KR20220115675A - 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균 및 항바이러스 기판 - Google Patents

항균 및 항바이러스 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균 및 항바이러스 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항균 및 항바이러스 기판에 관한 것으로서, 글래스 기판을 준비하는 제1단계와, 상기 글래스 기판을 스파터링 공정(Sputtering Process)을 위한 공정챔버에 투입하여 상기 글래스 기판의 전면에 항균·항바이러스층을 형성하는 제2단계와, 상기 항균·항바이러스층이 형성된 글래스 기판을 상기 공정챔버와 연결된 로드락챔버에 투입하여 상기 항균·항바이러스층 상부에 기능층을 형성하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균 및 항바이러스 기판을 기술적 요지로 한다. 이와 같이 본 발명은 스파터링 공정에 의해 글래스 기판 전면에 항균·항바이러스층을 형성하여 항균·항바이러스성을 도모하고, 항균·항바이러스층 형성 후 별도의 전처리나 공정 중단없이 연속 공정에 의해 기능층을 형성하여 공정의 연속성을 도모하여 생산 비용을 절감하면서 생산 효율을 높일 수 있으며, 항균·항바이러스층을 형성하는 스파터링 공정 과정 중 반응가스를 공급하여 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응성을 높여 항균·항바이러스층에 대한 완전화합물의 조성을 높임으로써 고투과, 고경도의 항균 및 항바이러스 기판을 제공할 수 있다.

Description

항균 및 항바이러스 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균 및 항바이러스 기판{Manufacturing method of antibacterial substrate and the antibacterial substrate thereby}
본 발명은 항균 및 항바이러스 기판에 관한 것으로서, 스파터링 공정에 의해 글래스 기판 전면에 항균·항바이러스층을 형성하여 항균·항바이러스성을 도모하고, 항균·항바이러스층 형성 후 연속 공정에 의해 기능층을 형성하여 공정의 연속성을 도모하여 생산 효율을 높이는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균 및 항바이러스 기판에 관한 것이다.
최근 신종 바이러스나 세균 등이 전세계적으로 출현하면서 항균·항바이러스 제품에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
제품에 항균·항바이러스성을 부여하는 간단한 방법으로는 제품의 표면에 항균·항바이러스 물질을 코팅하거나, 제품의 표면에 항균·항바이러스 필름을 부착하는 방법 등이 있다.
일반적으로 가장 많이 사용되는 항균·항바이러스 물질로는 은(Ag)이나 구리(Cu) 나노입자 등이 사용되고 있으며, 이를 제품 표면에 코팅하여 사용하고 있으나, 항균·항바이러스 성능이 높지 않을 뿐만 아니라 일정 시간 후에는 이러한 항균·항바이러스 물질 등이 박리되어, 제 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.
그리하여 최근에는 적용이 편리하고 다양한 제품에 적용할 수 있다는 점에서 항균·항바이러스 필름을 많이 사용하고 있다.
특히 많은 사람들이 이용하는 엘리베이터 조작 버튼이나 각종 전자제품의 터치 패널, 각종 조작 버튼 등에 이러한 항균·항바이러스 필름을 코팅하거나 부착하여 사용하고 있다.
그러나, 이러한 항균·항바이러스 필름의 경우 기재 표면에 단순히 항균·항바이러스물질이 코팅되는 형태로 제공되게 되어 시간이 지남에 따라 항균·항바이러스물질이 박리되는 문제점이 여전히 남아 있게 된다.
또한 이러한 항균·항바이러스 필름이 제품의 표면에 코팅되는 경우, 어느 정도 제품의 표면을 보호하는 역할도 수행하게 되나, 시간이 지남에 따라 항균·항바이러스 필름 자체가 손상되어 제품의 보호 역할을 더 이상 수행 못하면서 항균·항바이러스성은 점점 더 떨어지게 된다.
한편, 스마트폰과 같은 휴대용 정보통신 단말기의 경우 각종 정보의 입출력이 디스플레이 패널을 통해 구현되며, 이를 터치함으로써 작동시키고, 정보를 획득하게 된다. 디스플레이 패널 상면에는 이를 보호하기 위한 커버 윈도우가 형성되며, 최근 글래스 기반의 커버 윈도우에 대한 연구가 활발하다.
특히, 스마트폰의 경우 지속적으로 손으로 터치하는 중에 많은 유해 세균이 커버 윈도우의 표면에 달라붙게 되고, 비말이나 주변의 바이러스나 세균 등에 지속적으로 노출되어, 스마트폰의 표면은 유해세균이 기생하기에 매우 적절한 환경이 조성되게 된다.
이에 스마트폰의 디스플레이 패널 보호용 커버 윈도우에 대한 항균·항바이러스성을 부여하고 이를 지속시킬 필요성이 있다.
특허출원번호 10-2020-0117137(항균 플렉시블 커버 윈도우)
본 발명은 상기 필요성에 의해 발명된 것으로서, 스파터링 공정에 의해 글래스 기판 전면에 항균·항바이러스층을 형성하여 항균·항바이러스성을 도모하고, 항균·항바이러스층 형성 후 연속 공정에 의해 기능층을 형성하여 공정의 연속성을 도모하여 생산 효율을 높이는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균 및 항바이러스 기판의 제공을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 것으로서, 글래스 기판을 준비하는 제1단계와, 상기 글래스 기판을 스파터링 공정(Sputtering Process)을 위한 공정챔버에 투입하여 상기 글래스 기판의 전면에 항균·항바이러스층을 형성하는 제2단계와, 상기 항균·항바이러스층이 형성된 글래스 기판을 상기 공정챔버와 연결된 증착챔버에 투입하여 상기 항균·항바이러스층 상부에 기능층을 형성하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법 및 이에 의해 제조된 항균 및 항바이러스 기판을 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 제2단계는, 상기 공정챔버 일측에 형성된 반응가스 공급원으로부터 반응가스를 공급하여 상기 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응성을 높이는 것이 바람직하며, 상기 반응가스는, 상기 항균·항바이러스층을 생성하기 위한 스파터링 영역과는 공간상으로 분리된 가스반응 영역으로 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2단계에서의 공정챔버는, 내부에 축회전하는 드럼형(Drum)형 기판 홀더를 포함하고, 상기 기판 홀더의 회전축에 대해 수직한 방향에 타겟 홀더가 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 타겟 홀더는 단수개 또는 복수개로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 타겟 홀더 둘레에는 차폐막이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1단계의 글래스 기판은, 원장 기판을 컷팅하여 셀 단위로 공급되거나, 쉬트컷팅되어 공급될 수 있으며, 상기 셀 단위의 글래스 기판 또는 상기 쉬트컷팅된 글래스 기판은 화학강화처리되어 강도를 보강할 수 있다.
또한, 상기 증착챔버는 로드락챔버 또는 인라인스파터링용 인라인챔버를 사용할 수 있다.
또한, 상기 제3단계 이후에, 상기 글래스 기판의 배면에 프라이버시 필름을 적층하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 글래스 기판 배면 또는 상기 프라이버시 필름 배면에는, 대상물과의 접착을 위한 접착층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접착층은, OCA 또는 OCR을 사용하거나, OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조로 형성될 수 있으며, 상기 OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조는, 대상물에 접착하는 부분의 OCA 또는 OCR의 접착력이 그 반대면에 형성된 OCA 또는 OCR의 접착력보다 상대적으로 낮은 것일 수 있다.
또한, 상기 항균·항바이러스층은, 은, 백금, 구리 및 이산화티탄 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 물질을 포함할 수 있으며, 상기 기능층은, AF(Anti-Finger) 코팅층, AR(Anti Reflective)코팅층 중 어느 하나 이상일 수 있다.
이와 같이 본 발명은 스파터링 공정에 의해 글래스 기판 전면에 항균·항바이러스층을 형성하여 항균·항바이러스성을 도모하고, 항균·항바이러스층 형성 후 별도의 전처리나 공정 중단없이 연속 공정에 의해 기능층을 형성하여 공정의 연속성을 도모하여 생산 비용을 절감하면서 생산 효율을 높일 수 있다.
또한, 항균·항바이러스층을 형성하는 스파터링 공정 과정 중 반응가스를 공급하여 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응성을 높여 항균·항바이러스층에 대한 완전화합물의 조성을 높임으로써 고투과, 고경도의 항균 및 항바이러스 기판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 타겟 홀더가 계속적으로 회전함에 따라 글래스 기판 상에 항균·항바이러스층이 형성되고 반응가스가 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응에 관여하는 과정이 반복적으로 이루어지면서 항균·항바이러스층을 형성함으로써, 본 발명에 따른 항균·항바이러스층은 두께에 따라 보다 균일한 물성을 갖게 되면서, 항균·항바이러스성 또한 높게 측정되게 되고, 항균·항바이러스층이 완전화합물로 구현됨으로써 고경도성, 고투과성을 갖게 된다.
도 1 - 본 발명의 제조방법에 대한 순서도를 나타낸 도.
도 2 - 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법을 한 스파터링 장치에 대한 모식도를 나타낸 도.
도 3 - 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 제조 공정 중 주요부에 대한 모식도를 나타낸 도.
도 4 - 본 발명의 일실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판에 대한 모식도.
도 5 - 본 발명의 다양한 실시예에 따른 투과율 및 각 성분에 대한 비교표를 나타낸 도.
도 6 - 도 5의 실시예에 따른 산소 함량과 투과율를 나타낸 그래프.
도 7 - 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 특성 및 경도를 나타낸 표.
도 8 - 본 발명의 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 실제 사진을 나타낸 도.
도 9 - 본 발명의 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 항균·항바이러스성을 특정한 데이타.
본 발명은 항균 및 항바이러스 기판에 관한 것으로서, 스파터링 공정에 의해 글래스 기판 전면에 항균·항바이러스층을 형성하여 항균·항바이러스성을 도모하고, 항균·항바이러스층 형성 후 연속 공정에 의해 기능층을 형성하여 공정의 연속성을 도모하여 생산 효율을 높이는 것이다.
또한, 항균·항바이러스층을 형성하는 스파터링 공정 과정 중 반응가스를 공급하여 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응성을 높여 완전화합물의 조성을 높임으로써 고투과, 고경도의 항균 및 항바이러스 기판을 제공하는 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명의 제조방법에 대한 순서도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법을 한 스파터링 장치에 대한 모식도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 제조 공정 중 주요부에 대한 모식도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판에 대한 모식도이고, 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 투과율 및 각 성분에 대한 비교표를 나타낸 것이고, 도 6은 도 5의 실시예에 따른 산소 함량과 투과율를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 특성 및 경도를 나타낸 표이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 실제 사진을 나타낸 것이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 항균·항바이러스성을 특정한 데이타이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법은 글래스 기판(10)을 준비하는 제1단계와, 상기 글래스 기판(10)을 스파터링 공정(Sputtering Process)을 위한 공정챔버(100)에 투입하여 상기 글래스 기판(10)의 전면에 항균·항바이러스층(20)을 형성하는 제2단계와, 상기 항균·항바이러스층(20)이 형성된 글래스 기판(10)을 상기 공정챔버(100)와 연결된 증착챔버에 투입하여 상기 항균·항바이러스층(20) 상부에 기능층(30)을 형성하는 제3단계를 포함한다.
본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 기판은 제품의 표면에 항균·항바이러스성을 부여하기 위해 부착하는 것으로서, 엘리베이터 조작 버튼이나 각종 전자제품의 디스플레이 패널, 각종 조작 버튼 등의 표면에 부착하여 사용하고자 하는 것이다.
본 발명의 일실시예로 디스플레이 패널 특히 터치 디스플레이 패널 보호용 글래스 기반의 커버 윈도우로 사용하고자 한다.
본 발명에서의 전면은 사용자가 터치할 수 있는 면을 의미하며, 터치펜 등이 접촉하는 면을 뜻하는 것으로, 도면 상 위쪽 방향의 면을 의미한다. 그리고 본 발명에서의 배면이라 함은 전면에 대향되는 면으로써, 터치 반대면, 즉, 디스플레이 패널 쪽 방향의 면을 의미하며, 도면 상 아래쪽 방향의 면을 의미한다.
또한, 평판형 디스플레이뿐만 아니라, Foldable, Rollable, Slidable, Stretchable 방식의 다양한 플렉시블 디스플레이에도 적용가능하다.
먼저, 본 발명에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법으로 글래스 기판(10)을 준비한다(제1단계).
본 발명에 따른 글래스 기판(10)은 30~500㎛ 두께의 박판 유리를 사용하여 제품의 표면이나, 작동 및 조작 버튼, 디스플레이 패널 상에 부착되어 윈도우 커버 등으로 사용될 수 있도록 한다.
상기 글래스 기판(10)은 원장 기판을 컷팅하여 셀 단위로 공급되거나, 쉬트컷팅되어 공급될 수 있다. 원장 기판의 경우 370x470mm이나 400x500mm로 사용될 수 있으며, 셀 단위의 글래스 기판(10)의 경우 제품 사양에 따른 싸이즈 및 형상으로 레이저 컷팅하여 제공한다.
또한 쉬트컷팅된 글래스 기판(10)도 제공될 수 있으며, 이는 레이저를 이용하여 원장 기판을 셀 단위로 쉬트컷팅만 한 상태로, 셀단위로 임시컷은 되어 있지만 쉬트상태는 유지하는 것이다. 공정 환경이나 제품 사양에 따라 셀 단위의 글래스 기판(10)을 제공하거나 쉬트컷팅된 글래스 기판(10)을 제공할 수 있다.
이러한 상기 셀 단위의 글래스 기판(10) 또는 상기 쉬트컷팅된 글래스 기판(10)은 화학강화처리되어, 박판의 글래스 기판(10)을 제공하면서 강도를 보강하여 준비한다. 본 발명의 일실시예로 화학강화에 따른 글래스 기판(10)의 압축응력은 500Mpa 이상이다.
한편 본 발명의 일실시예로, 글래스 기판(10)은 플렉시블 커버 윈도우로 적용하고자 하는 경우, 평면부 및 폴딩부 전영역이 균일한 두께로 형성되거나, 상기 폴딩부는 상기 평면부에 비해 두께가 얇게 슬리밍(Slimming)되어 형성될 수 있다. 이 경우 대체적으로 글래스 기판(10)에서의 평면부의 두께는 30~500㎛이고, 상기 폴딩부의 두께는 10~100㎛ 정도로, 매우 얇은 박판의 글래스를 가공하여 폴딩부를 형성하는 것이다.
또한, 본 발명은 폴딩 특성 및 강도 특성이 유지되도록 하여, 디스플레이 패널 상부의 CPI(Clear Polyimide) 필름 커버 위에 배치되어 CPI 필름 보호용으로도 사용할 수 있다.
그리고, 상기 글래스 기판(10)을 스파터링 공정(Sputtering Process)을 위한 공정챔버(100)에 투입하여 상기 글래스 기판(10)의 전면에 항균·항바이러스층(20)을 형성한다(제2단계).
본 발명에서의 스파터링 공정을 위한 장치는 기존의 스파터링 장치와 유사하며, 배치타입 스파터링(Batch Type Sputtering) 장치 또는 인라인스파터링(In-line Sputtering) 장치일 수 있다.
이러한 스파터링 장치는 기본적으로 공정챔버(100)와 타켓에 전원을 인가하기 위한 Power Supply, 공정챔버(100)의 진공도를 조절하기 위한 진공펌프를 구비한다.
또한 본 발명에서는 공정챔버(100)의 일측에 로드락(Load Lock)챔버가 더 형성되며, 본 발명에 따른 글래스 기판(10)은 로드락챔버(210)를 통해 공정챔버(100)에 투입될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 상기 공정챔버(100)는 내부에 축회전하는 드럼형(Drum) 기판 홀더(110)를 포함하고, 상기 기판 홀더(110)의 회전축에 대해 수직한 방향에 타겟 홀더(120)가 배치된다.
또한 상기 타겟 홀더(120)는 단수개 또는 복수개로 형성될 수 있으며, 본 발명의 일실시예로 도 2에 도시한 바와 같이 기판 홀더(110)를 중심으로 기판 홀더(110)의 양측에 타겟 홀더(120)가 배치되어 있다.
한편, 타겟 홀더(120)의 둘레에는 차폐막(130)이 형성되어 스파터링 영역(S)을 공정 챔버의 다른 공간과 분리가 되도록 하여, 항균·항바이러스층(20)을 형성하는 화합물의 반응성을 높이고 완전화합물이 형성되도록 한다.
본 발명에 따른 드럼형 기판 홀더(110) 둘레에 글래스 기판(10)을 로딩하고, 상기 기판 홀더(110)는 100rpm 정도로 회전시킨다. 타겟 홀더(120)에는 타겟(121)을 장착하여 5.0E-4pa 이하의 고진공을 유지하도록 한다.
본 발명의 일실시예로 타겟(121)은 TiOxCu/TiOxAg(Cu or Ag 함량 0.5~3% 포함)와 같은 혼합 타겟(121)을 사용하거나, TiOxCu 또는 TiOxAg와 같은 단일 타겟(121)을 사용할 수 있다. TiOxCu/TiOxAg 타겟(121)을 사용하는 경우 TiOxCuO/TiOxAgO 혼합 항균·항바이러스층(20)을 형성하게 된고, TiOxCu 타겟(121)을 사용하는 경우 TiOxCuO 항균·항바이러스층(20)을 형성하게 되고, TiOxAg 타겟(121)을 사용하는 경우 TiOxAgO 항균·항바이러스층(20)을 형성하게 된다.
본 발명에 따른 항균·항바이러스층(20)은 대략적으로 1~100nm 정도로 형성한다.
본 발명에서는 공정 환경이나 항균·항바이러스층(20)으로 사용하고자 하는 타켓의 종류 등에 따라 AC Sputtering, DC Sputtering 또는 RF Sputtering에 의해 항균·항바이러스층(20)을 형성할 수 있다.
한편 상기 타겟(121)을 이용하여 스파터링 공정을 진행하는 경우, 증착하고자 하는 항균·항바이러스층(20)의 화학양론비가 정확하게 맞아야 하나, 타겟(121)으로부터 분리된 이온들이 모두 반응에 참가하지 못하게 되어 타겟(121)에 대응하는 정확한 화학양론비를 갖는 항균·항바이러스층(20)이 형성되지 않을 수 있다.
즉, 상기 항균·항바이러스층(20)은 불완전화합물로 형성될 수 있으며, 이는 불투명하거나, 경도가 낮은 항균·항바이러스층(20)을 제공하게 되어 품질 저하를 초래하게 된다.
이에 본 발명은 상기 공정챔버(100)에 반응가스를 공급하여 상기 항균·항바이러스층(20)을 이루는 화합물의 반응성을 높이도록 한다. 이 경우 상기 반응가스는 상기 항균·항바이러스층(20)을 생성하기 위한 스파터링 영역(S)과는 공간상으로 분리된 가스반응 영역(R)으로 공급되도록 한다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예로 상기 반응가스를 공급하기 위해서 상기 기판 홀더(110)의 축방향에 대해 수직한 방향으로 상기 타겟 홀더(120)와 수직한 위치에서 반응가스를 공급하도록 하여 반응가스 공급원(300)이 형성되어 스파터링 영역(S)과 가스반응 영역(R)이 공간상으로 분리되도록 한다.
여기서, 가스반응 영역(R)에도 차폐막(130)을 형성하여 반응가스가 스파터링 영역(S)에 가능한 한 들어가지 않도록 한다.
상기 반응가스는 반응가스 공급원(300)으로부터 MFC(Mass Flow Controller)에 의해 정밀하게 양을 제어하여 공급하고, 상기 반응가스는 필요에 따라 산소 또는 질소일 수 있으며, 플라즈마 발생가스인 아르곤과 함께 가스 공급량을 조절하여 공급한다.
상기 반응가스 공급원(300)은 별도의 RF 파워를 이용하여 반응가스를 결합시킴으로써 항균·항바이러스층(20)의 코팅 밀도를 더욱 높이고, 완전화합물로의 형성을 유도한다. 일실시예로 TiOxCu 또는 TiOxAg 타겟(121)에 반응가스인 O2를 13.56Mhz의 RF 출력을 이용하여 결합시킴으로써, 안정적인 금속산화물층을 항균·항바이러스층(20)으로 얻을 수 있었다.
본 발명에서 항균·항바이러스층(20)은 은, 백금, 구리 및 이산화티탄 중 어느 하나 또는 이들을 둘 이상을 혼합한 물질을 포함할 수 있다.
상기 항균·항바이러스 물질은 항균·항바이러스성이 우수하며, 구리의 경우 세균 제거 기능이 우수한 것으로 알려져 있어, 이들을 각각 사용하거나, 이들을 둘 이상 혼합하여 사용하거나, 상기 은, 백금, 이산화티탄 물질 중 어느 하나와 구리를 혼용하여 사용할 수 있다.
기존의 기재 상에 항균·항바이러스층(20)의 형성은 스프레이(Spray), 딥코팅(Dip coating), 바코팅(Bar coating), 스탬핑(Stamping), 슬롯 코팅(Slot coating) 등의 공정 등에 의해 형성되어 왔으며, 이 경우 은, 백금, 구리, 이산화티탄을 포함하는 항균·항바이러스 수지 조성물을 이용하여 기재 상에 코팅하여 형성하였다. 이 경우 항균·항바이러스 성능이 높지 않을뿐만 아니라 경도가 낮고, 항균·항바이러스 물질이 탈리되는 등 내구성이 낮아 항균·항바이러스 지속성이 높지 않았다.
본 발명에 따른 스파터링 공정에 의해 항균·항바이러스층(20)을 형성하는 경우, 반응가스를 공급하여 상기 항균·항바이러스층(20)을 이루는 화합물의 반응성을 높여 완전화합물로 이루어진 항균·항바이러스층(20)을 형성하여 투과율이 높은 항균·항바이러스층(20)을 제공하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 스파터링 공정에 의해 항균·항바이러스층(20)을 형성하는 경우, 항균·항바이러스기재와의 밀착성, 코팅성이 우수하고, 두께 제어가 용이하여 항균·항바이러스성 및 항균·항바이러스 지속성이 높고, 고경도의 항균·항바이러스층(20)을 얻을 수 있게 된다.
여기에서, 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 일실시예에 따르면 상기 기판 홀더(110)는 100rpm 정도로 축회전하게 형성되고, 타겟(121) 및 가스반응 영역(R)이 서로 수직한 위치에 형성되고, 각각 차폐막(130)에 의해 서로 공간상으로 분리되어 형성되며, 상기 기판 홀더(110)의 회전축에 대해 수직한 방향으로 위치하게 되어 있다.
이에 의해 타겟 홀더(120)가 계속적으로 회전함에 따라 글래스 기판(10) 상에 항균·항바이러스층(20)이 형성되고 반응가스가 항균·항바이러스층(20)을 이루는 화합물의 반응에 관여하고, 또 항균·항바이러스층(20)이 형성되고 반응가스가 항균·항바이러스층(20)의 반응에 관여하는 과정이 반복적으로 이루어지게 된다.
이러한 과정에 의해 항균·항바이러스층(20)의 두께에 따라 전체 구간에서 균일하고 높은 함량의 반응가스가 존재하게 되고, 항균·항바이러스층(20)은 보다 균일한 물성을 갖게 되면서, 항균·항바이러스성 또한 높게 측정되게 된다. 또한 항균·항바이러스층(20)이 완전화합물로 구현됨으로써 고경도성, 고투과성을 갖게 된다. 이는 후술할 도 5 및 도 6에서 다시 설명하고자 한다.
그리고, 상기 항균·항바이러스층(20)이 형성된 글래스 기판(10)을 상기 공정챔버(100)와 연결된 증착챔버에 투입하여 상기 항균·항바이러스층(20) 상부에 기능층(30)을 형성한다(제3단계).
상기 증착챔버는 로드락챔버(210) 또는 인라인스파터링용 인라인챔버를 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예로 도 2에 도시한 바와 같이 상기 공정챔버(100) 일측에 로드락챔버(210)가 배치되며, 항균·항바이러스층(20)의 형성이 완료되면, 상기 기판 홀더(110)는 로드락챔버(210)로 이동되게 되고, 열증발 증착공정(Thermal Evaporation Process)에 의해 상기 항균·항바이러스층(20) 상부에 기능층(30)을 형성하게 된다.
상기 기능층(30)은 제품 사양이나 기능층(30)의 종류에 따라 공정챔버(100) 내부에서 스파터링 공정에 의해 형성될 수도 있으며, 인라인챔버를 이용한 인라인스파터링 공정에 의해 형성될 수도 있다. 본 발명의 일실시예에서와 같이 로드락챔버(210)로 이동한 후 열증발 증착공정 등에 의해서도 형성될 수도 있다.
상기 기능층(30)은 AF(Anti-Finger) 또는 AR(Anti Reflective) 기능을 갖는 수지를 열증발시켜 AF(Anti-Finger) 코팅층, AR(Anti Reflective) 코팅층 중 어느 하나 이상으로 형성할 수 있다.
본 발명의 일실시예로 불소계 수지를 이용하여 AF(Anti-Finger) 코팅층을 형성한다. 이 경우 그 두께는 10~30nm 정도가 바람직하며, 접촉각(Contact angle) > 110°정도로 형성된다.
이와 같이 본 발명은 스파터링 공정에 의해 글래스 기판(10) 전면에 항균·항바이러스층(20)을 형성하여 항균·항바이러스성을 도모하고, 항균·항바이러스층(20) 형성 후 별도의 전처리나 공정 중단없이 연속 공정에 의해 기능층(30)을 형성하여 공정의 연속성을 도모하여 생산 비용을 절감하면서 생산 효율을 높일 수 있다.
또한, 항균·항바이러스층(20)을 형성하는 스파터링 공정 과정 중 반응가스를 공급하여 항균·항바이러스층(20)을 이루는 화합물의 반응성을 높여 완전화합물의 조성을 높임으로써 고투과, 고경도의 항균 및 항바이러스 기판을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 기능층(30)까지 형성이 완료되면, 상기 글래스 기판(10)을 공정 챔버 또는 로드락챔버(210)로부터 꺼내어 상기 글래스 기판(10)의 배면에 180°프라이버시 필름(Privacy Film)(40)을 적층한다. 상기 프라이버시 필름(40)의 두께는 0.2~0.5mm 정도이다.
그리고, 상기 글래스 기판(10) 배면 또는 상기 프라이버시 필름(40) 배면에는 대상물과의 접착을 위한 접착층(50)을 형성한다. 여기서 대상물이라 함은 상술한 바와 같이 항균·항바이러스성을 부여하기 위한 제품, 예컨대 엘리베이터 조작 버튼이나 각종 전자제품의 디스플레이 패널, 각종 조작 버튼 등을 의미한다.
상기 접착층(50)은 OCA 또는 OCR을 사용하거나, OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조로 형성될 수 있다.
또한 상기 OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조는, 대상물에 접착하는 부분의 OCA 또는 OCR의 접착력이 그 반대면에 형성된 OCA 또는 OCR의 접착력보다 상대적으로 낮게 형성된다. 상기 접착층(50)의 두께는 0.1~0.2mm 정도이다.
이는 대상물과의 접착부분은 접착력을 낮게 형성하여 항균 및 항바이러스 기판의 교체가 용이하도록 한 것이다.
이러한 공정에 의해 형성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판은, 도 4에 도시한 바와 같이 글래스 기판(10)과, 상기 글래스 기판(10) 전면에 형성된 항균·항바이러스층(20)과, 상기 항균·항바이러스층(20) 상부에 형성된 기능층(30)을 포함한다.
상기 항균·항바이러스층(20) 및 상기 기능층(30)은 스파터링 공정(Sputtering Process)을 위한 공정챔버(100) 및 상기 공정챔버(100)와 연결된 로드락챔버(210)에서 각각 형성된다.
상기 항균·항바이러스층(20)은 공정챔버(100)에 공급된 반응가스에 의해 반응성을 높여 완전화합물로 생성되어 고경도성, 고투과성을 갖게 된다.
또한, 상기 글래스 기판(10)의 배면에 프라이버시 필름(40)을 적층될 수 있으며, 상기 프라이버시 필름(40) 배면에는, 대상물과의 접착을 위한 접착층(50)을 형성될 수 있다.
상기 접착층(50)은, OCA 또는 OCR을 사용하거나, OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조로 형성될 수 있다. 상기 OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조는, 대상물에 접착하는 부분의 OCA 또는 OCR의 접착력이 그 반대면에 형성된 OCA 또는 OCR의 접착력보다 상대적으로 낮에 형성되어 항균 및 항바이러스 기판이 훼손된 경우 대상물에서 분리가 용이하도록 한다.
상기 항균·항바이러스층(20)은, 은, 백금, 구리 및 이산화티탄 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 물질을 포함할 수 있으며, 상기 기능층(30)은, AF(Anti-Finger) 코팅층, AR(Anti Reflective)코팅층 중 어느 하나 이상으로 형성할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 물성을 측정한 데이타이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 투과율 및 각 성분에 대한 비교표를 나타낸 것으로, AC Sputter로 한 경우, RF Sputter로 한 경우(RF Sputter1, RF Sputter2, RF Sputter3)이다. 반응가스로는 O2를 공급하였고, AC Sputter 파워로는 40Khz, RF Sputter 파워로는 13.56Mhz이다.
도 6은 도 5의 실시예에 따른 산소 함량과 투과율를 나타낸 그래프이다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, AC Sputter 대비 RF Sputter에서 O2 가스의 함량비가 높게 측정되었으며, 이는 RF 파워에서 O2 가스의 반응성이 더 높고, 이에 의해 고투과도의 항균 및 항바이러스 기판을 얻을 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 광학 특성 및 경도를 나타낸 표이며, 도시된 바와 같이 연필경도 9H의 경도를 가지고 있어, 항균·항바이러스성뿐만 아니라 경도 특성도 높아 제품의 표면을 보호하는 역할을 수행하게 된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 실제 사진을 나타낸 것으로, 본 발명의 실시예에서 측정된 바와 같이 투과율 80% 이상으로, 항균·항바이러스층이 일정 두께 이상 증착되어도 투명도가 유지되었다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 항균 및 항바이러스 기판의 항균·항바이러스성을 측정한 데이타(한국 분석시험 연구원(KATR))이며, log5.0 -> 99.999%(황색포도상구균), log6.1 -> 99.9999%(대장균)로 우수한 항균·항바이러스 특성을 나타내었다.
이와 같이 본 발명은 스파터링 공정에 의해 글래스 기판 전면에 항균·항바이러스층을 형성하여 항균·항바이러스성을 도모하고, 항균·항바이러스층 형성 후 별도의 전처리나 공정 중단없이 연속 공정에 의해 기능층을 형성하여 공정의 연속성을 도모하여 생산 비용을 절감하면서 생산 효율을 높일 수 있다.
또한, 항균·항바이러스층을 형성하는 스파터링 공정 과정 중 반응가스를 공급하여 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응성을 높여 항균·항바이러스층에 대한 완전화합물의 조성을 높임으로써 고투과, 고경도의 항균 및 항바이러스 기판을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 타겟 홀더가 계속적으로 회전함에 따라 글래스 기판 상에 항균·항바이러스층이 형성되고 반응가스가 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응에 관여하는 과정이 반복적으로 이루어지면서 항균·항바이러스층을 형성함으로써, 본 발명에 따른 항균·항바이러스층은 두께에 따라 보다 균일한 물성을 갖게 되면서, 항균·항바이러스성 또한 높게 측정되게 되고, 항균·항바이러스층이 완전화합물로 구현됨으로써 고경도성, 고투과성을 갖게 된다.
10 : 글래스 기판 20 : 항균·항바이러스층
30 : 기능층 40 : 프라이버시 필름
50 : 접착층
S : 스파터링 영역 R : 가스반응 영역
100 : 공정챔버 110 : 기판 홀더
120 : 타겟 홀더 121 : 타겟
130 : 차폐막 210 : 로드락챔버
300 : 반응가스 공급원

Claims (24)

  1. 글래스 기판을 준비하는 제1단계;
    상기 글래스 기판을 스파터링 공정(Sputtering Process)을 위한 공정챔버에 투입하여 상기 글래스 기판의 전면에 항균·항바이러스층을 형성하는 제2단계;
    상기 항균·항바이러스층이 형성된 글래스 기판을 상기 공정챔버와 연결된 증착챔버에 투입하여 상기 항균·항바이러스층 상부에 기능층을 형성하는 제3단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제2단계는,
    상기 공정챔버에 일측에 형성된 반응가스 공급원으로부터 반응가스를 공급하여 상기 항균·항바이러스층을 이루는 화합물의 반응성을 높이는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 반응가스는,
    상기 항균·항바이러스층을 생성하기 위한 스파터링 영역과는 공간상으로 분리된 가스반응 영역으로 공급하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2단계에서의 공정챔버는,
    내부에 축회전하는 드럼형(Drum)형 기판 홀더를 포함하고,
    상기 기판 홀더의 회전축에 대해 수직한 방향에 타겟 홀더가 배치되는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 타겟 홀더는 단수개 또는 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 타겟 홀더 둘레에는 차폐막이 형성된 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제1단계의 글래스 기판은,
    원장 기판을 컷팅하여 셀 단위로 공급되거나,
    쉬트컷팅되어 공급되는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 셀 단위의 글래스 기판 또는 상기 쉬트컷팅된 글래스 기판은 화학강화처리되는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 증착챔버는,
    로드락챔버 또는 인라인스파터링용 인라인챔버인 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 제3단계 이후에,
    상기 글래스 기판의 배면에 프라이버시 필름을 적층하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  11. 제 1항 또는 제 10항에 있어서, 상기 글래스 기판 배면 또는 상기 프라이버시 필름 배면에는,
    대상물과의 접착을 위한 접착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  12. 제 11항에 있어서 상기 접착층은,
    OCA 또는 OCR을 사용하거나,
    OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조는,
    대상물에 접착하는 부분의 OCA 또는 OCR의 접착력이 그 반대면에 형성된 OCA 또는 OCR의 접착력보다 상대적으로 낮은 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 항균·항바이러스층은,
    은, 백금, 구리 및 이산화티탄 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 기능층은,
    AF(Anti-Finger) 코팅층, AR(Anti Reflective)코팅층 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  16. 글래스 기판;
    상기 글래스 기판 전면에 형성된 항균·항바이러스층;
    상기 항균·항바이러스층 상부에 형성된 기능층;을 포함하며,
    상기 항균·항바이러스층 및 상기 기능층은 스파터링 공정(Sputtering Process)을 위한 공정챔버 및 상기 공정챔버와 연결된 증착챔버에서 각각 형성된 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 항균·항바이러스층은,
    상기 공정챔버에 공급된 반응가스에 의해 반응성을 높여 완전화합물로 생성된 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 글래스 기판은,
    화학강화처리된 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 제3단계 이후에,
    상기 글래스 기판의 배면에 프라이버시 필름을 적층하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판의 제조방법.
  20. 제 15항 또는 제 19항에 있어서, 상기 글래스 기판 배면 또는 상기 프라이버시 필름 배면에는,
    대상물과의 접착을 위한 접착층을 형성하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
  21. 제 20항에 있어서 상기 접착층은,
    OCA 또는 OCR을 사용하거나,
    OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 OCA/PET/OCA 또는 OCR/PET/OCR로 이루어진 필름 구조는,
    대상물에 접착하는 부분의 OCA 또는 OCR의 접착력이 그 반대면에 형성된 OCA 또는 OCR의 접착력보다 상대적으로 낮은 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
  23. 제 16항에 있어서, 상기 항균·항바이러스층은,
    은, 백금, 구리 및 이산화티탄 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
  24. 제 16항에 있어서, 상기 기능층은,
    AF(Anti-Finger) 코팅층, AR(Anti Reflective) 코팅층 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 항균 및 항바이러스 기판.
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