KR20190074323A - 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 방법 - Google Patents

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KR20190074323A
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게르트 호프만
귄터 클렘
한스-게오르그 로츠
알렉산더 볼프
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

가요성 기판을 프로세싱하는 방법은, 중합된 표면(polymerized surface)을 갖는 가요성 기판을 제공하는 단계; 전자 빔을 방출하는(emitting) 단계; 중합된 표면을 전자 빔에 노출시키는 단계; 중합된 표면을 전자 빔에 대한 노출에 의해 변경하는 단계; 및 변경된 표면 상에 장벽 층을 증착하는 단계를 포함한다.

Description

가요성 기판을 프로세싱하기 위한 방법{METHOD FOR PROCESSING A FLEXIBLE SUBSTRATE}
본 개시의 실시예들은 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시의 실시예들은 코팅되는 기판의 장벽(barrier) 특성들을 개선하기 위해 코팅 전에 가요성 기판들을 예비-처리(pre-treatment)하기 위한 방법들에 관한 것이다.
플라스틱 필름들 또는 포일(foil)들과 같은 가요성 기판들의 프로세싱은 패키징 산업, 반도체 산업들 및 다른 산업들에서 수요가 많다. 프로세싱은 종종, 요구되는 재료로 가요성 기판을 코팅하는 것으로 이루어진다.
이러한 과제(task)를 수행하는 시스템들은 일반적으로, 예를 들어 원통형 롤러와 같은 프로세싱 드럼을 포함하며, 그러한 프로세싱 드럼은 기판을 이송하기 위해 프로세싱 시스템에 커플링되며 그리고 그러한 프로세싱 드럼 상에서 기판의 적어도 일부가 프로세싱된다. 예를 들어, 가요성 기판의 일부는, 기판이 이송되는 동안, 프로세싱 드럼 상에서 코팅될 수 있다.
식품 패킹(food packing)을 위한 플라스틱 필름들은, 플라스틱 재료를 통해 스며드는 산소 및 수증기에 대항하여 패키징 내부의 식품을 보호하기 위해 금속 또는 실리콘 함유 층들로 코팅될 수 있는데, 만일 그렇지 않으면 패킹된 상품(packed goods)의 저하(deterioration)를 이끌 수도 있다. 이에 의해, 코팅되는 플라스틱 기판의 장벽 특성들은 다양한 요인(factor)들, 예를 들어 플라스틱 재료 자체, 코팅의 두께 및 특성(nature), 및 코팅 프로세스 동안의 다양한 프로세스 파라미터들에 의존한다. 일부 파라미터들이 수증기 또는 산소 장벽 특성들을 개선할 수 있기는 하지만, 이들은 전체 기판 품질과 관련하여 다른 양상들에 대해 역효과들을 미칠 수 있다.
따라서, 플라스틱 기판들 상에서의 코팅들의 장벽 특성들을 대체적으로(generally) 개선하기 위한 방법을 갖는 것이 바림직하다.
일 양상에서, 가요성 기판을 프로세싱하는 방법이 제공된다. 그러한 방법은, 중합된 표면(polymerized surface)을 갖는 가요성 기판을 제공하는 단계; 전자 빔을 방출하는(emitting) 단계; 중합된 표면을 전자 빔에 노출시키는 단계; 중합된 표면을 전자 빔에 대한 노출에 의해 변경하는 단계; 및 변경된 표면 상에 장벽 층을 증착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 열거된 특징들이 달성되고 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 간략히 요약된 본 발명의 보다 구체적인 설명들이 첨부 도면들에 도시된 본 발명의 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다.
도 1은 실시예들에 따른, 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예들의 프로세싱 드럼의 개략적인 사시도이다.
도 3은 다른 실시예들에 따른, 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 4는 실시예들에 따른, 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
이제, 다양한 실시예들에 대한 참조가 상세히 이루어질 것이며, 그러한 실시예들의 하나 또는 그 초과의 예들이 각각의 도면에 도시되어 있다. 각각의 예는 설명으로 제공되는 것이며, 제한(limitation)으로서 의도되지 않는다. 예를 들어, 일 실시예의 일부로서 예시되거나 설명되는 특징들이 다른 실시예들에서 또는 다른 실시예들과 함께 사용되어, 또 다른 실시예들을 산출할 수 있다. 본 개시는 그러한 변경들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
본원에서 개시되는 실시예들은, 실리콘, 실리콘 산화물, 금속, 금속 산화물 또는 금속 질화물 층, 예로서, 알루미늄, 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄으로 필름을 코팅하기 전에, 플라스틱 기판을 전자 빔으로 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명자들은, 똑같은(identical) 코팅을 갖지만, 코팅 전에 전자 처리(electron treatment)가 없는 동일한 필름과 비교하여, 전자들에 의한 예비 처리가 코팅 이후에 필름들의 장벽 특성들을 예기치않게 개선한다는 것을 발견하였다. 이에 의해, 전형적으로, 전자들에 의해 처리되는 필름의 측면(side)은, 제한되는 것은 아니지만, 후속 프로세싱 롤(roll) 쪽으로 지향되지 않으며(directed away) 그리고 이후 코팅에 의해 커버되는 측면이다.
인식되는 효과(perceived effect)는 전자 처리의 다양한 부분 효과(partial effect)들의 결합인 것으로 여겨진다. 폴리머 기판 상에 전자 빔을 지향시킴으로써, 기판의 표면 거칠기(surface roughness)가 감소된다. 또한, 충돌하는(impacting) 전자들에 의해 필름 표면의 전자 구조가 변경, 예를 들어 여기되며(excited), 이에 따라, 수증기 및 산소에 대항하여 장벽 특성들이 개선되는 결과로서, 플라스틱 필름 표면과 이후 도포되는 코팅 간의 접착(adhesion)이 변경된다. 또한, 폴리머 필름의 표면에서의 결합(bond)들이 분해되며(broken up), 이에 따라 후속 코팅과 필름 간의 결합(bonding)의 특성이 변경되어, 각각 개선된다.
상기 설명된 효과들 중 적어도 일부의 특성은, 플라스틱 필름의 표면이 구조적으로 변경되어, 각각 비가역적으로 변경된다는 것이다. 상기 변경은 상기 표면으로부터 수증기를 제거하는 것을 포함한다. 다시 말해, 표면 상에서의 해리되는 물 또는 물 분자들의 양이 감소되며, 그에 따라 표면이 전자 빔에 의해 세정된다. 본원에서 설명되는 기판들은 전형적으로 이미 완전히 중합된다는 것을, 즉 전자 빔은 표면 상에서의 중합 반응을 촉진시키는 것에 기여하지 않으며, 및/또는 기판은 전형적으로 전자 빔에 의해 처리되기 이전에 이미 경화된다는 것을 주목해야 한다.
실시예들에서, 전자 빔에 의한 예비 처리는 플라스틱 필름 위의 공간(space)에 가스를 인가(application)하는 것과 결합될 수 있으며, 여기서, 가스 분자들이 전자 빔에 의해 여기되어, 각각 이온화된다. 적절한 가스들은 Ar, 또는 보다 특정하게는, 헬륨, 또는 N2, O2 같은 반응 가스들, 또는 전자(former) 중 임의의 것의 혼합물인 것으로 나타났다.
하기의 도면들의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 지칭한다. 일반적으로, 개별적인 실시예들에 대해 차이점들 만이 설명된다.
도 1은, 제한되는 것은 아니지만, 웨브(web), 필름 또는 포일과 같은 가요성 플라스틱 기판(110)을 프로세싱하기 위한 예시적인 시스템(100)을 도시한다. 예시적인 실시예는 진공 챔버(180)를 포함한다. 실시예들에 따르면, 가요성 기판의 프로세싱은 진공 챔버(180) 내에서 수행된다. 특히, 프로세싱 드럼(105)이 예시적인 시스템(100)의 진공 챔버(180) 내에 배치된다. 이에 의해, 프로세싱은 진공 상태(vacuum condition)들 하에서 수행될 수 있다. 진공 챔버(180)는 전형적으로, 챔버 내에서 진공 상태가 유지되는 동안 챔버 내로의 기판(110)의 유입(introduction)을 용이하게 하도록 적응된 입구(entrance)(185), 및 프로세싱된 기판(150)을 위한 출구(190)를 구비한다. 대안적으로, (도 1에 도시되지 않은) 언와인딩(unwinding) 및 와인딩(winding) 롤러들을 포함하는 전체적인(entire) 롤-투-롤(roll-to-roll) 시스템이 진공 챔버(180) 내에 포함될 수 있다.
본원에서의 실시예들에 따르면, 시스템(100)은, 가요성 기판(110)을 이송하고 및/또는 측방향으로(laterally) 스트레칭(stretching)하도록 적응된 제 1 롤러(125)를 포함한다. 특히, 본원에서의 실시예들에 따르면, 제 1 롤러(125)는, 가요성 기판(110)이 측방향으로 스트레칭되는(즉, 기판 폭을 따라 스트레칭되는) 그러한 방식으로, 구성, 예를 들어 프로세싱 드럼(105)에 대해 배치된다. 이에 의해, 프로세싱 드럼(105) 상으로의 가요성 기판(110)의 적절한 이송이 용이해진다.
실시예들에 따르면, 제 1 롤러(125)는 프로세싱 드럼(105) 근처에 배치되는 바, 즉 제 1 롤러(125)와 프로세싱 드럼(105) 사이에서 연장하는(extending) 기판 이송 경로에서 어떠한 다른 롤러도 없이 배치된다. 실시예들에 따르면, 제 1 롤러(125)는 가이딩 롤러(guiding roller)이다. 특정 실시예들에 따르면, 예시적인 시스템(100)에서와 같이, 제 1 롤러(125)는 진공 챔버(180) 내에 배치된다. 대안적으로, 제 1 롤러(125)는 진공 챔버(180) 외부에 배치될 수 있다. 제 1 롤러(125)는, 예를 들어 원통형 형상을 가질 수 있지만, 이것으로 제한되지 않는다.
본원에서의 실시예들에 따르면, 프로세싱 드럼(105)은 그 프로세싱 드럼의 세로축에 대해 회전할 수 있다. 이에 의해, 가요성 기판(110)은, 회전하는 프로세싱 드럼(105) 위로 이동됨으로써 이송 및 프로세싱될 수 있다. 실시예들에 따르면, 세로축(106)은 프로세싱 드럼(105)의 중심축에 대응한다. 실시예들에 따르면, 프로세싱 드럼(105)은, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 세로축(106)을 따라서 프로세싱 드럼 길이(107)를 갖는다.
본원에서의 실시예들에 따르면, 가요성 기판은, 롤러(125)에 제공되기 전에, 롤(미도시)로부터 스풀링된다(spooled). 코팅된 기판(150)은 전형적으로 진공 챔버(180) 외부의 출구 쪽으로 롤러(130) 위로 가이드되며, 그리고 가요성 기판은 전형적으로, 진공 챔버(180) 내에서 프로세싱된 이후에 또는, 동일한 또는 추가의 진공 챔버 내에서의 추가의 프로세싱 단계들 이후에, 롤(미도시) 상에 스풀링된다.
실시예들에 따르면, 프로세싱 드럼 길이(107)는 기판(110)의 폭의 적어도 105% 이다. 실시예들에 따르면, 가요성 기판(110)의 코팅은, 예를 들어 프로세싱 드럼(105) 위에서 가요성 기판(110)의 일부 상에서 코팅을 수행함으로써(하지만, 이것으로 제한되지 않는다), 프로세싱 드럼(105) 위에서 이루어진다.
실시예들에 따르면, 전자 빔(120)은 기판을 코팅하기 전에 기판(110)의 표면(112) 상에 지향된다. 빔(120)은 전형적으로 롤러(125)와 프로세싱 드럼(105) 사이의 표면(112) 상으로, 보다 구체적으로는, 기판이 프로세싱 드럼(105)과 접촉하게 되는 드럼의 제 1 구역(114)으로 지향된다. 제 1 구역(114)은 진공 챔버(180)에 대해 고려되는 구역이라는 것을, 즉 전형적으로 가요성 기판(110)을 프로세싱하는 동안 정지된(stationary) 엘리먼트라는 것을 주목해야 한다. 즉, 본원에서 이용되는 바와 같이, 제 1 구역(114)은 프로세싱 드럼(105)과 함께 회전하는 구역이 아니다. 전자 빔(120)을 방출하는 전자 빔 디바이스(115)는, 전자 빔이 기판의 전체 폭에 걸쳐서 기판에 영향을 주고, 그에 따라 기판(110)의 세로방향 이동으로 인해, 진공 챔버(180)를 통과하는 기판의 (일 측면 상의) 전체 표면이 전자 빔(120)에 의해 처리되도록 적응된다. 전자 빔 디바이스(115)는, 예를 들어, 전자 플러드 건(electron flood gun), 선형 전자 건(linear electron gun), 전자 빔 등과 같은 전자 소스(electron source)일 수 있다. 전자 소스에서 이용되는 가스는 아르곤, O2, N2, CO2, 또는 He, 보다 특정하게는 O2, N2, CO2, 또는 He 일 수 있다.
이에 의해, 방출되는 전자들에 의해 처리되는 중합된 표면(112)은, 이후 코팅되는 기판의 개선된 장벽 특성들을 달성하기 위해, 물리적으로, 각각 구조적으로 변경된다는 것이 강조된다. 요구되는 효과는, 1keV 내지 6keV, 보다 전형적으로는 1keV 내지 4keV, 예를 들어 2keV, 3keV 또는 4keV의 에너지들로 전자들을 제공함으로써, 달성될 수 있다. 전형적인 전자 전류(electron current)들은 20mA 내지 1500mA, 예를 들어 500mA 이다.
실시예들에 따르면, 전자 빔 디바이스(115)는, 가요성 기판의 추가적인 프로세싱 이전에, 가요성 기판(110)에 영향을 준다. 이에 의해, 기판(110)의 기판 표면(112)의 변경은 또한 가요성 기판(110)과 프로세싱 드럼(105) 간의 전위차(potential difference)를 제공할 수 있다. 특히, 전자 빔 디바이스(115)는 가요성 기판 위에 전자들을 제공함으로써 가요성 기판(110)을 대전시킬(charge) 수 있다. 이에 의해, 음전하가 가요성 기판에 인가될 수 있다. (도 1 및 3에 도시된) 접지(118)로의 프로세싱 드럼(105)의 접지 연결(108)에 의해 예시적으로 나타낸 바와 같이, 프로세싱 드럼(105)이 접지된다면, 가요성 기판(110) 상의 전하는 접지된 프로세싱 드럼(105)에 대해 전위차를 제공한다. 하지만, 대전 효과(charging effect)는 단지 본원에서 개시되는 방법의 부차적 결과(by-product)로서 이해(see)되어야 한다. 이는 전형적으로 상기 설명된 기판 표면(112)의 물리적/구조적 변경들에 기여하지 않으며, 이에 따라 실시예들에 따른 장벽 특성들의 개선에 또한 기여하지 않는다.
실시예들에 따르면, 전자 빔 디바이스(115)는 가요성 기판의 폭의 상당 부분(substantial portion)에 걸쳐서 연장하는 라인을 따라서 가요성 기판(110)에 동시에 영향을 미치도록 구성된다. 특히, 전자 빔 디바이스(115)는 선형 소스 즉, 예를 들어 선형 전자 소스와 같은, 신장된(elongated) 구역을 따라서 대전된 입자들을 동시에 방출하는 소스일 수 있다. 예를 들어, 전자 빔 디바이스(115)는, 대략 기판 폭, 또는 보다 특정하게는 기판 폭의 적어도 95%의 더 긴 길이(longer length), 및 기판 폭의 0.5 내지 10%의 더 짧은 길이(shorter length)를 갖는 대략적으로 직사각형 구역 위로 전자들을 동시에 방출할 수 있다. 기판 표면으로부터 전자 빔 디바이스(115)의 개구(opening)의 거리는 5mm 내지 120mm, 보다 전형적으로는 20mm 내지 100mm 일 수 있다.
대전된 입자들의 선형 소스는 가요성 기판의 빠른 프로세싱을 용이하게 할 수 있으며, 이에 따라 기판의 이송 속도가 최대화될 수 있다. 대안적인 실시예들에 따르면, 전자 빔 디바이스(115)는 전자들의 스캐닝 소스 즉, 예를 들어 도 1에 도시된 제 1 구역(114)과 같은 라인 또는 영역을 따라서, 전형적으로 전체 기판 폭을 따라서, 전자들을 방출하고 방출 방향(emission direction)을 스캐닝하는 소스이다. 따라서, 본원에서 사용되는 용어 "전자 빔"은 스폿(spot) 상에 포커싱되는 빔으로 제한되는 것이 아니라, 라인 또는 구역 위로 각각 스윕되는(swept) 스캐닝되는 빔 뿐만 아니라, 기판 상의 목표 구역(target area)의 방향으로 더 큰 구역으로부터 방출되는 복수의 전자들, 그에 따라 전자들의 체적 스트림(volume stream)을 또한 포함한다는 것이 이해된다. 선형 전자 소스의 예들은, 2007년 12월 21일 출원된 "Linear electron source, evaporator using linear electron source, and applications of electron sources"라는 명칭의 EP 특허 출원 EP 2073243 A1에서 설명되며, 상기 EP 특허 출원 EP 2073243은 이 출원이 본 개시와 일치하는 정도까지 인용에 의해 본원에 포함된다. 그 내에서, 상기 EP 특허 출원 EP 2073243은 선형 플라즈마 전자 소스에 관한 것이며, 이러한 선형 플라즈마 전자 소스는, 제 1 전극의 역할을 하는 하우징 ― 상기 하우징은 측벽들을 가짐 ―; 전자 빔을 통과시키기 위한, 하우징 내의 슬릿 개구 ― 상기 슬릿 개구는 소스의 길이 방향을 정의함 ―; 하우징 내에 배열되며 그리고 슬릿 개구와 대면하는(facing) 제 1 측면을 갖는 제 2 전극 ― 상기 제 1 측면은 슬릿 개구로부터 제 1 거리 만큼 이격되고, 상기 길이 방향에서의 전자 소스의 길이는 제 1 거리의 적어도 5배이며 그리고 적어도 70cm 임 ―; 및 하우징 내에 가스를 제공하기 위한 적어도 하나의 가스 공급부 ― 상기 제 1 전극은 애노드이며 그리고 상기 제 2 전극은 캐소드임 ―; 를 포함한다.
실시예들에 따르면, 가요성 기판은 PET, 폴리프로필렌-함유 기판, 폴리에스테르 기판, 나일론 기판, OPP 기판(즉, 오리엔티드 폴리프로필렌 필름(oriented polypropylene film)), 및 CPP 기판(즉, 캐스팅 폴리프로필렌 필름(casting polypropylene film))을 포함하지만, 이것으로 제한되지 않는다. 실시예들에 따르면, 가요성 기판은 50㎛ 미만, 또는 보다 구체적으로는 5㎛, 또는 한층 더 구체적으로는 2㎛의 두께를 갖는다. 예를 들어, 가요성 기판은, 예를 들어 50㎛ 또는 그 미만, 이를 테면 20㎛의 두께를 갖는 OPP 기판일 수 있다. 본원에서 설명되는 실시예들은 또한, 가요성 기판이 2㎛ 또는 그 미만, 예를 들어 0.7㎛의 두께를 갖는 초박막(ultra thin film)임을 고려한다.
실시예들에 따르면, 시스템(100)은, 프로세싱 드럼(105) 상의 가요성 기판(110)의 적어도 일부를 코팅하기 위해 프로세싱 드럼(105)과 대면하여 배치되는 코팅 유닛(140)을 포함한다. 실시예들에 따르면, 코팅 유닛(140)은, 가요성 기판(110)의 일부를 코팅하기 위해, 제 1 구역(114)의 하류(downstream)에 그리고 제 2 구역(116)의 상류(upstream)에 배치되며, 여기서, 코팅된 기판(150)은 롤러(130)에 의해 프로세싱 드럼(105)으로부터 멀리 가이드된다(guided away).
코팅 유닛(140)은 코팅 재료(135)의 필름으로 가요성 기판(110)을 코팅하기 위해 제공되며, 이에 따라 가요성의 코팅된 기판(150)이 제조된다. 본원에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예와 조합될 수 있는 상이한 실시예들에 따르면, 코팅은 열 증발(thermal evaporation), 전자 빔 증발, 스퍼터링 프로세스, CVD 프로세스들, 플라즈마 인헨스드 프로세스들, 또는 이들의 조합들에 의해 달성될 수 있다. 코팅 유닛(140)은, 예를 들어, 코팅되는 층의 개선된 균일성을 촉진하기 위하여, 스태거드 보트 증발기(staggered boat evaporator)로 구성될 수 있다.
실시예들에 따르면, 코팅 유닛(140)은 금속, 금속 산화물, 또는 금속 질화물 층으로 가요성 기판(110)을 코팅하도록 구성된다. 예를 들어, 코팅 유닛(140)은 알루미늄 층으로 가요성 기판(110)을 코팅하도록 구성될 수 있다. 코팅된 금속 층은 전형적으로, 500nm 보다 적은, 또는 보다 구체적으로는 450nm 보다 적은, 또는 한층 더 구체적으로는 100nm 보다 적은 두께를 갖는다. 또한, 실시예들에 따르면, 코팅된 금속 층은 적어도 5nm, 또는 보다 구체적으로는 적어도 8nm, 또는 한층 더 구체적으로는 적어도 10nm의 두께를 갖는다. 예를 들어, 가요성 기판(110)은 약 10nm 내지 100nm 범위의 두께를 갖는 알루미늄 층으로, 또는 약 8nm 내지 450nm 범위의 두께를 갖는 산화 알루미늄(AlOx) 또는 질화 알루미늄 층으로 코팅될 수 있지만, 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들어 AlOx를 이용하는, 일부 경우들에서, 코팅은 광학적으로 투명할 수 있다. 실시예들에서, 기판(110)은 실리콘 층 또는 실리콘 산화물 층으로 코팅된다.
실시예들에 따르면, 수증기 및/또는 산소에 대한, 코팅되는 기판(150)의 장벽 특성들은, 전자 빔이 기판 표면(112)에 영향을 주기 전에, 방출되는 전자 빔으로 프로세싱 가스를 부가적으로 여기시킴으로써 더 개선된다. 이를 위해, 프로세싱 가스가 기판 표면(112)의 부근에서 전자 빔(120)과 상호작용할 수 있는 위치 또는 영역에서, 프로세싱 가스가 진공 챔버(180) 내로 유입된다. 가스 유입구(gas inlet)(160)가 도 3에 개략적으로 도시되는 바, 여기서 가스(165)는 기판(110)의 표면(112) 가까이의 구역으로 지향된다. 가스 분자들이 전자 빔(120)과 상호작용한 이후, 이러한 가스 분자들은 기판 표면과 상호작용한다. 이에 의해, 표면은 여기된 프로세싱 가스에 노출된다. 적절한 프로세싱 가스들은 아르곤, 헬륨, 질소와 산소의 혼합물과 같은 반응 가스들의 혼합물; 및 전자(former) 중 임의의 것, 보다 특정하게는 질소 및 산소, 헬륨, 및 이들의 혼합물들의 조합들인 것으로 나타났다. 여기된 프로세싱 가스가 이용된다면, 약 1keV 내지 6keV의 전자 에너지들, 보다 특정하게는 1 내지 4keV의 전자 에너지들이 가스의 충분한 여기를 산출하기에 적절하다.
도 4는 실시예들에 따른, 가요성 기판을 프로세싱하는 방법(200)을 개략적으로 도시한다. 이 방법은, 202에서, 중합된 표면을 갖는 가요성 기판을 제공하는 단계; 204에서, 전자 빔을 방출하는 단계; 206에서, 중합된 표면을 전자 빔에 노출시키는 단계; 208에서, 중합된 표면을 전자 빔에 대한 노출에 의해 변경하는 단계; 및 210에서, 변경된 표면 상에 장벽 층을 증착하는 단계를 포함한다.
실시예들에서, 전자 빔에 의해 변경된 기판 표면(112) 상에는, 금속, 금속 산화물, 실리콘 또는 실리콘 산화물의 장벽 층을 코팅하기 전에, 추가의 층이 기판(110)에 도포된다. 추가의 층은 AlOx, 또는 트리아진(Triazine) 또는 아크릴레이트(Acrylate)와 같은 유기 층을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 추가의 층은 장벽 층의 상부에, 즉 기판 표면을 등지는(facing away) 측면 상에 도포될 수 있다. 이러한 추가의 층은 AlOx, 또는 트리아진 또는 아크릴레이트와 같은 유기 층을 포함할 수 있다.
기판을 프로세싱하기 위한 시스템들 및 방법들의 예시적인 실시예들이 상기에서 상세히 설명되었다. 그러한 시스템들 및 방법들은 본원에서 설명된 특정한 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 오히려, 그러한 시스템들의 컴포넌트들 및/또는 그러한 방법들의 단계들은 본원에서 설명된 다른 컴포넌트들 및/또는 단계들과 독립적으로 그리고 개별적으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 코팅 단계 이전에, 전자 빔에 의해 기판 표면을 변경하는 것은, 설명된 시스템들과 상이한 시스템들, 예를 들어 전용 프로세싱 드럼을 갖지 않는 시스템들에서 수행될 수 있으며, 그리고 본원에서 설명되는 조합들로 제한되지 않는다.
비록 본 발명의 다양한 실시예들의 구체적인 특징들이 일부 도면들에서는 도시되고 다른 도면들에서는 도시되지 않을 수도 있지만, 이는 단지 편의를 위한 것일 뿐이다. 본 발명의 원리들에 따르면, 하나의 도면의 임의의 특징은 임의의 다른 도면의 임의의 특징과 결합하여 참조(reference) 및/또는 청구(claim)될 수 있다.
이러한 기재된 설명은, 최상의 모드(best mode)를 포함하는 본 발명을 개시하고, 그리고 또한 임의의 당업자로 하여금, 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제작 및 이용하고 임의의 포함된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 본 발명을 실시할 수 있게 하기 위하여, 예시들은 이용한다. 다양한 구체적인 실시예들이 상기에서 개시되었지만, 당업자는 청구항들의 사상 및 범위가 균등하게 유효한 변경들을 허용한다는 것을 인식할 것이다. 특히, 상기 설명된 실시예들의 상호 비-배타적인 특징들은 서로 결합될 수 있다. 본 발명의 특허가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되며, 그리고 당업자가 생각하는 다른 예시들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예시들은, 이들이 글자 그대로의(literal) 청구항 문언과 상이하지 않은 구조적인 엘리먼트들을 갖는다면, 또는 이들이 글자 그대로의 청구항 문언과 실질적인 차이점들이 없는 동등한 구조적인 엘리먼트들을 포함한다면, 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 가요성 기판을 프로세싱하는 방법으로서,
    중합된 표면(polymerized surface)을 갖는 가요성 기판을 제공하는 단계;
    전자 빔을 방출하는(emitting) 단계;
    상기 중합된 표면을 상기 전자 빔에 노출시키는 단계;
    상기 중합된 표면을 상기 전자 빔에 대한 노출에 의해 변경하는 단계; 및
    변경된 표면 상에 장벽 층(barrier layer)을 증착하는 단계를 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가요성 기판은: 폴리프로필렌-함유 기판, 폴리에스테르 기판, 나일론 기판, OPP 기판 및 CPP 기판으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  3. 제1 항 내지 제2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는 상기 표면을 세정하는 단계, 특히 상기 표면으로부터 수증기를 제거하는 단계를 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는 상기 표면의 표면 거칠기(surface roughness)를 감소시키는 단계를 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는 상기 기판의 상기 중합된 표면의 화학 결합(chemical bond)들을 깨는(breaking) 단계를 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 빔은 1 내지 6keV의 전자 에너지를 갖는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 빔은 20 내지 1500mA의 빔 전류로 방출되는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    프로세싱 가스를 삽입하는(inserting) 단계;
    방출된 전자 빔으로 상기 프로세싱 가스를 여기시키는 단계; 및
    기판 표면을 여기된 프로세싱 가스에 노출시키는 단계를 더 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 프로세싱 가스는: 아르곤, 보다 특정하게는 질소 또는 산소, 질소와 산소의 혼합물, 및 전자(former)의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택되는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    롤(roll)로부터 상기 가요성 기판을 스풀링(spooling)하는 단계; 및
    상기 가요성 기판을 롤 상에 스풀링하는 단계를 더 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장벽 층은: 알루미늄, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 실리콘, 실리콘 산화물로 이루어진 그룹으로부터 적어도 하나의 원소를 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장벽 층은 산소 및/또는 수증기에 대해, 특히 산소 및 수증기에 대해 광학적으로 투명한 장벽(barrier)인,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가요성 기판과 상기 장벽 층 사이에 AlOx, 또는 트리아신(Triacine) 또는 아크릴레이트(Acrylate) 층과 같은 유기 층을 증착하는 단계; 및/또는
    상기 장벽 층 상에 AlOx, 또는 트리아신 또는 아크릴레이트 층과 같은 유기 층을 증착하는 단계를 더 포함하는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  14. 이전의 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    중합된 기판 표면은 상기 전자 빔에 의해 비가역적으로(irreversibly) 변경되는,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
  15. 이전의 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가요성 기판은 PET를 포함하고, 증착되는 장벽 층은 Al을 포함하고, 전자 에너지는 5keV 이며, 그리고 전자 전류(electron current)는 500mA 인,
    가요성 기판을 프로세싱하는 방법.
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