표제지
목차
국문 초록 9
ABSTRACT 11
Ⅰ. 서론 14
Ⅱ. 연구 배경 17
1. 스퍼터링 증착 물질 특성분석 17
2. 다양한 금속 증착방식의 종류 21
A. 화학적 기상증착 : CVD (Chemical Vapor Deposition) 22
B. 물리적 기상증착 : PVD (Physical Vapor Deposition) 22
3. 박막구현 및 응용 기술의 동향 28
A. 자연모사와 완전한 박막 제조기술 28
B. 융복합 공정을 이용한 기능성 코팅과 박막 구조 기술구현 29
Ⅲ. 연구 목적 30
1. 산화물 증착을 통한 다층박막 색상구현 원리 확립 30
2. 색변환 다층박막을 통한 Vinyl Coated Metal (VCM) 필름 적용 35
3. Roll-to-Roll 방식을 적용한 고내식성 다층박막 스퍼터링 공정 최적화 37
4. 롤투롤 스퍼터링 증착을 통한 납(Pb) 대체용 방사선차폐필름 선행연구 38
A. 후보군 차폐 물질 선행조사 39
Ⅳ. 연구재료 및 방법 42
1. 다층박막구조 설계 및 물질 선정을 통한 증착공정 확립 42
A. Polyethylene Terephthalate (PET) FILM 두께 및 물성검토 42
B. 스크래치방식 및 UV-imprint 방식 패턴구현 필름선정 연구 47
C. 산화방지막 / 컬러구현막 / 반사층 최종 3layer 구조설계 49
2. 광폭필름 적용을 위한 롤투롤 연속증착 시스템 증착 공정 확립 54
A. Roll-to-Roll 연속증착 시스템 구조 54
B. Roll-to-Roll 증착시스템 광폭필름 증착조건 확립연구 57
3. 필름 상에 구현된 다층박막 물성평가 70
A. 다층금속박막 밀착력 71
B. 가시광선 투과율 72
C. 광학밀도 및 흡광도 (Optical Density) 73
D. 경도시험 (hardness test) 73
E. 색차값 측정을 통한 구현색상 검증 75
4. 방사선 차폐 필름 적용을 위한 금속물질 선정 및 박막 증착조건 수립 76
A. 감쇠비(차폐율) 측정평가 76
Ⅴ. 연구 성적 78
1. 고급 메탈릭 멀티컬러구현을 위한 물질선정 및 박막구조설계 78
2. 변색방지를 위한 산화방지막 증착공정 연구 ; 3layer 다층박막구조 82
3. 박막구조 재현성 확보를 통한 증착공정 최적화 연구 86
A. 주입 가스량 (산소 및 질소, 아르곤) 에 따른 색상구현 연구 86
B. Roll-to-Roll 장거리 증착작업에 따른 초기/말기 색상비교연구 87
C. 다양한 패턴별 Sheet 증착조건 색상재현성 연구 90
D. Roll-to-Roll 다층박막 증착조건 최적화 색상구현 재현성 92
4. 구현색상별 박막 두께관리 표면 접촉각개선 데이터 확보 97
A. 알파스텝을 통한 두께측정 97
B. 플라즈마 전처리를 통한 모재 접착력 향상 99
C. 기재의 표면에 따른 박막구현 조건 검토 100
5. 방사선차폐필름 응용을 위한 기재별 박막구현 101
A. 비스무트 금속 차폐필름 제작 101
B. 방사선필름 차폐성능 측정 102
Ⅵ. 고찰 104
Ⅶ. 결론 107
Ⅷ. 참고문헌 108
Table 1. 주요파장별 저 굴절률, 고 굴절률 물질 17
Table 2. 화학적, 물리적 증착방식의 장단점 21
Table 3. 금속의 스퍼터링 수율 (atom/ion) 26
Table 4. 코오롱 PET FILM 제품유형별 특성 44
Table 5. 코오롱인더스트리 PET필름 유형별 물리적 특성 45
Table 6. 주요 증착 물질별 기본 물성표 50
Table 7. 주요 증착물질별 제조 공정 Data 53
Table 8. 기본 컬러 증착 작업조건 요약표 68
Table 9. 컬러구현막 평가항목 및 측정평가 기준표 70
Table 11. 흡광도 측정장비 및 spec. X-rite 361T 73
Figure 1. 일반적으로 사용되는 산화물의 굴절률 20
Figure 2. 증착방법의 분류 21
Figure 3. 주요 물리적 증착방식의 모식도 27
Figure 4. 양극 산화법을 통한 색상구현 31
Figure 5. 굴절율이 다른 매질 사이에서 빛의 간섭현상 31
Figure 6. 나비 날개의 구조 및 빛의 회절 현상 32
Figure 7. 간섭 메커니즘 33
Figure 8. 박막간섭 이론 33
Figure 9. 박막필름에 의한 구조색의 원리 (a) 다층박막 (b)회절격자 34
Figure 10. 방사선의 투과능력 39
Figure 11. 업체별 공급 PET 필름 외관 사진 43
Figure 12. 두께별 PET 필름 선정 47
Figure 13. 패턴구현 방식비교 47
Figure 14. 임프린팅 방식으로 구현된 패턴필름 49
Figure 15. 본 연구에 사용된 스퍼터징 증착장비 54
Figure 16. 진공챔버 내부현황 및 광폭증착필름 57
Figure 17. 가스공급 MFC(Mass Flow Controller) 58
Figure 18. 진공누설검사 방식 모식도 60
Figure 19. 작업진공도 외부 모니터링 시스템 60
Figure 20. 메인드럼 베이링 구조 61
Figure 21. 주름방지 가이드롤러 구조가공 및 장착 62
Figure 22. Dry pump 배관구조 변경 및 최적화 64
Figure 23. (a) 진공챔버내부 가스공급라인 구조 65
Figure 23. (b) 캐소드 가스공급을 위한 분사 간격 66
Figure 24. 메인드럼 커버 구조 개선 전, 후 사진 66
Figure 25. 기판과 박막간의 밀착력 개선 방안 72
Figure 26. 가시광선투광율 측정장비 72
Figure 27. 연필경도계 측정방식 CT-PC1 74
Figure 28. 색착값 측정방식 및 원리 75
Figure 29. 본 연구에 사용된 색차값 측정장비 76
Figure 30. 방사선차폐필름 측정장비 77
Figure 31. 두께 30um PET 필름 컬러구현 78
Figure 32. 아리아 패턴 100um PET 필름 컬러구현 79
Figure 33. 패턴별, 컬러구현 비교사진 80
Figure 34.(b) 시간에 따른 변색 산화현상 발생 82
Figure 35. 사전 부식방지막 유무에 따른 내열탕 시간에 따른 변색 진행 결과 84
Figure 36. 산화방지막 추가 3 layer 컬러구현 85
Figure 37. 산소분압에 따른 색상구현 차이, 다크블루 (sheet Test) 86
Figure 38. 산소분압에 따른 색상구현 차이, 다크블루 (sheet Test) 86
Figure 39. 다이아패턴, 딥블루 장거리 테스트 (Roll-to-Roll 형태, 약 400M) 88
Figure 40. PET 50um, 다크브라운 장거리 테스트 (Roll-to-Roll, 약 250M) 88
Figure 41. 최종 패턴별, 컬러별 3layer 컬러 구현막 (sheet) 91
Figure 42. 폭 1360mm 롤투롤 방식을 통한 색상구현 필름 92
Figure 43. 폭 1360mm 패턴별, 컬러별 사진 (Roll-to-Roll) (1) 94
Figure 43. 폭 1360mm 패턴별, 컬러별 사진 (Roll-to-Roll) (2) 95
Figure 43. 폭 1360mm 패턴별, 컬러별 사진 (Roll-to-Roll) (3) 96
Figure 44. 대표 구현색상별 알파스텝을 통한 두께측정 그래프 98
Figure 45. Plasma Immersion 시간에 따른 접촉각 변화 99
Figure 46. 모재별 표면 형상 사진 100
Figure 47. 기재별 차폐필름 증착샘플 101
Figure 48. 차폐성능 시험성적서 103