KR20240007214A - 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러, 진공 프로세싱 장치, 및 롤러를 냉각시키는 방법 - Google Patents

가요성 기판을 운반하기 위한 롤러, 진공 프로세싱 장치, 및 롤러를 냉각시키는 방법 Download PDF

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KR20240007214A
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슈테판 반게르트
토마스 데피쉬
볼프강 부쉬벡
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100)가 설명된다. 롤러(100)는 롤러(100)의 제1 부분(101)을 냉각시키기 위한 제1 냉각제 공급부(110) 및 롤러(100)의 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)을 냉각시키기 위한 제2 냉각제 공급부(120)를 포함한다. 제1 부분(101)은 제2 부분(102)과 제3 부분(103) 사이에 제공된다. 추가적으로, 롤러를 포함하는 진공 프로세싱 장치 및 롤러를 냉각시키는 방법이 설명된다.

Description

가요성 기판을 운반하기 위한 롤러, 진공 프로세싱 장치, 및 롤러를 냉각시키는 방법
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러들에 관한 것이다. 게다가, 본 개시내용의 실시예들은, 롤투롤(roll-to-roll) 프로세스를 사용하여, 가요성 기판 프로세싱을 위한, 특히 얇은 층들로 가요성 기판들을 코팅하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은, 예를 들면, 박막 태양 전지 생산, 박막 배터리 생산, 또는 가요성 디스플레이 생산을 위해, 층들의 스택으로 가요성 기판을 코팅하기 위한 장치들 및 방법들에서 가요성 기판들의 운반을 위해 활용되는 롤러들에 관한 것이다.
[0002] 플라스틱 막들 또는 포일들과 같은 가요성 기판들의 프로세싱은 포장 산업, 반도체 산업들 및 다른 산업들에서 수요가 높다. 프로세싱은 금속, 반도체 및 유전체 재료와 같은 재료를 사용하여 가요성 기판을 코팅하는 것, 에칭, 및 개개의 애플리케이션들을 위해 기판에 대해 수행되는 다른 프로세싱 액션들로 구성될 수 있다. 이 태스크를 수행하는 시스템들은, 기판을 운반하기 위한 롤러 어셈블리를 갖는 프로세싱 시스템에 커플링되며, 그 상에서 기판의 적어도 일부가 코팅되는 코팅 드럼, 예를 들면, 원통형 롤러를 전형적으로 포함한다.
[0003] 예를 들면, CVD 프로세스, PVD 프로세스, 또는 증발(evaporation) 프로세스와 같은 코팅 프로세스는 가요성 기판들 상으로 얇은 층들을 증착하기 위해 활용될 수 있다. 롤투롤 증착 장치들은 1 km 이상과 같은 상당한 길이의 가요성 기판이 공급 스풀(supply spool)로부터 풀리고(uncoiled), 얇은 층들의 스택으로 코팅되고, 권취 스풀(wind-up spool) 상에서 다시 감긴다는(recoiled) 점에서 이해된다. 특히, 박막 배터리들, 예를 들면, 리튬 배터리들의 제조, 디스플레이 산업 및 광기전(photovoltaic; PV) 산업에서, 롤투롤 증착 시스템들이 높은 관심을 받고 있다. 예를 들면, 가요성 터치 패널 엘리먼트들, 가요성 디스플레이들, 및 가요성 PV 모듈들에 대한 증가하는 수요는 롤투롤 코팅기들에서 적절한 층들을 증착하기 위한 증가하는 수요를 초래한다.
[0004] 가요성 기판들 상에 고품질 코팅들을 달성하기 위해, 가요성 기판 운반과 관련되는 다양한 난제들이 정복되어야 한다. 예를 들면, 진공 조건들 하에서 이동하는 가요성 기판의 프로세싱 동안 적절한 기판 장력뿐만 아니라 양호한 기판-롤러 접촉 및 기판 냉각을 제공하는 것이 여전히 난제시된다. 게다가, 특히 열 추출의 균일성과 관련하여, 냉각된 기판 롤러를 사용하는 것에 의한 가요성 기판으로부터의 열 추출이 여전히 개선될 필요가 있다는 것이 밝혀졌다.
[0005] 따라서, 개선된 기판 운반 롤러들, 개선된 롤투롤 프로세싱 장치들 및 그들을 위한 방법들에 대한 지속적인 요구가 있다.
[0006] 위의 내용을 고려하여, 독립 청구항들에 따른, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러, 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 진공 프로세싱 장치, 및 롤러를 냉각시키는 방법이 제공된다. 추가적인 양태들, 이점들, 및 특징들은 종속 청구항들, 상세한 설명, 및 첨부의 도면들로부터 명백하다.
[0007] 본 개시내용의 일 양태에 따르면, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러가 제공된다. 롤러는 롤러의 제1 부분을 냉각시키기 위한 제1 냉각제 공급부를 포함한다. 추가적으로, 롤러는 롤러의 제2 부분 및 제3 부분을 냉각시키기 위한 제2 냉각 공급부를 포함한다. 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 제공된다.
[0008] 본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 가요성 기판을 프로세싱하기 위한 진공 프로세싱 장치가 제공된다. 진공 프로세싱 장치는 적어도 하나의 증착 유닛을 갖는 복수의 프로세싱 유닛들을 포함하는 프로세싱 챔버를 포함한다. 게다가, 진공 프로세싱 장치는, 가요성 기판을 복수의 프로세싱 유닛들을 지나 가이드하기 위한, 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러를 포함한다. 특히, 롤러는 냉각제 공급부에 연결된다.
[0009] 본 개시내용의 추가적인 양태에 따르면, 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러를 냉각시키는 방법이 제공된다. 방법은 제1 냉각제를 제1 부분에 제공함으로써 롤러의 제1 부분을 냉각시키는 단계를 포함한다. 추가적으로, 방법은 제2 냉각제를 제2 부분 및 제3 부분에 제공함으로써 롤러의 제2 부분 및 제3 부분을 냉각시키는 단계를 포함한다. 제1 부분은 제2 부분과 제3 부분 사이에 제공된다. 특히, 제1 냉각제는 제1 온도를 가지며, 제2 냉각제는 제1 온도와는 상이한 제2 온도를 가지며, 특히 제1 온도는 제2 온도보다 더 낮다.
[0010] 본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 코팅된 가요성 기판을 제조하는 방법이 제공된다. 방법은 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러, 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 진공 프로세싱 장치, 및 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러를 냉각시키는 방법 중 적어도 하나를 사용하는 것을 포함한다.
[0011] 실시예들은 개시된 방법들을 실행하기 위한 장치들을 또한 대상으로 하며 각각의 설명된 방법 양태를 수행하기 위한 장치 부품들을 포함한다. 이들 방법 양태들은 하드웨어 컴포넌트들을 통해, 적절한 소프트웨어에 의해 프로그래밍되는 컴퓨터를 통해, 이들 둘의 임의의 조합에 의해 또는 임의의 다른 방식으로 수행될 수 있다. 더구나, 본 개시내용에 따른 실시예들은 또한, 설명된 장치를 동작시키기 위한 방법들에 관한 것이다. 설명된 장치를 동작시키기 위한 방법들은 장치의 모든 기능을 실행하기 위한 방법 양태들을 포함한다.
[0012] 그러므로 본 개시내용의 위에 기재된 피처들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 상세한 설명이 실시예들에 대한 참조에 의해 이루어질 수 있다. 첨부의 도면들은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이며 다음에서 설명된다:
도 1은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 롤러의 개략적인 길이 방향 단면도를 도시한다.
도 2는 본원에서 설명되는 추가적인 실시예들에 따른 롤러의 개략적인 길이 방향 단면도를 도시한다.
도 3은 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 진공 프로세싱 장치의 개략도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 개시내용에 따른 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러를 냉각시키는 방법의 실시예들을 예시하기 위한 블록 다이어그램들을 도시한다.
[0013] 이제, 본 개시내용의 다양한 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것인데, 그들 중 하나 이상의 예들이 도면들에서 예시되어 있다. 도면들의 다음의 설명 내에서, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들을 가리킨다. 개개의 실시예들에 대한 차이점들만이 설명된다. 각각의 예는 본 개시내용의 설명을 통해 제공되며 본 개시내용의 제한으로서 의도되지는 않는다. 게다가, 하나의 실시예의 일부로서 예시되는 또는 설명되는 피처들은 여전히 또 다른 실시예를 산출하기 위해 다른 실시예들에 기반하여 또는 다른 예들과 연계하여 사용될 수 있다. 설명은 그러한 수정들 및 변형들을 포함한다는 것이 의도된다.
[0014] 도 1을 예시적으로 참조하여, 본 개시내용에 따른 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100)가 설명된다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 롤러(100)는 롤러(100)의 제1 부분(101)을 냉각시키기 위한 제1 냉각제 공급부(110)를 포함한다. 추가적으로, 롤러(100)는 롤러(100)의 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)을 냉각시키기 위한 제2 냉각제 공급부(120)를 포함한다. 제1 부분(101)은 제2 부분(102)과 제3 부분(103) 사이에 제공된다. 특히, 제1 부분(101)은 롤러(100)의 본체(main body; 106)의 축 방향 중간 부분이다. 전형적으로, 제1 부분(101)은 롤러(100)의 원통형 본체(106)의 제1 원통형 부분이다. 따라서, 전형적으로 제2 부분(102)은 본체(106)의 제2 원통형 부분이고, 제3 부분(103)은 본체(106)의 제3 원통형 부분이다.
[0015] 따라서, 종래 기술과 비교하여, 유익하게도, 가요성 기판을 운반하기 위한 개선된 롤러가 제공된다. 특히, 본원에서 설명되는 롤러의 실시예들은 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러의 상이한 부분들을 선택적으로 그리고 개별적으로 냉각시키는 것을 제공한다. 따라서, 더 높은 온도들에 노출되고 있는 롤러의 부분, 전형적으로 재료 증착 동안 높은 온도들에 노출되고 있는 롤러의 중간 부분이 롤러의 다른 부분들과는 독립적으로 냉각될 수 있다. 게다가, 본원에서 설명되는 바와 같은 롤러의 실시예들은, 유익하게도, 균일한 방식으로 가요성 기판으로부터 열을 추출할 가능성을 제공한다. 따라서, 가요성 기판의 운반 동안 주름 발생의 위험이 감소될 수 있거나 또는 심지어 제거될 수 있다. 결과적으로, 가요성 기판 상에 증착되는 코팅들의 품질이 개선될 수 있다. 게다가, 선택적으로 냉각 가능한 부분들을 갖는 롤러를 제공하는 것은, 열팽창 및 열수축과 같은 열 재료 변형 효과들을 사용함으로써 롤러 형상이 제어될 수 있다는 이점을 갖는다. 예를 들면, 롤러의 형상, 특히 기판 지지 표면이 변경될 수 있다. 특히, 롤러의 형상은 편평한 기판 지지 표면, 오목한 기판 지지 표면 또는 볼록한 기판 지지 표면을 가지도록 제어될 수 있다.
[0016] 본 개시내용의 다양한 추가적인 실시예들이 더욱 상세하게 설명되기 이전에, 본원에서 사용되는 일부 용어들에 대한 일부 양태들이 설명된다.
[0017] 본 개시내용에서, "롤러"는 가요성 기판과 접촉하기 위한 기판 지지 표면을 구비하는 드럼 또는 롤러로서 이해될 수 있다. 표현 "가요성 기판과 접촉하기 위한 기판 지지 표면"은 롤러의 외부 표면, 예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 슬리브의 외부 표면이 가요성 기판의 가이드 또는 운반 동안 가요성 기판과 접촉하도록 구성된다는 점에서 이해될 수 있다. 전형적으로, 지지 표면은 롤러의 굴곡된 외부 표면, 특히 원통형 외부 표면이다. 따라서, 전형적으로 롤러는 회전 축을 중심으로 회전 가능하며 기판 가이드 영역(substrate guiding region)을 포함한다. 전형적으로, 기판 가이드 영역은 롤러의 굴곡된 기판 지지 표면, 예를 들면, 원통형으로 대칭인 표면이다. 롤러의 굴곡된 기판 지지 표면은 가요성 기판을 가이드하는 동안 가요성 기판과 (적어도 부분적으로) 접촉하도록 적응될 수 있다. 기판 가이드 영역은 기판의 가이드 동안 기판이 굴곡된 기판 지지 표면과 접촉하는 롤러의 각도 범위로서 정의될 수 있으며, 롤러의 감김 각도(enlacement angle)에 대응할 수 있다. 예를 들면, 롤러의 감김 각도는 120° 이상, 특히 180° 이상, 또는 심지어 270° 이상일 수 있다. 본원에서 설명되는 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일부 실시예들에 따르면, 롤러(100)는 원통형이고 0.5 m ≤ L ≤ 8.5 m의 길이(L)를 갖는다. 게다가, 롤러(100)는 0.2 m ≤ D ≤ 3.0 m, 특히 0.2 m ≤ D ≤ 2.0 m, 예를 들면, D = 0.4 m ± 0.2 m의 직경(D)을 가질 수 있다. 따라서, 유익하게도, 롤러는 큰 폭을 갖는 가요성 기판들을 가이드하고 운반하도록 구성된다.
[0018] 본 개시내용에서, "가요성 기판"은 굴곡 가능한 기판으로서 이해될 수 있다. 예를 들면, "가요성 기판"은 "포일" 또는 "웹(web)"일 수 있다. 본 개시내용에서, 용어 "가요성 기판" 및 용어 "기판"은 동의어적으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 가요성 기판은 PET, HC-PET, PE, PI, PU, TaC, OPP, BOOP, CPP, 하나 이상의 금속들(예를 들면, 구리), 종이, 이들의 조합들과 같은 재료들, 및 하드 코팅된 PET(예를 들면, HC-PET, HC-TaC) 등과 같은 이미 코팅된 기판들로 제조될 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가요성 기판은 그 양면들 상에 인덱스 매칭(index matched; IM) 층이 제공된 COP 기판이다. 예를 들면, 기판 두께는 1 ㎛ 이상 1 mm 이하, 특히 500 ㎛ 이하, 또는 심지어 200 ㎛ 이하일 수 있다. 기판 폭(WS)은 0.3 m ≤ W ≤ 8 m일 수 있다. 기판은 투명한 또는 불투명한 기판일 수 있다.
[0019] 본 개시내용에서, 롤러의 "본체"는 원통형 몸체, 특히 고체 재료의 원통형 쉘 몸체(cylindrical shell body)로서 이해될 수 있다. 전형적으로, 본체는 높은 열 전도도(λ), 특히 λ ≥ 50 W/(m·K), 더 특히 λ ≥ 100 W/(m·K)를 갖는 재료로 만들어진다. 예를 들면, 본체는 구리 합금들과 같은 구리를 포함하는 재료로 제조될 수 있다. 특히, 본체는 구리로 제조될 수 있다. 대안적으로, 본체는 높은 열 전도도(λ)를 갖는 임의의 다른 적절한 재료로 제조될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0020] 본 개시내용에서, "냉각제 공급부"는 냉각제를 제공하도록 구성되는 디바이스 또는 시스템으로서 이해될 수 있다. 따라서, 본원에서 설명되는 바와 같은 냉각제 공급부는 전형적으로 냉각제 및 냉각제를 전달하기 위한 배관을 포함한다. 더 구체적으로, 냉각제 공급부는 열 흡수기, 압력 감소기, 압력 증가기, 및 열 제거기를 갖는 폐루프 냉동 시스템을 포함할 수 있다. 전형적으로, 열 흡수기는 냉각될 위치, 예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 롤러의 하나 이상의 부분들에서 제공되는 배관에 의해 제공된다. 본 개시내용에서, "냉각제"는 -100 ℃ 내지 +80 ℃, 특히 -50 ℃ 내지 +80 ℃, 더 특히 -30 ℃ 내지 +80 ℃의 범위 내의 냉각 온도들을 제공하는 것을 가능하게 하는 냉각 유체, 특히 비압축성 냉각 유체로서 이해될 수 있다. 게다가, 전형적으로 냉각제는 무독성이며 리튬과 반응하지 않는다. 예를 들면, 냉각제는 오일일 수 있다.
[0021] 본 개시내용에서, "롤러의 일부"는 기판 지지 표면을 갖는 롤러의 일부로서 이해될 수 있다. 전형적으로, 본원에서 설명되는 바와 같은 "롤러의 부분"은 본원에서 설명되는 바와 같은 원통형 본체의 원통형 부분으로서 이해될 수 있다.
[0022] 도 1을 예시적으로 참조하여, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제1 냉각제 공급부(110)는 제1 온도(T1)의 제1 냉각제를 제공하도록 구성된다. 제2 냉각제 공급부(120)는 제1 온도(T1)와는 상이한 제2 온도(T2)의 제2 냉각제를 제공하도록 구성된다. 특히, 제1 온도(T1)는 제2 온도(T2)보다 더 낮다.
[0023] 도 1에서 개략적으로 도시되는 바와 같이, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제1 냉각제 공급부(110)는 롤러(100)의 제1 부분(101)으로부터 열을 제거하기 위한 제1 열 흡수기(161)를 포함한다. 전형적으로, 제2 냉각제 공급부(120)는 롤러(100)의 제2 부분(102)으로부터 열을 제거하기 위한 제2 열 흡수기(162)를 포함한다. 게다가, 도 1에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 제2 냉각제 공급부(120)는 롤러(100)의 제3 부분(103)으로부터 열을 제거하기 위한 제3 열 흡수기(163)를 포함한다. 예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 "열 흡수기"는, 특히 냉각될 롤러의 부분과 접촉하고 있는 배관에 의해 제공될 수 있다. 예를 들면, 열 흡수기의 배관은 롤러의 중심 회전 축(111) 주위에서 제공되는 권선들을 포함할 수 있다. 예시의 간략화를 위해, 도 1의 상부 부분만이 냉각제 공급부들, 즉 제1 냉각제 공급부(110)와 제2 냉각제 공급부(120)를 도시한다. 그러나, 전형적으로 완전한 원통형 부분들, 예를 들면, 도 1에서 도시되는 제1 부분(101), 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)은 본원에서 설명되는 바와 같이 개개의 냉각제 공급부에 의해 냉각될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 도 1의 상부 예시는 도 1의 하부 부분에도 또한 적용될 수 있다.
[0024] 도 1에서 개략적으로 도시되는 바와 같이, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제1 냉각제 공급부(110)는 제1 냉각제 배관(141)을 포함하고, 제2 냉각제 공급부(120)는 제2 냉각제 배관(142)을 포함하는데, 이들 둘 모두는 공통 냉각제 유출 배관(common coolant outflow piping; 150)에 연결된다. 특히, 도 1에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 냉각제 유출 배관은 롤러의 중심 회전 축(111)의 방향을 따라 연장된다.
[0025] 도 2를 예시적으로 참조하여, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 롤러는 롤러(100)의 제4 부분(104) 및 제5 부분(105)을 냉각시키기 위한 제3 냉각제 공급부(130)를 더 포함한다. 전형적으로, 제2 부분(102)은 제1 부분(101)과 제4 부분(104) 사이에 제공된다. 제3 부분(103)은 제1 부분(101)과 제5 부분(105) 사이에 제공될 수 있다. 전형적으로, 제4 부분(104)은 롤러(100)의 원통형 본체(106)의 제4 원통형 부분이다. 따라서, 전형적으로 제5 부분(105)은 원통형 본체(106)의 제5 원통형 부분이다.
[0026] 도 2에서 개략적으로 도시되는 바와 같이, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제3 냉각제 공급부(130)는 롤러(100)의 제4 부분(104)으로부터 열을 제거하기 위한 제4 열 흡수기(164)를 포함한다. 게다가, 전형적으로 제3 냉각제 공급부(130)는 롤러(100)의 제5 부분(105)으로부터 열을 제거하기 위한 제5 열 흡수기(165)를 포함한다. 마찬가지로, 도 1에서와 같이, 예시의 간략화를 위해, 도 2의 하부 부분만이 제3 냉각제 공급부를 도시한다. 그러나, 도 2의 하부 부분에서 도시되는 제3 냉각제 공급부(130)의 예시는 전형적으로 도 2의 상부 부분에도 또한 적용된다는 것이 이해되어야 한다.
[0027] 도 2에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제3 냉각제 공급부(130)는 롤러(100)의 중심 회전 축(111)의 방향을 따라 연장되는 냉각제 유출 배관(150)에 연결되는 제3 냉각제 배관(143)을 포함한다. 특히, 도 2에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 제1 냉각제 배관(141), 제2 냉각제 배관(142), 및 제3 냉각제 배관(143) 각각은 공통 냉각제 유출 배관에 연결된다.
[0028] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 제3 냉각제 공급부(130)는 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)와는 상이한 제3 온도(T3)의 제3 냉각제를 제공하도록 구성된다. 특히, 제3 온도(T3)는 제1 온도(T1)보다 더 낮을 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제3 온도(T3)는 제2 온도(T2)보다 더 낮을 수 있다.
[0029] 도 3을 예시적으로 참조하여, 본 개시내용에 따른 진공 프로세싱 장치(200)가 설명된다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 프로세싱 장치(200)는 복수의 프로세싱 유닛들(221)을 포함하는 프로세싱 챔버(220)를 포함한다. 복수의 프로세싱 유닛들(221)은 적어도 하나의 증착 유닛을 포함한다. 게다가, 진공 프로세싱 장치(200)는 가요성 기판을 복수의 프로세싱 유닛들(221)을 지나 가이드하기 위한 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러(100)를 포함한다.
[0030] 도 3에서 개략적으로 도시되는 바와 같이, 롤러(100)는 냉각제 공급부(225)에 연결될 수 있다. 전형적으로, 냉각제 공급부(225)는 상이한 온도들의 두 개 이상의 냉각제를 제공하도록 구성된다. 특히, 냉각제 공급부(225)는 제1 온도(T1)를 갖는 제1 냉각제 및 제1 온도(T1)와는 상이한 제2 온도(T2)를 갖는 제2 냉각제를 제공하도록 구성된다. 전형적으로, 제1 온도(T1)는 제2 온도(T2)보다 더 낮다. 게다가, 냉각제 공급부(225)는 제3 온도(T3)를 갖는 제3 냉각제를 제공하도록 구성될 수 있으며, 제3 온도(T3)는 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)와는 상이하다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 제3 온도(T3)는 제1 온도(T1)보다 더 낮을 수 있고 및/또는 제2 온도(T2)보다 더 낮을 수 있다.
[0031] 도 3에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 전형적으로, 진공 프로세싱 장치(200)는 롤투롤 프로세싱 시스템이다. 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러(100)는 진공 프로세싱 장치의 프로세싱 드럼 또는 코팅 드럼일 수 있다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 진공 프로세싱 장치(200)는 가요성 기판(10)을 제공하기 위한 저장 스풀(212)을 수용하는 제1 스풀 챔버(210)를 포함한다. 추가적으로, 진공 프로세싱 장치(200)는 제1 스풀 챔버(210)로부터 하류에 배열되는 프로세싱 챔버(220)를 포함한다. 전형적으로, 프로세싱 챔버(220)는 진공 챔버이며, 복수의 프로세싱 유닛들(221)을 포함한다. 복수의 프로세싱 유닛들(221)은 적어도 하나의 증착 유닛을 포함한다. 따라서, 본 개시내용에서, "프로세싱 챔버"는 기판 상에 재료를 증착하기 위한 적어도 하나의 증착 유닛을 갖는 챔버로서 이해될 수 있다. 따라서, 프로세싱 챔버는 증착 챔버로서 또한 지칭될 수 있다. 용어 "진공"은, 본원에서 사용되는 바와 같이, 예를 들면, 10 mbar 미만의 진공 압력을 갖는 기술적 진공의 의미에서 이해될 수 있다. 전형적으로, 본원에서 설명되는 바와 같은 진공 챔버 내의 압력은 10-5 mbar 내지 약 10-8 mbar, 더욱 전형적으로는, 10-5 mbar 내지 10-7 mbar, 더욱 더 전형적으로는, 약 10-6 mbar 내지 약 10-7 mbar에 있을 수 있다.
[0032] 도 3에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 복수의 프로세싱 유닛들은 롤러(100)를 중심으로 원주 방향으로 배열될 수 있다. 롤러(100)가 회전함에 따라, 가요성 기판(10)은, 롤러의 굴곡된 기판 지지 표면을 향하는 프로세싱 유닛들을 지나 가이드되고, 그 결과, 가요성 기판의 표면은 사전 결정된 속도로 프로세싱 유닛들을 지나 이동되는 동안 프로세싱될 수 있다. 예를 들면, 복수의 프로세싱 유닛들은 다음의 것들로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 유닛들을 포함할 수 있다: 증착 유닛, 에칭 유닛, 및 가열 유닛. 본원에서 설명되는 바와 같은 진공 프로세싱 장치의 증착 유닛은 스퍼터 증착 유닛, 예를 들면, AC(alternating current) 스퍼터 소스 또는 DC(direct current) 스퍼터 소스, RF(radio frequency) 스퍼터 소스, MF(middle frequency) 스퍼터 소스, 펄스식(pulsed) 스퍼터 소스, 펄스식 DC 스퍼터 소스, 마그네트론 스퍼터 소스, 반응성 스퍼터 소스, CVD 증착 유닛, PECVD 증착 유닛, PVD 증착 유닛 또는 다른 적절한 증착 유닛일 수 있다. 전형적으로, 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 유닛은, 예를 들면, 가요성 디스플레이 디바이스, 터치스크린 디바이스 컴포넌트, 또는 다른 전자 또는 광학 디바이스들을 형성하기 위해, 가요성 기판 상에 박막을 증착하도록 적응된다는 것이 이해되어야 한다. 본원에서 설명되는 바와 같은 증착 유닛은 전도성 재료들, 반 전도성 재료들, 유전체 재료들, 또는 절연성 재료들의 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 증착하도록 구성될 수 있다.
[0033] 추가적으로, 도 3에서 예시적으로 도시되는 바와 같이, 진공 프로세싱 장치(200)는 프로세싱 챔버(220)로부터 하류에서 배열되는 제2 스풀 챔버(250)를 포함할 수 있다. 제2 스풀 챔버(250)는, 프로세싱 이후 그 상에 가요성 기판(10)을 감기 위한 권취 스풀(252)을 수용한다.
[0034] 도 4a에서 도시되는 블록 다이어그램을 예시적으로 참조하여, 본 개시내용에 따른 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러를 냉각시키는 방법(300)이 설명된다. 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 방법(300)은 제1 냉각제를 롤러(100)의 제1 부분(101)에 제공함으로써(도 4a에서 블록(311)에 의해 표현됨) 제1 부분(101)을 냉각시키는 단계(도 4a에서 블록(310)에 의해 표현됨)를 포함한다. 추가적으로, 방법(300)은 제2 냉각제를 롤러(100)의 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)에 제공함으로써(도 4a에서 블록(321)에 의해 표현됨) 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)을 냉각시키는 단계(도 4a에서 블록(320)에 의해 표현됨)를 포함한다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 제1 부분(101)은 제2 부분(102)과 제3 부분(103) 사이에 제공된다. 특히, 제1 냉각제는 제1 온도(T1)를 가지며, 제2 냉각제는 제1 온도(T1)와는 상이한 제2 온도(T2)를 갖는다. 특히, 제1 온도(T1)는 제2 온도(T2)보다 더 낮다.
[0035] 도 4b를 예시적으로 참조하여, 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 방법(300)은 제3 냉각제를 롤러(100)의 제4 부분(104) 및 제5 부분(105)에 제공함으로써(도 4b에서 331에 의해 표현됨) 제4 부분(104) 및 제5 부분(105)을 냉각시키는 단계(도 4b에서 블록(330)에 의해 표현됨)를 포함한다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 전형적으로 제2 부분(102)은 제1 부분(101)과 제4 부분(104) 사이에 제공된다. 제3 부분(103)은 전형적으로 제1 부분(101)과 제5 부분(105) 사이에 제공된다. 더 구체적으로는, 전형적으로 제3 냉각제는 제1 온도(T1) 및 제2 온도(T2)와는 상이한 제3 온도(T3)를 갖는다. 특히, 제3 온도(T3)는 제1 온도(T1)보다 더 낮을 수 있고 및/또는 제2 온도(T2)보다 더 낮을 수 있다.
[0036] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 방법(300)은 롤러(100)의 적어도 하나의 부분을 열팽창시키거나(도 4b에서 블록(341)에 의해 표현됨) 또는 열수축시킴으로써(도 4b에서 블록(342)에 의해 표현됨) 롤러(100)의 형상을 변경하는 단계(도 4b에서 블록(340)에 의해 표현됨)를 더 포함한다. 특히, 롤러의 형상을 변경하는 단계는 볼록한 롤러 형상을 제공하는 단계 또는 오목한 롤러 형상을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 롤러의 축 방향 중간 부분(예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 제1 부분(101))을 롤러의 횡방향 측면 부분들(예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 제2 부분(102) 및 제3 부분(103))보다 더 낮은 온도로 냉각시킴으로써, 오목한 롤러 형상이 획득될 수 있다. 오목한 롤러 형상을 제공하는 것은 유익할 수 있는데, 그 이유는 가요성 기판의 신장(stretching)이 달성될 수 있고 이것이 주름들을 방지하는 데 유익할 수 있기 때문이다.
[0037] 본원에서 설명되는 임의의 다른 실시예들과 조합될 수 있는 실시예들에 따르면, 방법(300)은 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러(100)를 사용하는 단계를 포함한다.
[0038] 본원에서 명시적으로 설명되지는 않지만, 세 개보다 더 많은 별개로 제어 가능한 냉각제 공급부들이 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 제2 및 제3 냉각제 공급부와 유사하게 구성되는 제4 및 제5 냉각제 공급부를 제공함으로써, 롤러의 열 개의 별개의 부분들이 냉각될 수 있다.
[0039] 본원에서 설명되는 실시예들을 고려하면, 본 개시내용의 양태에 따라, 코팅된 가요성 기판을 제조하는 방법이 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 방법은 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러(100), 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 진공 프로세싱 장치(200), 및 본원에서 설명되는 임의의 실시예들에 따른 롤러를 냉각시키는 방법(300) 중 적어도 하나를 사용하는 것을 포함한다.
[0040] 위의 관점에서, 최신 기술과 비교하여, 본원에서 설명되는 실시예들은 개선된 가요성 기판 운반, 개선된 롤러 냉각, 개선된 기판 냉각을 제공하고, 그 결과, 유익하게도, 더 얇고 더 넓은 가요성 기판들이 개선된 프로세싱 결과들을 가지면서 프로세싱될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0041] 전술한 내용이 실시예들에 관한 것이지만, 다른 그리고 추가적인 실시예들이 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있고, 그 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (17)

  1. 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100)로서,
    상기 롤러(100)의 제1 부분(101)을 냉각시키기 위한 제1 냉각제 공급부(110) 및 상기 롤러(100)의 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)을 냉각시키기 위한 제2 냉각제 공급부(120)를 포함하고, 상기 제1 부분(101)은 상기 제2 부분(102)과 상기 제3 부분(103) 사이에 제공되는, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분(101)은 상기 롤러(100)의 본체(106)의 축 방향 중간 부분인, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 냉각제 공급부(110)는 제1 온도(T1)의 제1 냉각제를 제공하도록 구성되고, 상기 제2 냉각제 공급부(120)는 상기 제1 온도(T1)와는 상이한 제2 온도(T2)의 제2 냉각제를 제공하도록 구성되고, 특히 상기 제1 온도(T1)는 상기 제2 온도(T2)보다 더 낮은, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 냉각제 공급부(110)는 제1 냉각제 배관(141)을 포함하고 상기 제2 냉각제 공급부(120)는 제2 냉각제 배관(142)을 포함하며, 상기 제1 냉각제 배관(141) 및 상기 제2 냉각제 배관(142) 둘 모두는 공통 냉각제 유출 배관(150), 특히 상기 롤러의 중심 회전 축(111)의 방향을 따라 연장되는 냉각제 유출 배관에 연결되는, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부분(101)은 상기 롤러의 원통형 본체(106)의 제1 원통형 부분이고, 상기 제2 부분(102)은 상기 본체(106)의 제2 원통형 부분이고, 상기 제3 부분(103)은 상기 본체(106)의 제3 원통형 부분인, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤러(100)의 제4 부분(104) 및 제5 부분(105)을 냉각시키기 위한 제3 냉각제 공급부(130)를 더 포함하고, 상기 제2 부분(102)은 상기 제1 부분(101)과 상기 제4 부분(104) 사이에 제공되고, 상기 제3 부분(103)은 상기 제1 부분(101)과 상기 제5 부분(105) 사이에 제공되는, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제3 냉각제 공급부(130)는 상기 롤러의 중심 회전 축(111)의 방향을 따라 연장되는 냉각제 유출 배관에 연결되는 제3 냉각제 배관(143)을 포함하고, 특히 상기 냉각제 유출 배관은 제4항의 상기 공통 냉각제 유출 배관(150)인, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제4 부분(104)은 상기 롤러(100)의 상기 원통형 본체(106)의 제4 원통형 부분이고, 상기 제5 부분(105)은 상기 원통형 본체(106)의 제5 원통형 부분인, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제3항과 조합하여,
    상기 제3 냉각제 공급부(130)는 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)와는 상이한 제3 온도(T3)의 제3 냉각제를 제공하도록 구성되고, 특히 상기 제3 온도(T3)는 상기 제1 온도(T1)보다 더 낮고 상기 제2 온도(T2)보다 더 낮은, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 본체(106)는 구리를 포함하는 재료로 제조되는 원통인, 가요성 기판을 운반하기 위한 롤러(100).
  11. 가요성 기판(10)을 프로세싱하기 위한 진공 프로세싱 장치(200)로서,
    적어도 하나의 증착 유닛을 포함하는 복수의 프로세싱 유닛들(221)을 포함하는 프로세싱 챔버(220); 및
    상기 가요성 기판을 상기 복수의 프로세싱 유닛들(221)을 지나 가이드하기 위한 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 롤러(100) ― 상기 롤러(100)는 냉각제 공급부(225)에 연결됨 ― 를 포함하는, 가요성 기판(10)을 프로세싱하기 위한 진공 프로세싱 장치(200).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 냉각제 공급부(225)는 상이한 온도들의 두 개 이상의 냉각제, 특히 적어도 제1 온도(T1)를 갖는 제1 냉각제 및 상기 제1 온도(T1)와는 상이한 제2 온도(T2)를 갖는 제2 냉각제를 제공하도록 구성되는, 가요성 기판(10)을 프로세싱하기 위한 진공 프로세싱 장치(200).
  13. 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러(100)를 냉각시키는 방법(300)으로서,
    제1 냉각제를 제1 부분(101)에 제공(311)함으로써 상기 롤러(100)의 상기 제1 부분(101)을 냉각시키는(310) 단계, 및
    제2 냉각제를 제2 부분(102) 및 제3 부분(103)에 제공(321)함으로써 상기 롤러(100)의 상기 제2 부분(102) 및 상기 제3 부분(103)을 냉각시키는(320) 단계 ― 상기 제1 부분(101)은 상기 제2 부분(102)과 상기 제3 부분(103) 사이에 제공되고, 특히 상기 제1 냉각제는 제1 온도(T1)를 갖고, 상기 제2 냉각제는 상기 제1 온도(T1)와는 상이한 제2 온도(T2)를 갖고, 특히, 상기 제1 온도(T1)는 상기 제2 온도(T2)보다 더 낮음 ― 를 포함하는, 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러(100)를 냉각시키는 방법(300).
  14. 제13항에 있어서,
    제3 냉각제를 제4 부분(104) 및 제5 부분(105)에 제공(331)함으로써 상기 롤러(100)의 상기 제4 부분(104) 및 상기 제5 부분(105)을 냉각시키는(330) 단계를 더 포함하고, 상기 제2 부분(102)은 상기 제1 부분(101)과 상기 제4 부분(104) 사이에 제공되고, 상기 제3 부분(103)은 상기 제1 부분(101)과 상기 제5 부분(105) 사이에 제공되고, 특히 상기 제3 냉각제는 제3 온도(T3)를 갖고, 특히 상기 제3 온도(T3)는 상기 제1 온도(T1) 및 상기 제2 온도(T2)와는 상이하고, 특히 상기 제3 온도(T3)는 상기 제1 온도(T1)보다 더 낮고 상기 제2 온도(T2)보다 더 낮은, 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러(100)를 냉각시키는 방법(300).
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 롤러(100)의 적어도 하나의 부분을 열팽창(341)시키거나 또는 열수축(342)시킴으로써 상기 롤러(100)의 형상을 변경하는(340) 단계를 더 포함하고, 특히 상기 롤러(100)의 상기 형상을 변경하는(340) 단계는 볼록한 롤러 형상을 제공하는 단계 또는 오목한 롤러 형상을 제공하는 단계를 포함하는, 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러(100)를 냉각시키는 방법(300).
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 롤러(100)를 사용하는 단계를 더 포함하는, 가요성 기판을 가이드하기 위한 롤러(100)를 냉각시키는 방법(300).
  17. 코팅된 가요성 기판을 제조하는 방법으로서,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 롤러(100), 제12항에 따른 진공 프로세싱 장치(200), 및 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 롤러를 냉각시키는 방법(300) 중 적어도 하나를 사용하는 단계를 포함하는, 코팅된 가요성 기판을 제조하는 방법.
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