CN101680083A - 薄膜传送装置和卷绕式真空成膜方法 - Google Patents

薄膜传送装置和卷绕式真空成膜方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种薄膜传送装置和卷绕式真空成膜方法，其不仅实现了保护基膜的成膜区域的目的，还实现了可使基膜能够平稳地传送的目的。本发明中的卷绕式真空成膜装置(10)包括引导单元(20)，引导单元(20)包括导向辊(17A)和辅助辊(18)，导向辊(17A)具有用来支承基膜(F)的两个侧缘部的一对环形导向部(17b)，辅助辊(18)与导向辊(17A)以互相面对的方式设置，由辅助辊(18)将基膜(F)的两个侧缘部压向一对导向部(17b)，由此可以避免基膜(F)的成膜区域(Fc)接触到引导单元(20)的导向辊(17A)和辅助辊(18)的各个辊表面，因而可以实现保护成膜区域(Fc)的目的。

Description

薄膜传送装置和卷绕式真空成膜方法
技术领域
本发明涉及一种薄膜传送装置和卷绕式真空成膜方法，其可一边在真空环境中连续移送基膜并对被传送的上述基膜进行成膜处理、加热处理或等离子处理等，一边连续卷收经过处理的该基膜。
背景技术
人们公知现有技术中的如下一种卷绕式真空蒸镀方法(例如参照下述专利文献1)：一边将从卷放辊上连续移送过来的长条状的基膜卷绕到冷却辊上，一边将来自设置在该冷却辊对面位置的蒸发源中的蒸镀物质蒸镀到基膜上，蒸镀后的基膜则被卷收到卷收辊上。
图5是表示这种现有技术中的卷绕式真空蒸镀装置的大致结构的示意图。在该图中，符号1表示真空空腔，符号2表示卷放辊，符号3表示冷却(或加热)辊(主辊)，符号4表示卷放辊，符号5表示蒸发源。在卷放辊2和主辊3之间设置有导向辊6A、6B，而在主辊3和卷收辊4之间设置有导向辊7A、7B。
基膜F为塑料薄膜或金属箔等，其从卷放辊2上连续移送过来并经导向辊6A、6B而提供给主辊3。这样，基膜F由于卷绕主辊3被其冷却(或加热)，在这种状态下，会对基膜F的面对蒸发源5的位置的一个表面进行成膜处理。经过成膜处理后的基膜F会经导向辊7A、7B而连续卷收到卷收辊4上。
【专利文献1】日本发明专利公报第3795518号
【专利文献2】日本发明专利公开公报特开2004-87792号
一般情况下，构成上述卷绕式真空蒸镀装置的导向辊采用如图6所示的结构，图6所示的导向辊8具有圆柱形辊表面8a，辊表面8a接触基膜F的一个表面并对基膜F的行进进行引导。与辊表面8a接触并被其支承的基膜F的表面，会因在卷绕式真空蒸镀装置内的导向辊的设置地点的不同而不同，如图5所示，基膜F的成膜表面会接触导向辊6B、7A的辊表面，而基膜F的非成膜表面则会接触导向辊6A、7B的辊表面。
但是由于蒸镀材料的种类、成膜形态或上述装置的使用条件等的不同，会出现不可让基膜F的成膜区域接触导向辊的辊表面的情况。因为导向辊的辊表面接触基膜F的成膜区域时，则会出现导致其成膜部上产生微小划痕的问题。这里所说的“成膜区域”，主要是指基膜的除了两个侧缘部以外的部分。
这时，可以考虑采用如下方法来处理：在真空蒸镀装置结构中，不使用图5所示的导向辊6B、7A，而采用例如图7所示的仅仅支承基膜F的非成膜表面的结构，这时的基膜F的成膜表面就不会接触到导向辊。但在这种方法中，各个辊的设置位置会受到限制，从而使上述装置在结构上受到很大的限制。
另外，还可以采用下述方法来处理：使接触基膜F的成膜表面的导向辊的结构为图8中A所示的结构(例如参照上述专利文献2)。在图8中A所示的导向辊9的圆柱形辊表面9a上，设置有一对突出的环形导向部9b，两个环形导向部9b互相隔开一定距离用来支承基膜F的两个侧缘部。由于导向部9b只支承基膜F的非成膜区域或作为其非使用范围的两个侧缘部，所以可避免基膜F的成膜区域Fc接触到辊表面9a。
但上述结构有如下技术问题：因被传送的基膜F的形状呈长条形，而且在施加了张力的状态下被传送，所以如图8中B所示，被传送的基膜F的中央部会产生弯曲，因而出现其成膜区域Fc接触到导向辊9的辊表面9a的情况。而且，上述结构无法实现对基膜F的行进进行平稳地引导的功能，从而出现如下问题：基膜F的行进线路发生紊乱，影响基膜F的卷收。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明的目的在于提供一种薄膜传送装置和卷绕式真空成膜方法，其可以保护基膜的成膜区域，而且可以使基膜能够平稳地传送。
为了实现上述目的，在本发明的一种实施方式中所述的薄膜传送装置，其为用来在真空空腔内传送基膜的薄膜传送装置，包括卷放辊、卷收辊和传送机构。上述传送机构设置在上述卷放辊和上述卷收辊之间，并具有引导单元。该引导单元包括导向辊和辅助辊，该导向辊具有用来支承上述基膜的两个侧缘部的一对环形导向部，上述辅助辊面向上述导向辊设置，将上述基膜的两个侧缘部压向上述一对导向部。
本发明的一种实施方式中的卷绕式真空成膜方法包括在真空环境中连续移送基膜的情况，对上述基膜的至少一个表面进行成膜处理，该基膜在其两个侧缘部被夹持的状态下朝向卷收部传送。
附图说明
图1是表示作为本发明的第一实施方式中的卷绕式真空成膜装置的卷绕式真空蒸镀装置的大致结构的示意图。
图2是表示图1中的卷绕式真空蒸镀装置的主要部位的结构示例的侧视图。
图3是表示本发明的引导单元的一个结构示例的主视图。
图4是表示本发明的引导单元的另一结构示例的主视图。
图5是表示现有技术中的卷绕式真空蒸镀装置的大致结构的示意图。
图6是表示现有技术中的导向辊的一个结构示例的主视图。
图7是表示现有技术中的另一卷绕式真空蒸镀装置的大致结构的示意图。
图8是表示现有技术中的导向辊的另一结构示例的主视图。
【符号说明】
10，卷绕式真空蒸镀装置；11，真空空腔；12，卷放辊；13，主辊；14，卷收辊；15，蒸发源；16A、16B、17A、17B，导向辊；17a，辊表面；17b，导向部；18、18A、18B，辅助辊；18a，辊表面；18b，压紧部；19，推压机构；20、30，引导单元；21A、21B，支承架；22A、22B，推压机构；25，隔离罩；F，基膜；Fa，成膜表面；Fb，非成膜表面；Fc，成膜区域
具体实施方式
本发明的一种实施方式中所述的薄膜传送装置，是用来在真空空腔内传送基膜的薄膜传送装置，其包括卷放辊、卷收辊和传送机构。该传送机构设置在上述卷放辊和上述卷收辊之间，并具有引导单元。该引导单元包括导向辊和辅助辊，该导向辊具有用来支承上述基膜的两个侧缘部的一对环形导向部，上述辅助辊面向上述导向辊设置，将上述基膜的两个侧缘部压向上述一对导向部。
在上述薄膜传送装置中，被传送的基膜在其两个侧缘部被引导单元夹持的状态下朝向卷收辊传送，因而可避免基膜的成膜区域与引导单元的导向辊和辅助辊的各个辊表面接触，从而可以实现保护该成膜区域的目的。此外，采用上述结构时，可平稳地传送基膜，并可确保基膜具有良好的卷收性。
这里所说的基膜的“成膜区域”，是指基膜的成膜表面的不接触上述引导单元的中央部。这样的基膜包括即使是整个成膜表面都用来进行成膜处理，其两个侧缘部也作为非使用区域的基膜，或具有用来阻止在其两个侧缘部上附着上成膜材料的隔离罩的基膜。
优选在上述薄膜传送装置的上述卷放辊和上述卷收辊之间，还具有下列机构的其中之一：对上述基膜进行成膜处理的成膜机构，对上述基膜进行加热处理的加热机构或对上述基膜进行等离子处理的等离子处理机构。
由此，在基膜被传送的过程中，就可以对其实施成膜处理、加热处理或等离子处理。
优选上述辅助辊具有一对环形的压紧部，用来分别将上述基膜的两个侧缘部同时压在上述一对导向部上。
因此，使用该装置可以实现保护基膜的成膜区域的目的。
或者，优选设置有2个上述辅助辊，它们分别独立地将所述基膜的两个侧缘部同时压在所述一对导向部上。
因此，不仅可将施加给基膜的各缘部的推压力调整得更为合适，还可以控制基膜的行进状况。
优选上述传送机构包括紧贴着上述基膜的非成膜表面并且对其进行冷却或加热处理的主辊，对于这种结构，上述导向辊可以设置在上述主辊和上述卷收辊之间。
因此，上述装置在一边传送基膜的同时，可一边对其进行冷却或加热处理，从而可确保该被冷却了或被加热了的基膜具有良好的卷收性。
此外，本发明的一种实施方式中的卷绕式真空成膜方法包括在真空环境中连续移送基膜的情况，对上述基膜的至少一个表面进行成膜处理，该基膜在其两个侧缘部被夹持的状态下朝向卷收部传送。
上述卷绕式真空成膜方法会夹持着经成膜处理的基膜的两个侧缘部，将该基膜朝向卷收部传送。因此可以在保护着其成膜区域的情况下平稳地传送该基膜，并可确保其具有良好的卷收性。
下面，参照附图说明本发明的实施方式。而且，在本实施方式中，将本发明适用于卷绕式真空蒸镀装置和卷绕式真空蒸镀方法，并将其作为薄膜传送装置和卷绕式真空成膜方法的一个示例来进行说明。
图1是表示作为本发明的第一实施方式中的卷绕式真空蒸镀装置10的大致结构的示意图，该卷绕式真空蒸镀装置10是连续地向长条状的基膜F的一个表面蒸镀既定蒸镀材料的装置。
虽然没有进行图示，但是真空空腔11连接有真空排气机构，该装置采用可对真空空腔11的内部进行真空排气的结构，直到其达到规定的真空度。在真空空腔11的内部设置有卷放辊12、用来使基膜F冷却的主辊13和卷收辊14，在与主辊13面对的位置设置有构成成膜机构的蒸发源15。从卷放辊12上连续移送出基膜F，基膜F在主辊13上被冷却同时也在与蒸发源15面对的位置上进行成膜处理，之后被卷收到卷收辊14上。
此外，在卷放辊12和主辊13之间设置有对成膜处理前的基膜F的行进进行引导的导向辊16A和导向辊16B，而在主辊13和卷收辊14之间设置有对经过成膜处理的基膜F的行进进行引导的引导单元20和导向辊17B。由这些导向辊16A和16B、主辊13、引导单元20和导向辊17B构成本发明的“传送机构”。
这里，基膜F由按照规定宽度裁断的长条状的具有绝缘性的塑料薄膜制成，例如其可以使用OPP(位伸性聚丙烯)薄膜、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂)薄膜或PI(聚酰亚胺)薄膜等。此外，基膜F也可以是金属箔。
在本实施方式中，基膜F相当于将其成膜表面的两个侧缘部作为非成膜区域的基膜，或是即使将整个成膜表面都用来进行成膜处理，其两个侧缘部也作为非使用区域的基膜。如图2所示，为使成膜表面的两个侧缘部都成为非成膜区域，可采用例如在主辊13和蒸发源15之间设置隔离罩25的方法，用隔离罩25覆盖基膜F的两个侧缘部，仅对基膜F的中央部的成膜区域进行成膜处理而形成蒸镀膜Fm。
卷放辊12和卷收辊14各自具有独立的旋转驱动部，通过其可以匀速、连续地移送或卷收基膜F。主辊13呈筒状并由不锈钢或铁等金属制成，其具有旋转驱动部，主辊13的内部设置有冷却介质循环系统等冷却机构。基膜F的非成膜表面紧贴主辊13并被其冷却处理，而基膜F的外面一侧的成膜表面由来自蒸发源15的蒸镀物质进行成膜处理。
蒸发源15不仅用来收纳蒸镀物质，还包括采用电阻加热、感应加热或电子束加热等公知的方法使蒸镀物质加热蒸发的机构。该蒸发源15设置在主辊13的下方，其使蒸镀物质的蒸气附着在其对面的主辊13上的基膜F的成膜表面上而形成覆膜。
对于蒸镀物质不作特殊限定，例如除了可使用Al(铝)、Co(钴)、Cu(铜)、Ni(镍)或Ti(钛)等金属元素单质之外，还可以使用A1-Zn(锌)、Cu-Zn或Fe(铁)-Co等两种以上的金属或多元素合金。而且，蒸发源15的设置数量不局限于一个，其设置数量可以为多介。
导向辊16A和导向辊17B由接触基膜F的非成膜表面并对基膜F的行进进行引导的圆柱形辊体形成，例如上述导向辊16A和导向辊17B具有与如图6所示的导向辊8相同的结构。此外，导向辊16B由接触基膜F的成膜表面并对基膜F的行进进行引导的圆柱形辊体形成，其具有与上述导向辊16A、17B相同的结构。而且，本实施方式中的这些导向辊16A、16B、17B采用其随着基膜F的传送而转动的自由辊结构，但是其也可以各自具有独立的旋转机构部。
引导单元20设置在主辊13和导向辊17b之间，其具有可使经过成膜处理的基膜F朝向卷收辊14一侧传送的引导功能。图3是表示本实施方式中的引导单元20的一个结构示例的侧视图，图3中所示的引导单元20包括导向辊17A和辅助辊18。
导向辊17A由具有辊表面17a的圆柱形辊体形成，辊表面17a面朝基膜F的成膜表面Fa，导向辊17A以其轴位置被固定的方式设置在真空空腔11的内部。在该导向辊17A的辊表面17a上，设置有一对突出的环形导向部17b，两个环形导向部17b对夹基膜F的成膜表面Fa的成膜区域Fc的两个侧缘部进行支承，在成膜区域Fc和辊表面17a间形成有一定宽度的间隙。导向部17b可以与导向辊17A的辊表面17a一体形成，也可以采用其为另外一个零件的结构。
而且，上述导向辊17A采用其随着基膜F的传送而转动的自由辊结构，但是其也可以具有独立的旋转机构部。此外，对于导向部17b的构成材料不作特殊限定，除了可使用金属、树脂之外，也可以使用橡胶等弹性体。
另外，辅助辊18由与导向辊17A面对设置的圆柱形辊体形成，在该辅助辊18的辊表面18a上，设置有一对突出的环形压紧部18b，两个环形压紧部18b接触基膜F的非成膜表面Fb并将基膜F的两个侧缘部压向导向辊17A的导向部17b，压紧部18b可以与辅助辊18的辊表面18a一体形成，也可以采用其为另外一个零件的结构。
辅助辊18的轴部连接有推压机构19，由推压机构19将该辅助辊18压向导向辊17A，该推压机构19具有弹簧、气缸等施力机构，其与轴位置固定了的导向辊17A一起对基膜F的两个侧缘部产生规定的夹紧压力，因此，该结构不仅可以防止基膜F的传送位置发生错位，还可防止基膜F产生弯曲。
而且，上述辅助辊18采用了其随着基膜F的传送而转动的自由辊结构，但是其也可以具有独立的旋转机构部。此外，对于压紧部18b的构成材料不作特殊限定，除了可使用金属、树脂之外，也可以使用橡胶等弹性体。
在具有上述结构的本实施方式中，在经真空排气而达到规定数值真空度的真空空腔11的内部，从卷放部12上会连续移送基膜F，对于被传送过来的基膜F而言，在主辊13上完成成膜处理后，会将其卷收到卷收部14上。
这时，当采用本实施方式时，完成成膜处理的基膜F的成膜区域Fc在位于与导向辊17A的辊表面17a面对的位置上被传送，而基膜F在其两个侧缘部被夹在导向辊17A的导向部17b和辅助辊18的压紧部18b之间的状态下被传送，因此其成膜区域Fc不会接触到导向辊17A的辊表面17a。所以可实现保护成膜区域Fc的目的，即可防止因其与辊表面17a接触而损伤蒸镀覆膜或降低蒸镀覆膜的特性的情况出现。
此外，当采用本实施方式时，由于该装置采用通过引导单元20来夹持基膜F的两个侧缘部并传送基膜F的结构，所以可以使基膜F能够平稳地传送，并可以确保基膜F在卷收部14上具有良好的卷收性。
图4是表示本发明第二实施方式中的引导单元30的结构示例的主视图。图4所示的引导单元30包括：具有上述结构的导向辊17A；一对辅助辊18A、18B，其接触基膜F的非成膜表面Fb一侧并将基膜F的两个侧缘部压向上述导向辊17A的一对导向部17b。
这两个辅助辊18A、18B的各自的转动轴分别以可转动的方式被支承架21A、21B支承，而这两个支承架21A、21B分别与相互独立的推压机构22A、22B相连接。推压机构22A、22B具有弹簧、气缸等施力机构，其与轴位置固定了的导向辊一起对基膜F的两个侧缘部产生规定的夹紧压力。因此，该结构不仅可以防止基膜F的传送位置发生错位，还可防止基膜F产生弯曲。
而且，上述辅助辊18A、18B采用了其随着基膜F的传送而转动的自由辊结构，但是其也可以具有独立的旋转机构部。此外，对辅助辊18A、18B的构成材料不作特殊限定，除了可使用金属、树脂之外，也可以使用橡胶等弹性体。
在具有上述结构的本实施方式中，基膜F在其两个侧缘部被夹在导向辊17A的导向部17b和辅助辊18A、18B之间的状态下进行传送，所以基膜F的成膜区域Fc不会接触到导向辊17A的辊表面17a，因此可以实现保护成膜区域Fc的目的，即可以防止因其与辊表面17a接触而损伤蒸镀覆膜或降低蒸镀覆膜的特性的情况出现。
此外，当采用本实施方式时，由于该装置采用通过引导单元30来夹持基膜F的两个侧缘部并传送基膜F的结构，所以可以使基膜F能够平稳地传送，并可确保基膜F在卷收部14上具有良好的卷收性。
而且，本实施方式中采用了分别通过辅助辊18A、18B将基膜F的两个侧缘部压向导向辊17A的导向部17b的结构，因此，通过上述结构可以将施加给基膜F的各个缘部的压紧力调整得更为合适，还可由此来控制基膜F的行进状况。
上面已经说明了本发明的实施方式，但是，本发明并不局限于此，人们可以根据本发明的技术思路对本发明进行各种变型。
例如，在上述本实施方式中说明了以面对导向辊17A的方式设置辅助辊18(18A、18B)来构成本发明的引导单元20(30)的情况，其中，经过成膜处理的基膜F的成膜表面又与导向辊17A面对，但也可以像上述一样使辅助辊以面对导向辊16B(图1)的方式设置并构成引导单元，其中，成膜处理前的基膜F的成膜表面与导向辊16B面对。
或者，可使具有上述结构的辅助辊分别以与所有的导向辊互相面对的方式设置。由此不仅可一边实现保护基膜的两个表面的目的，一边还可以对基膜进行卷收。
此外，在上述实施方式中说明了使用蒸发源15并以采用真空蒸镀法来制成金属覆膜的方法作为成膜方法的示例，但不受此局限，还可采用喷镀法或各种CVD法等方法来制成金属覆膜或非金属覆膜的成膜方法，还可结合上述成膜方法而适当地采用喷镀靶等成膜方法。此外，不局限于将主辊13作为冷却辊，还可以将其当作加热辊使用。
而且，在上述本实施方式中说明了将本发明的薄膜传送装置适用于卷绕式真空蒸镀装置等成膜装置的示例，但不局限于此，例如本发明也可适用于下述薄膜处理装置中，在该装置的卷放辊和卷收辊之间设置加热处理机构或等离子处理机构等，在基膜传送过程中就可对其实施加热处理或等离子处理。此外，本发明的薄膜传送装置也适用于只是从卷放辊朝向卷收辊传送基膜的装置中，这种情况下，空腔内部不局限于要使其处于真空环境，该空腔内部也可以处于通常大气压环境。

Claims (6)

1.一种在真空空腔内传送基膜的薄膜传送装置，其特征在于：
包括卷放辊、卷收辊和传送机构，所述传送机构设置在所述卷放辊和所述卷收辊之间，并具有引导单元，所述引导单元包括导向辊和辅助辊，所述导向辊具有用来支承所述基膜的两个侧缘部的一对环形导向部，所述辅助辊与所述导向辊以互相面对的方式设置，由该辅助辊将所述基膜的两个侧缘部压向所述一对导向部。
2.根据权利要求1所述的薄膜传送装置，其特征在于：
在所述卷放辊和所述卷收辊之间，还具有下列机构的其中之一：对所述基膜进行成膜处理的成膜机构，对所述基膜进行加热处理的加热机构或对所述基膜进行等离子处理的等离子处理机构。
3.根据权利要求1所述的薄膜传送装置，其特征在于：
所述辅助辊具有一对环形的压紧部，该压紧部分别将所述基膜的两个侧缘部同时压在所述一对导向部上。
4.根据权利要求1所述的薄膜传送装置，其特征在于：
设置有2个所述的辅助辊，该辅助辊分别独立地将所述基膜的两个侧缘部压在所述一对导向部上。
5.根据权利要求1所述的薄膜传送装置，其特征在于：
所述传送机构具有紧贴着所述基膜的非成膜表面并且对其进行冷却或加热处理的主辊，所述导向辊设置在所述主辊和所述卷收辊之间。
6.一种卷绕式真空成膜方法，其特征在于：
在真空环境中连续移送基膜，对所述基膜的至少一个表面进行成膜处理，夹持着经成膜处理后的基膜的两个侧缘部，将所述基膜朝向卷收部传送。
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