(57)【要約】【課題】フレキシブル基板上に高温でスパッタリング蒸着法にて蒸着膜を成膜することが可能なロール・ツー・ロールスパッタリング方法を提供する。【解決手段】巻き出しロールに巻き取られたフレキシブル基板を蒸着部に搬送して、前記フレキシブル基板上に蒸着膜を成膜したのち、巻き取りロールに巻き取るロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）スパッタリング方法であって、前記蒸着部は、第１蒸着部を含み、前記第１蒸着部は、前記フレキシブル基板の一方の面に第１ターゲット物質を蒸着する第１スパッタ、及び前記フレキシブル基板の他方の面側に配置され、前記フレキシブル基板を加熱するヒータを含むことを特徴とするロール・ツー・ロールスパッタリング方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻き出しロールに巻き取られたフレキシブル基板を蒸着部に搬送して、前記フレキシブル基板上に蒸着膜を成膜したのち、巻き取りロールに巻き取るロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）スパッタリング方法であって、
前記蒸着部は第１蒸着部を含み、
前記第１蒸着部は、
前記フレキシブル基板の一方の面に第１ターゲット物質を蒸着する第１スパッタ、及び
前記フレキシブル基板の他方の面側に配置され、前記フレキシブル基板を加熱するヒータを含むことを特徴とするロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項２】
前記蒸着部は、前記第１蒸着部の前または後に配置される第２蒸着部をさらに含み、
前記第２蒸着部は、
前記フレキシブル基板の前記一方の面に第２ターゲット物質を蒸着する第２スパッタ、及び
前記フレキシブル基板の前記他方の面に接して前記フレキシブル基板を冷却させるクーリングドラム（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｄｒｕｍ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項３】
前記クーリングドラムは、蒸着膜が成膜されるフレキシブル基板を一定の温度に保持させるために、内部に冷却水が流れる流路を有することを特徴とする請求項２に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項４】
前記第２スパッタが複数含まれることを特徴とする請求項２又は３に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項５】
前記第１ターゲット物質と前記第２ターゲット物質とは、互いに同一或いは異なる物質からなることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項６】
前記第１ターゲット物質はＩＴＯであり、前記第２ターゲット物質はＮｂ２Ｏ５またはＳｉＯ２であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項７】
前記フレキシブル基板は有機フィルムであり、
前記第１蒸着部を稼動することなく、前記第２蒸着部のみを稼動して前記フレキシブル基板に前記第２ターゲット物質のみを蒸着することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項８】
前記第１蒸着部は、前記ヒータによって発せられた熱が前記第１蒸着部の外部へ伝わることを遮断する放熱部材を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項９】
前記第１蒸着部は、前記ヒータによって発せられた熱が前記第１蒸着部の外部へ伝わることを防止する冷却手段をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項１０】
前記フレキシブル基板は、フレキシブルガラスであることを特徴とする請求項１〜６、８、９のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項１１】
前記ヒータは、前記フレキシブル基板の一方の面に蒸着される前記第１ターゲット物質を結晶化することを特徴とする請求項１〜６、８〜１０のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【請求項１２】
前記第１スパッタが複数含まれることを特徴とする請求項１〜６、８〜１１のいずれか１項に記載のロール・ツー・ロールスパッタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロール・ツー・ロールスパッタリング方法に係り、より詳しくは、フレキシブル基板上にスパッタリング蒸着法にて蒸着膜を成膜するロール・ツー・ロールスパッタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フレキシブルディスプレイの液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、Ｅ−ｉｎｋなどにおいて用いられるフレキシブル基板としては、柔軟性に優れている高分子薄膜フィルムを用いている。
【０００３】
この種の高分子薄膜フィルムには、ロール・ツー・ロール（ｒｏｏｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）スパッタリング方法によってＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＳｉＯｘなどからなる透明導電膜または機能性コーティング層などが形成される。
【０００４】
図１は、従来のロール・ツー・ロールスパッタリング装置の概略的な構成図である。
図１を参照すると、従来のロール・ツー・ロールスパッタリング装置は、巻き出しロール１０、巻き取りロール２０、複数のガイドロール１０ａ、２０ａ、クーリングドラム３０、及びスパッタ４０を含んでなる。
【０００５】
巻き出しロール１０及び巻き取りロール２０は相互間の回転運動によって高分子薄膜フィルムを巻き出したり、巻き取ったりする。複数のガイドロール１０ａ、２０ａは、一定の間隔を隔てて配列され、高分子薄膜フィルムがローリングされるときの張力の制御を円滑にする。高分子薄膜フィルムは、巻き出しロール１０、巻き取りロール２０、及び複数のガイドロール１０ａ、２０ａの相互間の機械的作動によってクーリングドラム３０に向けて連続して搬送されていく。そして、スパッタ４０は、クーリングドラム３０に搬送されてきた高分子薄膜フィルムに蒸着膜を成膜する。
【０００６】
ここで、クーリングドラム３０は、スパッタリング中に発せられる熱によって高分子薄膜フィルムが溶けたり、変形したりすることを防止する。すなわち、高分子薄膜フィルムは低い耐熱性を有するため、高分子薄膜フィルム上に蒸着膜を成膜させるためには、クーリングドラム３０が必須に要求される。
このようなロール・ツー・ロールスパッタリング装置に関する技術は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００７】
一方、近年、ディスプレイや関連ＩＴ産業などの発達に伴い、高分子薄膜フィルムに代わって、薄板ガラスをフレキシブル基板に用いる種々のデバイスが開発されてきている。そこで、１００μｍ以下の厚さを有するロール（ｒｏｌｌ）形態を有するフレキシブルガラスが開発され製品化されている。ガラスは、高分子フィルムに比べて高い耐熱性を有し且つ透湿性に優れており、様々な熱的条件にて複数のコーティング物質をコートすることができるという長所を有する。
【０００８】
しかしながら、クーリングドラムを含む従来のロール・ツー・ロールスパッタリング装置を利用して前記したようなフレキシブルガラスをコートする場合、優れた耐熱性を有するフレキシブルガラスの長所を十分に活用することができないという短所を有する。
【０００９】
特に、近年、伝導性素材として脚光を浴びているＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）は、１５０℃以上の高温でコートした場合、結晶性が向上することで優れた品質を持つようになるが、従来のロール・ツー・ロールスパッタリング装置による場合、このような高温コーティング工程を適用することができない。そこで、ＳｉＯｘなどのような物質からなるシード層（ｓｅｅｄ  ｌａｙｅｒ）をフレキシブルガラス上に先に蒸着しておいた後、低温でＩＴＯをコートする方法を用いることが考えられるが、かかる方法の場合、シード層をコートするためのカソードをさらに必要とし、且つ高温で結晶化したＩＴＯ特性に対する比抵抗特性及び透過特性が低下するという問題点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】大韓民国公開特許第１０-２０１１-００１２１８２号（２０１１年０２月０９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高温のスパッタリング蒸着工程が可能なロール・ツー・ロールスパッタリング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このために、本発明は、巻き出しロールに巻き取られたフレキシブル基板を蒸着部に搬送して、前記フレキシブル基板上に蒸着膜を成膜したのち、巻き取りロールに巻き取るロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ−ｔｏ−ｒｏｌｌ）スパッタリング方法であって、前記蒸着部は第１蒸着部を含み、前記第１蒸着部は、前記フレキシブル基板の一方の面に第１ターゲット物質を蒸着する第１スパッタ、及び前記フレキシブル基板の他方の面側に配置され、前記フレキシブル基板を加熱するヒータを含むことを特徴とするロール・ツー・ロールスパッタリング方法を提供する。
また、前記蒸着部は、前記第１蒸着部の前または後に配置される第２蒸着部をさらに含み、前記第２蒸着部は、前記フレキシブル基板の前記一方の面に第２ターゲット物質を蒸着する第２スパッタ、及び前記フレキシブル基板の前記他方の面に接して前記フレキシブル基板を冷却させるクーリングドラム（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｄｒｕｍ）を含んでいてよい。
ここで、前記クーリングドラムは、蒸着膜が成膜されるフレキシブル基板を一定の温度に保持させるために、内部に冷却水が流れる流路を有していてよい。
また、前記第２スパッタは複数含まれてよい。
そして、前記第１蒸着部は、前記ヒータによって発せられた熱が前記第１蒸着部の外部へ伝わることを遮断する放熱部材を含んでいてよく、また、前記第１蒸着部は、前記ヒータによって発せられた熱が前記第１蒸着部の外部へ伝わることを防止する冷却手段をさらに含んでいてよい。
そして、前記フレキシブル基板は、フレキシブルガラスであってよい。
また、前記ヒータは、前記フレキシブル基板の一方の面に蒸着される前記第１ターゲット物質を結晶化することが好ましい。
そして、前記第１スパッタは複数含まれてよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ヒータがフレキシブル基板を加熱することで、高温のスパッタリング工程が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のロール・ツー・ロールスパッタリング装置の概略的な構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置を概略的に示す概念図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置を概略的に示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例に係るロール・ツー・ロールスパッタリング方法について詳述する。
なお、本発明を説明するにあたって、関連公知機能あるいは構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不要に不明にし得ると判断された場合、その詳細な説明は省略する。
【００１６】
図２は、本発明の第１実施例に係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置を概略的に示す概念図である。
【００１７】
図２を参照すると、本発明に係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置は、巻き出しロール１００、第１蒸着部３１０を含む蒸着部３００、巻き取りロール２００、及び複数のガイドロール１００ａ、２００ａを含んでなる。
巻き出しロール１００及び巻き取りロール２００は、相互間の回転運動によってフレキシブル基板を巻き出したり、巻き取ったりするものである。
【００１８】
複数のガイドロール１００ａ、２００ａは、一定の間隔を隔てて配列され、フレキシブル基板がローリングされる時の張力の制御を円滑にする。このとき、ガイドロールには、ローリングされるフレキシブル基板が所定の張力をもってローリングできるように張力調節装置及び張力制御センサが取り付けられていてよい。
【００１９】
フレキシブル基板は、巻き出しロール１００、複数のガイドロール１００ａ、２００ａ、及び巻き取りロール２００の相互間の機械的作動によって蒸着部に向けて連続して搬送されていく。フレキシブル基板は、フレキシブルガラスであってよく、フレキシブルガラスは、１００μｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００２０】
蒸着部３００は、巻き出しロール１００、複数のガイドロール１００ａ、２００ａ、及び巻き取りロール２００の相互間の機械的作動によって搬送されてくるフレキシブル基板上にスパッタリング蒸着法にて蒸着膜を成膜する反応領域であって、第１蒸着部３１０を含んでなる。
【００２１】
第１蒸着部３１０は、第１スパッタ３１２及びヒータ３１４を含んでなる。
第１スパッタ３１２は、フレキシブル基板上に蒸着膜を成膜する物質からなる第１ターゲット（図示せず）と第１ターゲットの構成原子を放出させるための電源であるカソード（図示せず）を含んでなり、フレキシブル基板の一方の面に第１ターゲット物質を蒸着して蒸着膜を成膜する。第１ターゲットは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｄｏｐｅｄ  Ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）などといった、後述するヒータ３１４による熱処理によって結晶化される物質からなることが好ましい。
【００２２】
第１スパッタ３１２は、複数含まれてよい。複数の第１スパッタは、同一の物質からなるターゲットを用いてよく、或いは互いに異なる物質からなるターゲットを用いていてもよい。同一の物質からなるターゲットを用いる場合、フレキシブル基板上に高速で厚い蒸着膜を成膜することができ、また、互いに異なる物質からなるターゲットを用いる場合、フレキシブル基板上に各ターゲット物質からなる蒸着膜が積層された積層体を形成することができる。
【００２３】
ヒータ３１４は、フレキシブル基板の他方の面側に配置され、フレキシブル基板を加熱する。
ヒータ３１４がフレキシブル基板を加熱することで、高温での蒸着を要するターゲット物質をフレキシブル基板に蒸着することができる。
好ましくは、ヒータ３１４は、フレキシブル基板の一方の面に蒸着される第１ターゲット物質を結晶化してよい。ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯのような物質は高温で蒸着したり、高温で熱処理をした場合、低い比抵抗と高い透過率を有するようになる。そこで、本発明に係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置では、ヒータ３１４による加熱を通じて高温のスパッタリング蒸着工程を施すことで、優れた品質を有する蒸着膜を成膜することができる。
【００２４】
本発明に係る第１蒸着部３１０は、ヒータ３１４によって発せられた熱が第１蒸着部３１０の外部へ伝わることを遮断する放熱部材を含んでなるものであってよい。すなわち、ヒータ３１４による熱によってロール・ツー・ロールスパッタリング装置の他の部分が影響を受けないように、第１蒸着部３１０は放熱部材を含んでなるものであってよい。これに加えて、本発明に係る第１蒸着部３１０は、ヒータ３１４によって発せられた熱が第１蒸着部３１０の外部へ伝わることを防止する冷却手段（図示せず）をさらに含んでいてよい。
また、第１蒸着部３１０は、ヒータ３１４によって発生する熱に耐えられるために、耐熱部材をさらに含んでなるものであってよい。
【００２５】
図３は、本発明の第２実施例に係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置を概略的に示す概念図である。
図３を参照すると、本発明に係るロール・ツー・ロールスパッタリング装置は、巻き出しロール１００、第１蒸着部３１０及び第２蒸着部３２０を含む蒸着部３００、巻き取りロール２００、及び複数のガイドロール１００ａ、２００ａを含んでなる。
【００２６】
上述した本発明の第１実施例に比べて、同一の構成要素については同一の図面符号を付し、それについての詳述は省略する。
蒸着部３００は、巻き出しロール１００、複数のガイドロール１００ａ、２００ａ、及び巻き取りロール２００の相互間の機械的作動によって搬送されてくるフレキシブル基板上にスパッタリング蒸着法にて蒸着膜を成膜する反応領域であって、第１蒸着部３１０及び第１蒸着部３１０の前または後に配置される第２蒸着部３２０を含んでなる。すなわち、蒸着部３００は、２つの反応領域に分けられ、各領域での反応が他の領域に影響を与えないよう、第１蒸着部３１０と第２蒸着部３２０とは互いに分離されていることが好ましい。
【００２７】
このように、蒸着部３００が、第１蒸着部３１０と第２蒸着部３２０とからなることで、高温蒸着工程及び低温蒸着工程とを同時に行なうことができる。また、第１蒸着部３１０をオフ（ｏｆｆ）させた場合、耐熱性に劣る高分子薄膜フィルムをフレキシブル基板にして蒸着工程を行なうこともできる。
【００２８】
第２蒸着部３２０は、第２スパッタ３２２及びクーリングドラム３２４を含んでなる。
第２スパッタ３２２は、蒸着膜を成膜する物質である第２ターゲット（図示せず）と第２ターゲットの構成原子を放出させるための電源であるカソード（図示せず）とを含んでなり、フレキシブル基板の一方の面に第２ターゲット物質を蒸着して蒸着膜を成膜する。第２ターゲットは、ＳｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５などの多様な物質からなるものであってよい。
【００２９】
第２スパッタ３２２は複数含まれてよい。複数の第２スパッタは、同一の物質からなるターゲットを用いるか、或いは互いに異なる物質からなるターゲットを用いていてよい。同一の物質からなるターゲットを用いた場合、フレキシブル基板上に高速で厚い蒸着膜を成膜することができ、また、互いに異なる物質からなるターゲットを用いた場合、フレキシブル基板上に各ターゲット物質からなる蒸着膜が積層された積層体を形成することができる。
【００３０】
クーリングドラム３２４は、フレキシブル基板に接してフレキシブル基板を冷却させる。
クーリングドラム３２４は、フレキシブル基板との接触によってフレキシブル基板にスクラッチが発生することを防止するために、表面が滑らかに研磨処理されていてよい。また、フレキシブル基板の搬送速度とクーリングドラム３２４の回転速度とが一致するように制御されていてよい。
一方、クーリングドラム３２４の内部には、蒸着膜の成膜工程で発生する熱エネルギーを分散または除去し、フレキシブル基板を一定の温度に保持するための冷却水が流れることができる流路（図示せず）が形成されていてよい。
【００３１】
以上のように本発明を限定された実施例及び図面に基づいて説明してきたが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、前記実施例から種々の修正及び変形が可能である。
ゆえに、本発明の範囲は前述した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び特許請求の範囲と均等なものなどによって決められるべきである。
【符号の説明】
【００３２】
１００  巻き出しロール
２００  巻き取りロール
１００ａ、２００ａ  ガイドロール
３００  蒸着部
３１０  第１蒸着部
３１２  第１スパッタ
３１４  ヒータ
３２０  第２蒸着部
３２２  第２スパッタ
３２４  クーリングドラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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