벨을 형성하엿다. 그리고, 그 조도 곡선에 있어서 상측 피크 카운트 레벨과 교차하는 2 점을 갖고, 당해 2 점 사이에 그 밖에 교차하는 점을 갖고 있지 않으며, 상측 피크 카운트 레벨에 대해 상방으로 볼록한 부분을 1 피크로 하고, 기준 길이 (L) 를 40 ㎛ 로 하여 이 기준 길이 (L) 내의 피크수를 카운트하였다.
정지 마찰 계수 및 동마찰 계수의 평가는, 사가와 제작소 제조의 마찰력 측정기를 사용하여 실시하였다. 먼저, 실시예 1 ∼ 13 및 비교예 1 ∼ 4 의 시료의 상기 주면 상에, 무게 200 g, 면적 65 ㎜ × 65 ㎜, 표면이 경면인 SUS 판 추를 얹고, 그 SUS 판 추를 100 ㎜/분의 속도로 압연 방향과 평행하게 20 ㎜ 미끄러지게 하였다. 이 때, SUS 판 추가 움직이기 시작할 때에 필요로 한 힘 (SUS 판 추에 부가되어 있었던 힘) 으로부터 정지 마찰 계수를 계측하였다. 또한, SUS 판 추가 움직이기 시작한 후, 움직이기 시작한 위치에서부터 15 ㎜ ∼ 20 ㎜ 의 사이를 상기 속도로 이동할 때에 필요로 한 힘 (SUS 판 추에 부가되어 있었던 힘) 의 평균값으로부터 동마찰 계수를 계측하였다.
각 시료에 대한 표면 조도 Ra, Rz, 피크 카운트수, 정지 마찰 계수 및 동마찰 계수의 측정값을 표 3 에 나타낸다.
Figure pct00003
표 3 에 나타내는 결과로부터, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 ％ 이상인 조건에서 피압연재를 최종 마무리 냉간 압연하여 제작된 실시예 1 ∼ 13 의 시료는, 모두 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한, 압연 방향 및 상기 압연 방향과 수직인 방향의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하인 주면을 갖고, 압연 방향 및 수직인 방향 중 적어도 일 방향에 있어서의 당해 주면의 조도 곡선으로부터 산출한 피크 카운트수가, 기준 길이 (L) 를 40 ㎛ 로 했을 때에 10 이상이었다. 또한, 실시예 1 ∼ 13 의 시료는, 모두 정지 마찰 계수가 1.0 이하이고, 동마찰 계수가 0.8 이하였다.
이에 반해, 표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율 35 ％ 또는 33 ％ 의 조건에서 피압연재를 냉간 압연한 후, 전해 연마를 실시하여 제작된 비교예 1 및 비교예 2 의 시료는, 압연 방향 및 수직인 방향에 있어서의 피크 카운트수가 모두 10 미만이고, 정지 마찰 계수가 1.0 초과였다.
또, 표면 조도 Ra 가 1500 ㎚ 인 압연 롤을 사용하여 최종 마무리 냉간 압연을 실시하여 제작된 비교예 3 및 4 의 시료는, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 초과이고, 압연 방향에 수직인 방향의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 초과이며, 압연 방향 및 수직인 방향에 있어서의 피크 카운트수가 모두 10 미만이었다. 비교예 3 및 4 의 시료는, 동마찰 계수가 0.8 초과였다.
이상의 결과로부터, 본 발명에 의하면, 종래의 알루미늄박과 비교하여 정지 마찰 계수 및 동마찰 계수가 모두 충분히 낮은 알루미늄박을 얻을 수 있는 것이 확인되었다. 이로써, 본 발명에 따른 알루미늄박은, 롤투롤 가공이 되었을 때에 주름이나 웨이브니스의 발생이 억제될 수 있는 것이 확인되었다.
이번에 개시된 실시형태 및 실험예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구범위에 의해 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
산업상 이용가능성
본 발명은, 롤투롤 프로세스에 사용되는 알루미늄박에 특히 유리하게 적용된다.
1 : 알루미늄박,
1A : 제 1 주면,
1B : 제 2 주면,
2, 5 : 권심,
3 : 롤투롤용 알루미늄박,
4 : 기능성 코트막,
6 : 롤재,
10, 40 : 기능 소자,
11 : 하부 전극층,
12 : 후막 유전체층,
13 : 평탄화층,
14 : 발광층,
15 : 박막 유전체층,
16 : 버퍼층,
17 : 상부 투명 전극층,
20 : 유기 EL 소자,
30 : 태양 전지,
31 : 절연층,
32 : 알칼리 공급층,
33 : 하부 전극,
34 : 광흡수층,
35 : 버퍼층,
36 : 상부 전극,
42, 44 : 취출 전극,
51 : 기재,
60 : 합금층,
220 : 보조 롤,
400 : 전처리 챔버,
410 : 예열 장치,
420 : 도포부,
430 : 격벽,
500 : 성막 챔버,
510 : 분출부,
520 : 히터,
600 : 성막 장치.

Claims (7)

  1. 제 1 주면과 상기 제 1 주면의 반대측에 위치하는 제 2 주면을 갖고,
    상기 제 1 주면 및 상기 제 2 주면의 적어도 어느 일방의 주면에 있어서, 표면 조도 Ra 가 10 ㎚ 이하이고, 또한, 압연 방향 및 상기 압연 방향과 수직인 방향의 표면 조도 Rz 가 모두 40 ㎚ 이하이며, 또한, 상기 압연 방향 및 상기 수직인 방향 중 적어도 일 방향에 있어서의 조도 곡선으로부터 산출한 피크 카운트수가, 기준 길이 (L) 를 40 ㎛ 로 했을 때에 10 이상인, 알루미늄박.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 일방의 주면의 정지 마찰 계수가 1.0 이하인, 알루미늄박.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 일방의 주면의 동마찰 계수가 0.8 이하인, 알루미늄박.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두께가 4 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인, 알루미늄박.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄박과,
    상기 알루미늄박 상에 형성되어 있는 기능 소자를 구비하는, 전자 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄박과,
    상기 알루미늄박이 롤상으로 둘러 감겨져 있는 권심을 구비하는, 롤투롤용 알루미늄박.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄박을 제조하는 방법으로서,
    표면 조도 Ra 가 40 ㎚ 이하인 압연 롤을 사용하여 압하율이 35 ％ 이상인 조건에서 피압연재를 최종 마무리 냉간 압연하여, 상기 알루미늄박을 형성하는 공정을 구비하는, 알루미늄박의 제조 방법.
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