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技術 ロール

出願人 エルジー・ケム・リミテッド
発明者 ソン・ファン・イドン・リュル・キムジャン・ヨン・ファン
出願日 2013年12月2日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2015-545377
公開日 2016年2月25日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2016-505712
状態 特許登録済
技術分野 CVD 物理蒸着 気相成長(金属層を除く)
主要キーワード 流れ制御デバイス 手動排出 突出パターン 排出流れ 非活性ガス 余裕空間 微細粉末状 移送過程
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年2月25日)のものです。
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図面 (18)

課題・解決手段

本発明は、ロール膜形成装置及び膜形成方法に関する。本発明では、基板、例えば、プラスチックフィルム纎維性または金属性ウェブフィルムのような可撓性基板移送しながら前記基板の表面に膜を形成することができる装置またはその装置を使用した膜形成方法が提供される。

概要

背景

例えば、バリア層(barrier layer)のようなコンフォーマルコーティング(conformal coating)の形成や、電界発光ディスプレイ、LCD(Liquid Crystal Display)または電気泳動などから要求されることができる可撓性ディスプレイコーティングRFID(radio frequency identification)、MEMS(micro electro mechanical systems)、光学コーティング、可撓性基板上の電子部品、可撓性基板上の薄膜エレクトロクロミック及び光電気力分野などを含んだ多様な分野では、多様な種類の膜を形成する技術が要求されることができる。

概要

本発明は、ロール膜形成装置及び膜形成方法に関する。本発明では、基板、例えば、プラスチックフィルム纎維性または金属性ウェブフィルムのような可撓性基板を移送しながら前記基板の表面に膜を形成することができる装置またはその装置を使用した膜形成方法が提供される。

目的

本発明は、ロール、膜形成装置及び膜形成方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

基板移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールとして使用されるロールであって、前記基板の前記移送方向と垂直な方向の末端に接触され、その以外の部分は接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、前記中央部が存在しない構造を有することを特徴とするロール。

請求項2

基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールとして使用されるロールであって、前記基板の前記移送過程で前記基板に向けて前駆体を供給することができる供給手段を含むことを特徴とするロール。

請求項3

両側の末端部が全て中央部に比べて大きい直径を有することを特徴とする請求項1に記載のロール。

請求項4

移送過程で基板を固定することができる固定手段が末端部に存在することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロール。

請求項5

末端部は、張力印加しながら基板を固定するように設置されていることを特徴とする請求項4に記載のロール。

請求項6

末端部は、基板の移送方向と70度〜110度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向に移動可能に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロール。

請求項7

末端部には、基板の移送過程で基板に張力が印加されるように形成されている突出パターンが存在することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のロール。

請求項8

突出パターンは、基板の供給、移送または回収方向と0度を超過し、90度未満の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向に形成されている線形態を含むことを特徴とする請求項7に記載のロール。

請求項9

基板の前記移送方向と垂直な方向の末端に接触され、その以外の部分は接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、前記中央部が存在しない構造を有し、供給手段は、前記中央部または末端部の内部側壁に形成されていることを特徴とする請求項2に記載のロール。

請求項10

側面から前駆体が注入され、注入された前駆体が噴射口により噴射されるように設置されていることを特徴とする請求項9に記載のロール。

請求項11

基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含み、前記ガイドロールのうち少なくとも一つは、請求項1または請求項2に記載のロールであることを特徴とする膜形成装置。

請求項12

処理領域は、膜を原子層蒸着方式で形成するように設置されていることを特徴とする請求項11に記載の膜形成装置。

請求項13

処理領域は、各々基板上に前駆体の層を形成するように設置された第1及び第2領域を含み、ガイドロールは、前記第1及び第2処理領域内に各々一つ以上存在し、前記基板が前記第1及び第2処理領域を順次通過するようにする経路を形成するように設置されていることを特徴とする請求項11に記載の膜形成装置。

請求項14

第1または第2処理領域に形成された前駆体を排気することができるように設置された排気手段をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載の膜形成装置。

請求項15

移送システムは、基板を第1及び第2処理領域を複数回通過させることができるように設置されていることを特徴とする請求項13に記載の膜形成装置。

請求項16

不活性ガスまたは前駆体が供給されるように設置された第3領域をさらに含み、前記第3領域は、第1または第2領域と連結されており、移送システムは、基板を第1領域、第3領域及び第2領域、または第2領域、第3領域及び第1領域を前記手順で通過させることができるように形成されていることを特徴とする請求項13に記載の膜形成装置。

請求項17

移送システムは、基板を第3領域を毎回経由しながら第1及び第2処理領域を複数回通過させることができるように設置されていることを特徴とする請求項16に記載の膜形成装置。

請求項18

移送システムは、第1領域内に存在する複数の第1ガイドロール及び第2領域内に存在する複数の第2ガイドロールを含み、前記第1ガイドロールのうち少なくとも一部は、前記第2領域側に基板の経路を変化させるように形成されており、前記第2ガイドロールのうち少なくとも一部は、前記第1領域側に基板の経路を変化させるように形成されていることを特徴とする請求項13に記載の膜形成装置。

請求項19

請求項11の装置を使用して基板上に膜を形成することを含むことを特徴とする方法。

請求項20

基板がプラスチックフィルム金属性ウェブまたは纎維フィルムであることを特徴とする請求項19に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、ロール膜形成装置及び膜形成方法に関する。

背景技術

0002

例えば、バリア層(barrier layer)のようなコンフォーマルコーティング(conformal coating)の形成や、電界発光ディスプレイ、LCD(Liquid Crystal Display)または電気泳動などから要求されることができる可撓性ディスプレイコーティングRFID(radio frequency identification)、MEMS(micro electro mechanical systems)、光学コーティング、可撓性基板上の電子部品、可撓性基板上の薄膜エレクトロクロミック及び光電気力分野などを含んだ多様な分野では、多様な種類の膜を形成する技術が要求されることができる。

先行技術

0003

米国特許出願公開第2002−0170496号明細書
米国特許第4692233号明細書

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、ロール、膜形成装置及び膜形成方法を提供する。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、基板移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールで使用されるロールであって、前記基板の前記移送方向と垂直な方向の末端に接触され、その以外の部分は接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、前記中央部が存在しない構造を有するロールを提供する。

発明の効果

0006

本発明では、基板、例えば、プラスチックフィルム纎維性または金属性ウェブフィルムのような可撓性基板を移送しながら前記基板の表面に膜を形成することができる装置またはその装置を使用した膜形成方法が提供される。

図面の簡単な説明

0007

例示的なロールの形態を示した図である。
例示的なロールの形態を示した図である。
例示的なロールの形態を示した図である。
例示的なロールの形態を示した図である。
例示的なロールの形態を示した図である。
例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
例示的な前駆体供給ロールの形態を示した図である。
例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。
例示的な膜形成装置または処理領域の構成を示した図である。

実施例

0008

本発明は、いわゆるロールトゥーロール装置(roll to roll device)、例えば、基板を移送することができるように設置された一つ以上のガイドロールを含む移送手段と、前記移送手段により移送される前記基板の表面に膜を形成するように設置されている処理領域と、を含む膜形成装置の前記ガイドロールとして使用されるロールに関する。

0009

前記ロールは、前記基板の移送過程で基板の末端のみに接触され、その以外の基板の部分には接触しないように末端部の直径が中央部に比べて大きいか、あるいは中央部が存在しない形態を有することができる。前記基板の末端は、基板の前記移送方向と垂直な方向でのいずれか一つの末端または両末端を意味することができる。

0010

また、ロールは、上述の構成に基板に向けて前駆体を供給することができる前駆体供給手段を含むことができる。

0011

また、本発明は、前記ロールをガイドロールとして含む膜形成装置に関する。前記装置は、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)により膜を形成する原子層蒸着装置であることができる。

0012

また、本発明は、前記装置を使用して基板、例えば、プラスチックフィルム、金属性または纎維性ウェブやフィルムのような可撓性基板に膜を形成する膜形成方法に関する。

0013

例示的なロールは、基板を移送する用途で使用されるロールであることができる。

0014

ロールは、少なくとも一つの末端部または両末端部が全て中央部に比べて大きい直径を有する構造であるか、あるいは中央部なしに末端部のみが存在する構造を有することができる。一つの例示で、ロールは、両末端部及び中央部を含み、前記両末端部は、基板と接触して前記基板を移送させることができるように設置されており、前記中央部は、基板の移送過程で基板と接触しないように前記両末端部に比べて小さい直径を有するか、存在しないことができる。

0015

図1は、例示的なロールの形態を示した図であり、図1に示したように、ロールは、基板101と接触される両末端部210と、基板101と接触されない中央部220と、を含むことができる。前記中央部220の直径(Rc)対末端部210の直径(Re)の割合(Rc/Re)は、特別に限定されず、適切な基板移送が可能に調節されると関係ない。例えば、前記割合(Rc/Re)は、0.9以下または0.5〜0.9程度であることができる。中央部が存在しない構造で前記割合(Rc/Re)は、0であることができる。

0016

基板の移送方向と垂直な方向で測定されるロールの長さ(L)及び中央部220の長さ(Lc)、中央部220がない場合の両末端部210の間の間隔(Lc)の割合(Lc/L)も移送過程で基板を適切に固定できる程度の末端部210が確保される限り、特別に限定されない。例えば、前記割合(Lc/L)は、0.7〜0.9程度であることができる。

0017

一つの例示で、ロールの末端部には、移送過程で基板を固定するように形成された突出部が存在することができる。突出部により移送過程で基板が固定されて基板の離脱スライドなどが防止されることができる。

0018

また、ロールは、中央部は存在しないで、両末端部のみが存在する形態を有することができる。

0019

ロールの両末端部は、例えば、基板の移送過程で前記移送方向と70度〜110度の範囲内のいずれの一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に基板に張力印加しながら基板を固定するように形成されることができる。例えば、前記末端部は、基板の移送方向と70度〜110度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に前記基板を引っ張ることができるように移動が可能に形成されることができる。他の例示では、末端部またはその末端部に存在する突出部のパターンが基板が移送されながら同時に引っ張られるようにする形状を有することができる。

0020

図2図5は、前記のような構造を例示的に示した図である。

0021

例えば、図2に示したように、ロールは、両末端部210のみが存在する形態を有することができる。このような構造で両末端部210の突出部310に基板101を固定し、前記両末端部210を外側に水平移動させて基板101に張力を印加しながら移送することができる。

0022

図2のような構造は、図3に示したように、中央部220が存在するロールに対しても具現することができる。

0023

図4は、基板101に張力を印加しながら移送することができる他の形態を示した図である。図4のように、突出部310を所定パターンで形成して前記のような構造を具現することができる。この場合、突出部310のパターンの形態は、特別に限定されない。例えば、前記突出パターンは、基板の進行方向(移送方向)と0度を超過して、90度未満の範囲内のいずれか一つの角度を形成している線形態を含むことができる。このような形態は、例えば、櫛形態、すなわち、図4に示したような形態であることができる。

0024

図5は、前記構造の他の形態を例示している。図5のように、末端部210をテーパー(tapered)形態で形成する場合にも張力を印加しながら基板101を移送することができる構造を具現することができる。このような構造により基板101の移送時に末端部210が基板を両側に引っ張る効果を示すことができる。

0025

また、例示的なロールは、上述のように、基板を移送する用途で使用し、追加的に移送される基板に向けて前駆体を供給するように設置されたロール(以下、単純に前駆体供給ロールをまたは供給ロールと称する)であることができる。

0026

前記前駆体供給ロールには、前駆体の供給のための前駆体供給手段が導入されていることができる。前駆体供給ロールは、中央部の直径に比べて末端部の直径が大きいか、あるいは中央部がない構造を有することができる。このような構造で、前駆体供給手段の形成位置は、特別に限定されず、例えば、ロールの中央部から前駆体が供給されるように中央部に位置されるか、末端部の内部側面に形成されることができる。

0027

一つの例示で、供給ロールは、両末端部及び中央部を含み、前記両末端部は、基板と接触されて前記基板を移送させることができるように設置されており、前記中央部は、基板の移送過程で基板と接触しないように前記両末端部に比べて小さい直径を有するか、存在しないことができる。

0028

図6は、例示的な供給ロールを示した図として、図6に示したように、供給ロールは、基板101と接触される両末端部210と、基板101と接触しない中央部220と、を含むことができる。供給ロールで中央部220の直径(Rc)対末端部210の直径(Re)の割合(Rc/Re)は、特別に限定されず、適切な基板移送が可能であり、供給される前駆体が効率的に基板101上に単層(monolayer)を形成することができる程度の距離が確保されるように調節されると、関係ない。例えば、前記割合(Rc/Re)は、0.9以下程度であることができる。中央部が存在しない場合、前記の割合(Rc/Re)は、0である。

0029

基板の移送方向と垂直な方向で測定される供給ロールの長さ(L)及び中央部220の長さ(Lc)、中央部220がない場合の末端部間の間隔(Lc)の割合(Lc/L)も移送過程で基板が適切に固定されることができる程度の末端部210が確保される限り、特別に限定されない。例えば、前記割合(Lc/L)は、0.7〜0.9程度であることができる。

0030

前駆体が液体または気体の場合に、図6に示したように、供給ロールの中央部220には、前記供給手段として、基板101に向けて前駆体を噴射するように設置された噴射口230が存在することができる。例えば、供給ロールの側面から前駆体が注入され、注入された前駆体が噴射口230を通じて基板101に向けて噴射されるように設置されることができる。図示しなかったが、前記噴射口は、例えば、末端部210の内部側壁、すなわち中央部220に向いた末端部210の側壁に形成されていることができる。

0031

供給ロールの噴射口230は、特別な制限なしに公知の方式で形成することができ、例えば、噴射ノズルなどで形成することができる。噴射口は、例えば、図1のように、供給ロールの中央部220に設置されることができ、図示しなかったが、末端部210の内側面に設置されることができる。図6では、突出された構造の噴射口230が図示されたが、前記噴射口は、陥没された構造で形成されることもできる。噴射口の数は、供給ロールの長さ及び処理面の程度によって適切に調節されることができる。

0032

供給ロールではないガイドロールも噴射口230が形成されないこと以外は、前記供給ロールと同一な形状を有することができる。すなわち、本明細書で記述する供給ロールの構造に対する事項のうち噴射口の設置に関する事項以外は、供給ロールではないガイドロールや、前記入力及び回収手段に対しても適用されることができる。

0033

一つの例示で、供給ロールの末端部には、移送過程で基板を固定するように形成された突出部が存在することができる。突出部により移送過程で基板が固定され、基板の離脱やスライドなどが防止されることができる。

0034

供給ロールは、中央部は存在しないで、両末端部のみが存在する形態を有する場合に、前駆体供給手段は、末端部の二つの内部側面のうちいずれの一つに形成されるか、あるいは二つの側面で互いに対向するように形成されることができる。

0035

供給ロールの両末端部は、例えば、基板の移送過程で前記移送方向と約70度〜110度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に基板に張力を印加しながら基板を固定するように形成されることができる。例えば、前記末端部は、基板の移送方向と約70〜110度の範囲内のいずれか一つの角度を成す方向、例えば、垂直な方向に前記基板を引っ張るように移動が可能に形成されることができる。他の例示では、末端部またはその末端部に存在する突出部のパターンが基板が移送されながら同時に引っ張られるようにする形状を有することができる。

0036

図7図10は、前記のような構造を例示的に示した図である。

0037

図7のように、供給ロールは、両末端部210のみが存在する形態を有することができる。このような構造で、両末端部210の突出部310に基板101を固定し、前記両末端部210を外側に水平移動させて基板101に張力を印加しながら移送することができる。

0038

図7のような構造は、図8に示したように、中央部220が存在する供給ロールに対しても具現することができる。

0039

図9は、基板101に張力を印加しながら移送できる他の形態を示した図である。図9のように、突出部310を所定パターンで形成することで、前記のような構造を具現することができる。この場合、突出部310のパターンの形態は、特別に限定されず、例えば、櫛形態、すなわち、図4に示したように、突出部310が基板101の移送方向と供給ロールの外側方向に0度を超過し、90度以下の範囲内でいずれか一つの角度を成す線形状を有するように形成する場合に、張力を印加しながら基板101を移送することができる構造を具現することができる。

0040

図10は、供給ロール他の形態を例示している。図10のように、末端部210をテーパー(tapered)形態で形成する場合にも張力を印加しながら基板101を移送することができる構造を具現することができる。このような構造により基板101の移送時に末端部210が基板を両側に引っ張る効果を示すことができる。

0041

また、本発明は、膜形成装置に関する。このような膜形成装置は、移送手段及び処理領域を含むことができる。

0042

移送手段は、基板を供給することができる供給ロール、基板を移送することができる一つ以上のガイドロール及び基板を回収する回収ロールを含むことができ、前記ガイドロールのうち少なくとも一つは、上述した構造のロールであることができる。

0043

処理領域は、移送手段により基板が導入されて膜を形成するための処理が実行される領域である。例えば、処理領域は、通常的にはチャンバで形成されることができる。後述のように処理領域で基板の表面に前駆体の層が形成される場合に、前記処理領域は、前駆体が収容されるように形成されることができる。本明細書で用語「前駆体」は、膜を形成することができる材料として、その材料自体が前記膜を形成するか、あるいは一応基板の表面に形成された後にそれ自体があるいは他の材料との反応を通じて目的とする材料の膜を形成することができる材料がいずれも含まれることができる。前駆体の形態は、特別に限定されず、気体、液体または固体(例えば、微細粉末状)であることができる。

0044

処理領域で前記前駆体の層が形成されるメカニズムは、特別に限定されない。膜を形成する方法は、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)、CVDまたはスパッタリング(sputtering)など多様に知られており、第1及び第2領域で膜が形成されるメカニズムは、前記方式のうち採用される方式によって該当方式で適合するメカニズムが適用されることができる。

0045

一つの例示で、前記処理領域は、膜を原子層方式(ALD)で形成するように設置されることができる。

0046

例示的な処理領域は、少なくとも2個の領域(以下、各々第1及び2領域と称する)を含むことができ、前記第1領域及び第2領域には、各々一つ以上の通路、例えば、流れ制限通路が形成されることができる。本明細書で用語「流れ制限通路」は、その通路を通じて基板が移動することができ、各領域内に存在することができる前駆体はその通路を通じて外部または他の領域に流出されないように形成されている通路を意味することができる。このような通路の形成方式に対しては後述する。前記各領域は、前記流れ制限通路を通じて導入される前記基板の表面に前駆体を蒸着させて層を形成するように設置されている。

0047

移送手段のガイドロールは、第1及び第2領域内に各々少なくとも一つ存在することができる。このようなガイドロールは、基板が前記通路、例えば、流れ制限通路を通じて前記第1及び第2領域を各々少なくとも1回通過するようにする経路を形成していることができる。

0048

膜形成装置で、前記第1及び第2領域内に各々少なくとも一つ存在するガイドロールのうち少なくとも一つは、前記基板に向けて前記前駆体を供給するように設置された前駆体供給ロールであることができる。例えば、第1領域に供給ロールが存在すれば、第1領域を経由する過程で、基板に第1前駆体供給ロールにより供給されて第1前駆体の層、例えば、第1単層(monolayer)が形成され、第2領域に供給ロールが存在すれば、第2領域を基板が経由する過程で、その表面に第2前駆体の層、例えば、第2単層(monolayer)が形成されることができる。供給ロールは、第1及び第2領域に全て存在することができる。また、供給ロールがない領域には、該当領域に前駆体を供給することができる公知の他の手段が存在することができる。このような方式は、例えば、原子層蒸着方式に適合し、このように供給ロールまたは他の手段により基板上に第1及び第2単層、あるいは追加的な他の単層が繰り返して形成される過程を通して目的とする膜が基板に形成されることができる。第1及び第2前駆体は、互いに同一であるかあるいは相異なっている種類であることができ、必要な場合に、目的とする厚さを考慮して、前記第1及び第2単層の形成過程が複数回繰り返されることができる。また、前記装置は、後述のように、第3前駆体により第3単層を形成するか、不活性ガスによるパージング(purging)が実行される第3領域が装置に含まれることができる。

0049

膜形成装置で、移送手段は、基板を装置に供給する入力手段をさらに含むことができる。移送手段は、処理が終わった基板を回収する回収手段をさらに含むことができる。前記入力手段と回収手段の種類は、特別に限定されない。例えば、入力手段は、ロール形態で巻かれている基板を解きながら供給するように設置された巻取ロールであることができ、回収手段は、基板を巻いて回収する巻取ロールであることができる。

0050

図11は、例示的な膜形成装置の模式図である。

0051

図11に示したように、膜形成装置は、第1領域131及び第2領域132を含むことができる。移送手段は、第1領域131及び第2領域132内に各々少なくとも一つ存在するガイドロール120及び処理が終わった基板101を回収する回収手段140を含み、基板101を供給する入力手段110を含むことができる。図面では、入力手段110と回収手段140が領域131、132の内部に存在する場合が図示されているが、必要な場合、前記手段110、140のうち一つ以上は、領域131、132の外部に存在することができる。第1領域131及び第2領域132は、各領域に存在する前駆体が他の領域に拡散するか漏出されないように壁150により区分され、壁150には、通路160、例えば、流れ制限通路が形成され、その通路160を通じて基板101が移動することができる。各領域131、132には、排気手段170が存在することができ、その手段170により導入された前駆体が排気されることができる。

0052

膜形成装置で、入力手段110は、基板101を装置に導入する役目を実行することができる。入力手段110は、例えば、巻取ロールであることができる。入力手段110により導入された基板101は、各領域131、132を順次移動して処理された後、回収手段140、例えば、巻取ロールにより回収されることができる。

0053

移送システムのガイドロール120のうち少なくとも一つは、上述のロール、すなわち、移送される基板の前記移送方向と垂直な方向の末端にのみ接触されるように中央部に比べて直径が大きい末端部を有する構成を有するロールであるか、前記構成に移送される基板に向けて前駆体を供給するように設置された前駆体供給ロールであることができる。

0054

図12は、前記のようなロールにより形成される膜形成装置の他の例示図である。図12の上部図面は、前記装置を側面から見た場合であり、下部図面は、前記装置を正面から見た場合である。

0055

図12の例示では、第1領域131と第2領域132が一列で順次配置されており、各領域131、132内のガイドロール120により基板101は前記領域131、132の上部を経由するように設置されている。詳しく図示しなかったが、前記基板101の経路は、ガイドロールにより形成されたことで、装置に存在する通路、例えば、流れ制限通路を通じて基板が移動するように形成されることができる。このような構造では、図12の下部図面に示したように、各領域131、132の側面から前駆体が排気されることができる。図12では、第1領域131と第2領域132のみが順次繰り返される形態を示したが、基板101が前記第1領域131と第2領域132を順次経由するように装置が構成される限り、前記領域131、132の間には後述する第3領域などがさらに存在することができる。

0056

膜形成装置は、第3領域をさらに含むことができる。第3領域は、例えば、原子層蒸着工程のパージング(purging)工程で要求される不活性ガスが導入される領域であるか、あるいは第1及び/または第2領域で導入されるものとは相違であるかあるいは同一な前駆体が導入される領域であることができる。第3領域が存在する場合に、前記第3領域は、前記第1及び/または第2領域と前記流れ制限通路により連結されていることができ、移送手段は、基板を前記第3領域を経由して第1及び第2領域を順次通過させるように設置されていることができる。例えば、移送システムにより基板は、第1領域、第3領域及び第2領域を前記手順で経由するか、あるいは第2領域、第3領域及び第1領域を前記手順で経由することができる。

0057

図13は、図11の装置の構造で第3領域701が追加で存在する場合を例示的に示した図である。第3領域701が存在すること以外は、図11で説明した内容が類似して適用されることができる。図13で、第3領域701内には、別途のロールが存在しないが、必要な場合に、図15に示したように、前記領域701内にも供給ロールまたはガイドロールなどが存在することができる。図13に示した例示で、第3領域701は、複数存在することができる。第1領域131と第2領域132との間に第3領域701が複数介在されていることができ、このような複数の第3領域は、各々通路、例えば、流れ制限通路160が存在する壁150により分割されており、基板101が第1領域131を経て複数の第3領域を流れ制限通路160を通じて順次経由した後、第2領域132に導入されることができる。図14は、前記のように、第3領域701−1〜701−3が複数存在する場合の例示図である。第3領域701−1〜701−3が複数存在する場合に、各領域701−1〜701−3に導入されるガスは、同一であるかあるいは相異なっているものであってもよい。

0058

図15は、図11の装置で第3領域7011、7012が2個追加された場合を例示的に示した図である。2個の追加された領域7011、7012に導入されるものは、上述の不活性ガスであるかあるいは第1及び/または第2領域での前駆体と同一または相異なっている前駆体であることができ、第3領域7011、7012の各々に導入される前駆体または不活性ガスの種類も同一であるか相異なっていることができる。

0059

膜形成装置の移送手段、例えば、ガイドロールは、基板を前記第1及び第2領域を複数回通過させるように設置されることができる。第3領域が存在する場合には、前記移送手段、例えば、ガイドロールは、基板を第3領域を毎回経由しながら第1及び第2領域を複数回通過させるように設置されることができる。図16は、基板が第3領域701を毎回経由しながら第1領域131と第2領域132を複数回通過するように形成された移送手段(すなわち、第1領域 → 第3領域 → 第2領域 → 第3領域 → 第1領域 → 第3領域 → 第2領域の手順)を示した例示図である。図16では、第3領域701が存在する場合を示したが、この領域701は、省略されることができ、他の例示では、図17に示したように、複数の第3領域701−1〜701−3が存在することができる。

0060

図16に示したように、移送システムは、第1領域131内に存在する複数の第1ガイドロール120−1など及び第2領域132内に存在する複数の第2ガイドロール120−2などを含むことができる。第1ガイドロールのうち少なくとも一部(例えば、図面の120−1)は、第2領域132側に基板101の経路を変化させるように形成されており、第2ガイドロールのうち少なくとも一部(例えば、図面の120−2)は、前記第1領域131側に基板の経路を変化させるように形成されている。

0061

上述した装置では、移送手段により基板は各領域を経由し、その領域で前駆体が蒸着されて単層が形成されるか、あるいはパージング(purging)されることができる。前駆体は、上述した前駆体供給ロールにより供給されることができる。また、前記装置は、必要な場合に、前記前駆体供給ロールの外に他の供給手段を含むことができる。したがって、前駆体は、前記供給ロール外の他の手段によっても各領域に導入されることができる。前記他の供給手段は、各領域の内部または外部に設置される前駆体ソースを含むことができ、追加的に、前駆体を領域に供給するための配管ポンプバルブタンク及び他の必要な公知の手段を含むことができる。また、例えば、第1及び第2領域の外に第3領域など他の領域が存在し、その領域には、供給ロールが存在しない場合に、前記領域へは前記他の供給手段により前駆体または非活性ガスが導入されることができる。

0062

前記膜形成装置で、各領域は、上述の排気手段による排気または前駆体または非活性ガスの導入圧力などを通じて内部の圧力が制御されることができるチャンバであることができる。前記チャンバは、工程の進行の制御などのための他の処理モジュールまたは装備などとインターフェースされることができる。

0063

膜形成装置では、各領域に存在する基板に未吸着された前駆体が他の領域のガスと混合されることなどにより発生できる不適切な反応、例えば、非−ALD反応などを防止するために、各領域の前駆体が他の領域に移動することを抑制する必要がある。これによって、各領域は、上述した流れ制限通路により連結されているか、追加的に内部圧力が調節されることができる。流れ制限通路を構成する方法は、特別に限定されず、公知された手法を採用することができる。例えば、各通路は、その通路を通過する基板の厚さ及び幅より少しだけ厚くてさらに入れた大きさを有するスリットであることができる。通路は、基板が通過する際に非常に小さい余裕空間のみを許容し、基板が通路の各面と引っかからないように通路を通過するように設置されることができる。例えば、前記余裕空間は、数ミクロンと数ミリメートルの間の範囲内で規定されることができる。また、通路は、基板が通過できる細長トンネルを含んで形成されることができ、必要な場合には、通路を通じたガスの流れを追加で制限するためのワイパーを含むことができる。また、通路は、延長された一連の長くて狭小な通路で形成されることができ、第3領域などに注入される非活性ガスは、第1及び第2領域の中間で通路に直接注入されて前駆体の移動及び混合を防止することを助けることができる。

0064

前駆体混合を防止するために、各領域の間には、圧力差が存在することができる。例えば、図13または図16のように、領域131、132の間に第3領域701が存在する場合には、各領域131、132の圧力より大きい圧力で非活性ガスまたは前駆体を前記第3領域を701に注入することで、ガスの混合などを防止することができる。例えば、ガスの排出流れスロットルするか手動排出して圧力が制御されることができる。他の例示では、ポンプまたは他の吸入ソースを利用して領域にポンピングすることで、圧力差を生成することができる。例えば、ポンプはすべての領域に連結されており、各領域の圧力を調節して圧力差を生成するように制御することができる。また、前駆体の移動は、流れ制御バルブまたは他の流れ制御デバイスを使用して、ガスの相対的流れ速度及びポンピング速度を制御することで防止することができる。また、圧力センサー応答する制御装置を使用してガス注入及び排出の流れ速度を制御することで、希望する圧力差を維持することを補助することができる。

0065

また、本発明は、膜の形成方法に関する。膜形成方法は、例えば、原子層蒸着方法であることができる。このような方法は、例えば、上述した膜形成装置を使用して実行することができる。例えば、前記装置のガイドロールを使用して基板を通路により形成された経路に沿って移送させながら、第1領域では、前駆体供給ロールまたは他の供給手段により前駆体を供給して基板上に第1単層を形成し、第2領域では、前駆体供給ロールまたは他の供給手段により前駆体を供給して基板上に第2単層を形成する方式で、基板上に膜を形成することができる。前記過程は、希望する厚さを得るために、2回以上繰り返されることができ、必要な場合に、一つ以上の第3領域を上述したように含ませて第1及び第2単層の形成の間にパージング工程を実行するか、あるいは第1及び第2単層とは異なる材質の第3単層を形成することを実行することができる。

0066

前記方法で使用される基板の種類は、特別に限定されず、例えば、ガラス、プラスチックフィルム、金属性ウェブまたは纎維性フィルムなどであることができる。また、前記方法により基板に形成されることができる膜の種類は、原子層蒸着方法などにより形成されることができるもので、公知されているか予測できるすべての種類の膜が含まれて、例えば、バリア層、導電層誘電体層絶縁体層発光層電子輸送層電子注入層正孔注入層または正孔輸送層などであることができる。

0067

このような膜を形成するために使用できる前駆体の種類も特別に限定されず、例えば、原子層蒸着に適用されて上述した各種類の膜を形成することができるもので、公知されたすべての種類が含まれることができる。

0068

本発明では、基板、例えば、プラスチックフィルム、纎維性または金属性ウェブやフィルムのような可撓性基板を移送しながら前記基板の表面に膜を形成することができる。

0069

101基板、120ガイドロール、120−1 第1ガイドロール、120−2 第2ガイドロール、131 第1領域、132 第2領域、170排気手段、210末端部、220 中央部、230噴射口、310 固定手段、701 第3領域

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