TWI495749B - 捲對捲濺鍍方法 - Google Patents

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Description

捲對捲濺鍍方法 相關申請案之交互參照
本申請案主張於2012年12月3日提出之韓國專利申請號第10-2012-0138963號之優先權，就各方面而言其全部內容係於此併入作為參考。
本發明係關於一種捲對捲濺鍍方法，且更特別地，係關於一種以濺鍍沉積形成沉積膜於可撓式基板上的捲對捲濺鍍方法。
大體上，圍繞可撓式顯示器之液晶顯示器中之液晶、有機電場發光(electroluminescent,EL)顯示器、電泳(electrophoretic)墨水(E-ink)等等之可撓式基板被實現為高可撓性之聚合物膜。
聚合物薄膜藉由捲對捲濺鍍方法由氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)、氧化銦(In2O3)、氧化鈮(Nb2O5)、氧化矽(SiOx)等等製成之透明導電膜、功能性塗層等等而塗佈。
第1圖係為顯示先前技術之捲對捲濺鍍設備之示意性結構圖。
參閱第1圖，先前技術之捲對捲濺鍍設備包含放捲滾筒10、捲繞滾筒20、複數個引導滾筒10a與20a、冷卻輥30與濺鍍器40。
放捲滾筒10與捲繞滾筒20透過於其間協同旋轉而放捲與捲繞聚合物薄膜。複數個引導滾筒10a與20a以特定距離安排以在聚合物薄膜被捲繞時輔助控制張力。聚合物薄膜由於放捲滾筒10、捲繞滾筒20與複數個引導滾筒10a及20a之機械協同作用而連續地輸送到冷卻輥30上。此外，濺鍍器40形成沉積膜於被輸送到冷卻輥30上之聚合物薄膜上。
冷卻輥30防止於濺鍍期間因熱所導致之聚合物薄膜熔化或變形。因為聚合物薄膜有不良熱抗性，冷卻輥30為必要的以形成沉積膜於聚合物薄膜上。
有關捲對捲濺鍍設備之技術被揭露於韓國專利公開號(Korean Patent Publication)第10-2011-0012182號中(2011年2月9日)。
響應於近來顯示器與相關資訊技術(information technology,IT)產業之發展，使用層合玻璃(laminated glass)取代聚合物薄膜作為可撓式基板之各種裝置正被發展。因此，具有100um或更少厚度之捲型可撓式玻璃產品正被發展並被商業性地散布。因為相較於聚合物薄膜有高熱抗性與卓越濕氣滲透性，玻璃可有利地以各種塗佈材料於各種熱條件下被塗佈。
然而，當可撓式玻璃以塗佈材料使用包含冷卻輥之 相關技術之捲對捲濺鍍設備而塗佈時，具有卓越熱抗性之可撓式基板之優點不足以用於實際運用而為有問題的。
特別地，吸引注目之氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)因為在150℃或更高之溫度下沉積時之改良結晶性而具有卓越品質。然而，當相關技術之捲對捲濺鍍設備被使用時，熱塗佈製程不能被應用。因此，在沉積以氧化矽(SiOx)等等製成之晶種層等於可撓式玻璃上後以氧化銦錫(ITO)於低溫塗佈可撓式玻璃之方法可能被使用。然而，此方法缺點在於用於形成晶種層之額外陰極是必要的且生成之氧化銦錫(ITO)之電阻率與透射率特性比起於高溫結晶之氧化銦錫(ITO)之電阻率與透射率特性為較劣等的。
本發明之背景中所揭露之資訊僅提供用於本發明之背景之較佳了解，且不應視為形成此領域中具有通常知識者已知悉之先前技術之資訊之承認或任何形式之提示。
本發明之各種面向提供能執行熱濺鍍沉積製程之捲對捲濺鍍方法。
於本發明之一面向中，提供一種捲對捲濺鍍方法，此捲對捲濺鍍方法輸送纏繞於放捲滾筒上之可撓式基板至沉積部件，形成沉積膜於可撓式基板上，以及捲繞可撓式基板至捲繞滾筒上。沉積部件包含第一沉積部件。第一沉積部件包含：沉積第一標靶材料於可撓式基板之表面上之第一濺鍍部件；以及配置於可撓式基板之另一表面之一側以加熱可撓式基板之加熱器。
根據本發明之實施例，沉積部件可進一步包含第二 沉積部件。第二沉積部件包含：沉積第二標靶材料於可撓式基板之表面上之第二濺鍍部件；以及接觸並冷卻可撓式基板之冷卻輥。
冷卻輥可具有流路在其中。冷卻水沿流路流動以維持可撓式基板於預定溫度。
第二濺鍍部件可包含複數個濺鍍部件。
第一沉積部件可包含阻擋由加熱器產生之熱傳輸至第一沉積部件之外部之隔熱構件。第一沉積部件可進一步包含用於避免由加熱器產生之熱傳輸至第一沉積部件之外部之冷卻裝置。
可撓式基板可包含可撓式玻璃。
加熱器可使沉積於可撓式基板之一表面上之第一標靶材料得以結晶。
第一濺鍍部件可包含複數個濺鍍部件。
根據本發明之實施例，可能藉由使用加熱器加熱可撓式基板而執行熱濺鍍。
本發明之方法與設備具有其他特徵與優點，其將會從包含於其中之附圖與用於一同解釋本發明之特定原則之下列本發明之細節描述中而顯而易見或更加詳細地解釋。
10、100‧‧‧放捲滾筒
20、200‧‧‧捲繞滾筒
10a、20a、100a、200a‧‧‧引導滾筒
30、324‧‧‧冷卻輥
40‧‧‧濺鍍器
300‧‧‧沉積部件
310‧‧‧第一沉積部件
312‧‧‧第一濺鍍部件
314‧‧‧加熱器
320‧‧‧第二沉積部件
322‧‧‧第二濺鍍部件
第1圖係顯示相關技術之捲對捲濺鍍設備之示意性結構圖； 第2圖係顯示根據本發明之第一例示性實施例之捲對捲濺鍍設備之示意性概念圖；以及第3圖係顯示根據本發明之第二例示性實施例之捲對捲濺鍍設備之示意性概念圖。
現將詳細參照根據本發明之捲對捲濺鍍方法，其實施例係繪示於附圖中並於下說明，因此本發明相關領域具有通常知識者能輕易地實現本發明。
在全文中，參考符號應標於圖式中，其中相同參考符號與記號使用於不同圖式中代表相同或相似元件。在以下本發明之敘述中，當其可能造成本發明之主體標的不清楚時，被包含於其中之習知功能與元件之詳細描述將被省略。
第2圖係顯示根據本發明之第一例示性實施例之捲對捲濺鍍設備之示意性概念圖。
參閱第2圖，根據此實施例之捲對捲濺鍍設備包含放捲滾筒(unwinder roll)100、包含第一沉積部件310之沉積部件300、捲繞滾筒(winder roll)200以及複數個引導滾筒100a與200a。
放捲滾筒100與捲繞滾筒200作用為藉由於其間協同旋轉而放捲或捲繞可撓式基板。
複數個引導滾筒100a與200a以一定距離安排以當可撓式基板滾動時協助控制張力。張力調整裝置與張力控制感應器可附加於引導滾筒，使得可撓式基板能在一定程度之張力下滾 動。
可撓式基板被連續地輸送於沉積部件，由於放捲滾筒100、複數個引導滾筒100a與200a以及捲繞滾筒200之機械協同作用。可撓式基板能以可撓式玻璃實現。其較佳為可撓式玻璃具有100um厚度。
沉積部件300為其中薄膜藉由濺鍍沉積於透過放捲滾筒100、複數個引導滾筒100a與200a以及捲繞滾筒200之機械協同作用而被輸送之可撓式基板上被沉積之反應區。沉積部件300包含第一沉積部件310。
第一沉積部件310包含第一濺鍍部件312與加熱器314。
第一濺鍍部件312包含將形成沉積膜於可撓式基板上之第一標靶材料製成之第一標靶(未顯示)、與為電源以從第一標靶釋放原子之陰極(未顯示)。第一濺鍍部件312藉由沉積第一標靶材料於可撓式基板之表面上而形成沉積膜。其較佳的為第一標靶以由於藉由加熱器314之隨後的熱處理而結晶之氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)等等之材料製成。
第一濺鍍部件312可包含複數個濺鍍部件。複數個濺鍍部件能執行為以相同材料或不同材料製成之標靶。當標靶以相同材料製成時，以高速沉積厚膜於可撓式基板為可能的。當標靶以不同材料製成時，以其中以各別標靶材料製成之沉積膜堆疊於彼此上之多層結構塗佈於可撓式基板為可能的。
加熱器314設置於可撓式基板之另一表面之側面以 加熱可撓式基板。
因為加熱器314加熱可撓式基板，於高溫下以所需要沉積的標靶材料塗佈於可撓式基板為可能的。
較佳地加熱器314結晶沉積於可撓式基板之一表面上之第一標靶材料。當其於高溫沉積或熱處理時，一些材料如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋁鋅(AZO)具有低特定電阻率及高透射率。因此，根據本發明之捲對捲濺鍍設備能藉由使用加熱器314加熱可撓式基板執行熱濺鍍沉積，從而沉積高品質薄膜。
根據本發明之第一沉積部件310能包含阻擋由加熱器314產生之熱傳送到第一沉積部件310外部之隔熱構件(未顯示)。換句話說，第一沉積部件310能包含隔熱構件以避免捲對捲濺鍍設備300之其他部件被來自加熱器314之熱影響。此外，根據本發明之第一沉積部件310能進一步包含冷卻裝置(未顯示)以避免由加熱器314產生之熱被輸送於第一沉積部件310之外側。
此外，第一沉積部件310能包含抗熱構件以抵抗由加熱器314產生之熱。
第3圖係顯示根據本發明之第二例示性實施例之捲對捲濺鍍設備之示意性概念圖。
參閱第3圖，根據本發明之捲對捲濺鍍設備包含放捲滾筒100、包含第一沉積部件310與第二沉積部件320之沉積部件300、捲繞滾筒200以及複數個引導滾筒100a與200a。
於下文中，相同參考符號被使用於標示與前述本發明之第一實施例相同的一些特徵且其相關描述將被省略。
沉積部件300為其中薄膜藉由濺鍍沉積於透過放捲滾筒100、複數個引導滾筒100a與200a以及捲繞滾筒200之機械協同作用被輸送之可撓式基板上被沉積之反應區。沉積部件300包含第一沉積部件310與設置於第一沉積部件310之上游或下游之第二沉積部件320。因此，沉積部件300分成兩個反應區，且較佳地，第一沉積部件310與第二沉積部件320分離於彼此，使得在一區中之反應不會影響另一區中之反應。
因為沉積部件300分成第一沉積部件310與第二沉積部件320，高溫沉積製程與低溫沉積製程能同步地執行。此外，當第一沉積部件310關閉時，執行使用具有不良熱抗性之聚合物薄膜為可撓式基板之沉積為可能的。
第二沉積部件320包含第二濺鍍部件322與冷卻輥324。
第二濺鍍部件322包含以將形成沉積膜之第二標靶材料製成之第二標靶(未顯示)與作為電源以從第二標靶釋放原子之陰極(未顯示)。第二濺鍍部件322藉由沉積第二標靶材料於可撓式基板之一表面上形成沉積膜。第二標靶能以各種材料如氧化矽(SiO2)或氧化鈮(Nb2O5)製成。
第二濺鍍部件322能包含複數個濺鍍部件。複數個濺鍍部件能執行為以相同材料或不同材料製成之標靶。當標靶以相同材料製成時，以高速沉積厚膜於可撓式基板為可能的。當標靶以不同材料製成時，以其中以各別標靶材料製成之沉積膜堆疊於彼此上之多層結構塗佈於可撓式基板為可能的。
冷卻輥324接觸並冷卻可撓式基板。
冷卻輥324之表面能被拋光以變得平滑以避免可撓式基板由於接觸冷卻輥324而被刮傷。此外，控制可撓式基板被輸送之速度與冷卻輥324旋轉之速度以彼此搭配為可能的。
此外，冷卻水沿著其流之流路(未顯示)能形成於冷卻輥324內部。冷卻水沿著流路(未顯示)流動以藉由分散或移除於形成沉積膜之製程期間所產生之熱量而維持可撓式基板於一定溫度。
前述本發明之特定例示性實施例之描述已隨著圖式被呈現。其非旨在為詳盡無遺漏的，或是限制本發明於所揭露之實現形式，且對於此領域中具有通常知識者來說鑑於上述教示顯而易見的是許多修改與變化是可能的。
因此其旨在為本發明之範疇不受限於前述實施例，而是被附於本文之申請專利範圍與其等效物所定義。
100‧‧‧放捲滾筒
200‧‧‧捲繞滾筒
100a、200a‧‧‧引導滾筒
300‧‧‧沉積部件
310‧‧‧第一沉積部件
312‧‧‧第一濺鍍部件
314‧‧‧加熱器

Claims (12)

  1. 一種捲對捲濺鍍方法，該捲對捲濺鍍方法包含下列步驟：輸送捲繞於一放捲滾筒上之一可撓式基板至一沉積部件，形成一沉積膜於該可撓式基板上，並捲繞該可撓式基板至一捲繞滾筒上，其中該沉積部件包含一第一沉積部件，該第一沉積部件包含：一第一濺鍍部件，其沉積一第一標靶材料於該可撓式基板之一表面；以及一加熱器，其配置於該可撓式基板之另一表面之一側以加熱該可撓式基板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該沉積部件進一步包含一第二沉積部件，該第二沉積部件包含：一第二濺鍍部件，其沉積一第二標靶材料於該可撓式基板之一表面；以及一冷卻輥，其接觸並冷卻該可撓式基板。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該冷卻輥具有一流路在其中，其中冷卻水沿該流路流動以維持該可撓式基板於一預定溫度。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該第二濺鍍部件包含複數個濺鍍部件。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該第一標靶材料及該第二標靶材料係為相同材料或 相異材料。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該第一標靶材料包含氧化銦錫，且該第二標靶材料包含Nb2O5或SiO2。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該可撓式基板包含一有機膜，且在該第二沉積部件開啟與該第一沉積部件關閉下僅該第二標靶材料得以被沉積。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該第一沉積部件包含一隔熱構件，該隔熱構件阻擋由該加熱器產生之熱傳輸至該第一沉積部件之外部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該第一沉積部件進一步包含一冷卻裝置以避免由該加熱器產生之熱傳輸至該第一沉積部件之外部。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該可撓式基板包含一可撓式玻璃。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該加熱器使沉積於該可撓式基板之該表面上之該第一標靶材料得以結晶。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之捲對捲濺鍍方法，其中該第一濺鍍部件包含複數個濺鍍部件。
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