CN101796216B - 薄膜叠层体的制造装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供薄膜叠层体的制造装置和方法。其即使在使带状挠性基板的宽度方向朝向铅垂方向的同时，将基板在水平方向上搬送较长的距离，也能够高精度地维持基板的铅垂方向上的位置。当在带状挠性基板(1)的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体时，将配置在多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内、夹着基板的铅垂方向上侧的端部的至少一对夹持辊(52U)设置为，该夹持辊的旋转方向相对于基板(1)的搬送方向成角度(θU)地向上方倾斜，通过使该夹持辊(52U)夹着基板(1)的力变化，能够在基板(1)产生上升的力(Fx)，从而控制基板(1)的高度。

Description

薄膜叠层体的制造装置和方法
技术领域
本发明涉及在带状挠性基板上形成多层薄膜，从而制造薄膜光电变换元件等薄膜叠层体的装置和方法。 
背景技术
半导体薄膜等薄膜叠层体的基板，通常使用高刚性的基板。不过，例如太阳能电池等使用的光电变换元件的基板，为了轻量、容易操作这样的便利性以及通过大量生产引起的成本降低，也使用树脂等挠性基板。 
作为使用这样的挠性基板制造薄膜叠层体的装置，开发有下述成膜装置(例如，参照专利文献1)：使带状的挠性基板通过连续排列的多个成膜室，在停止于各成膜室的状态的上述基板的表面上成膜，接着将该基板搬送至下一个成膜室，重复这样的操作，在上述基板上叠层多层性质不同的薄膜。 
专利文献1：日本特开2005-72408号公报 
在这样的成膜装置中，存在如下类型的成膜装置：将带状挠性基板的宽度方向保持在水平方向并将基板在水平方向上搬送而进行成膜的类型，以及将带状挠性基板的宽度方向保持在铅直方向并将基板在水平方向上搬送而进行成膜的类型。后一类型与前一类型相比，虽然具有基板表面不易被污染等优点，但若成膜室的数目变多，则存在下述问题：由于重力和基板的伸展，在基板表面产生皱折，或者基板在宽度方向弯曲或向下方下垂。 
为了解决这样的问题，提案有下述方法：在排列有多个的成膜室中位于中央的两个成膜室之间配置中间室，在此处设置在基板的宽度方向的整个面上与基板表面接触的侧端位置控制(EPC)辊(roller)。不过，因为成膜通常在比较高的温度下进行，所以若在成膜室之间配置这样的不锈钢制的EPC辊，则存在基板被急冷，产生折皱等的问题。 
另外，为了防止由中间室的EPC辊引起的基板的折皱，提出有如 下方案：去掉中间室的EPC辊，使用夹持辊把持基板的端部进行搬送的方法。不过，因为中间室的EPC辊对基板的限制消失，所以容易受到基板自身的初始特性的偏差的影响。若为了提高生产线的生产效率而增加生产线的成膜室数目并使生产线长变得更长，则该问题会明显，搬送时的基板高度方向的弯曲量增大，基板的成膜位置的偏差变大。 
另外，在成膜初始期间，位于从最初的成膜室到最后的成膜室为止的基板部分，不能够在所有层形成规定的薄膜。因此，在最初的成膜室成膜后的基板部分，在到达收卷芯之前的期间(即，全部薄膜通路(film path)部分)，与在所有层形成有规定的薄膜的基板相比，特性发生变化。因此，从该成膜初始的放卷位置至收卷位置为止的长度的基板，与规定的目标高度相比，在宽度方向上上升或下降。另外，进一步需要长时间地搬送基板，直至基板收敛在规定的高度。 
发明内容
于是，本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种薄膜叠层体的制造装置和方法，该装置和方法在使带状挠性基板的宽度方向朝向铅垂方向、并沿水平方向在较长距离搬送基板时，即使为了提高生产效率而使工艺(process：处理)长度更长，或长距离搬送在成膜初期未进行成膜的基板，也能够防止基板在宽度方向上弯曲、或向下方下垂。 
为实现上述目的，作为本发明的一个实施方式，提供一种薄膜叠层体的制造装置，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的装置，该薄膜叠层体的制造装置的特征在于，包括：基板搬送机构，其使上述基板的宽度方向为铅垂方向，并在水平方向上搬送上述基板；多个成膜室，其沿着上述基板的搬送方向连续地排列，在上述基板的表面进行成膜；至少一对夹持辊(Grip Roller)，其配置在上述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着上述基板的铅垂方向上侧的端部，该夹持辊的旋转方向被设置为相对于上述基板的搬送方向朝上方倾斜；和控制机构，其通过使上述至少一对夹持辊夹着上述基板的力发生变化，控制上述基板的高度。 
另外，作为本发明的另一方式，提供一种薄膜叠层体的制造装置，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的装置，该薄膜叠层体的制造装置的特征在于，包括：基板搬送机构，其使上述基板的宽度方向为铅垂方向，并在水平方向上搬送上述基板；多个成膜室，其沿着上述基板的搬送方向连续地排列，在上述基板的表面进行成膜；多对夹持辊，其配置在上述多个成膜室之间的各个间隔内，夹着上述基板的铅垂方向上侧的端部；至少两对夹持辊，其配置在上述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着上述基板的铅垂方向上侧和下侧的各端部，上述上侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于上述基板的搬送方向朝上方倾斜，上述下侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于上述基板的搬送方向朝下方倾斜；和控制机构，其通过使上述上侧和下侧的两对夹持辊中的至少一对夹持辊夹着上述基板的力发生变化，控制上述基板的高度。 
本发明的薄膜叠层体的制造装置，优选进一步包括：使上述夹持辊夹着基板的力变化的致动器；用于向上述致动器输入能量的动力机构；和对输入上述致动器的能量进行检测的负载检测器(load cell)，优选上述控制机构为了使上述夹持辊夹着基板的力为目标值而对输入上述致动器的能量的目标值进行计算，在利用上述动力机构将该输入能量的目标值输入上述致动器后，将由上述负载检测器检测出的输入能量的检测值与上述输入能量的目标值进行比较，变更输入上述致动器的能量的目标值。 
另外，本发明的薄膜叠层体的制造装置优选进一步具备检测上述基板的高度的传感器，优选上述控制机构在利用上述传感器判定上述基板的高度不在规定的范围内的情况下，变更上述夹持辊夹着基板的力的目标值。 
作为本发明的又一方式，提供一种薄膜叠层体的制造方法，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的方法，该薄膜叠层体的制造方法的特征在于，包括：使上述基板的宽度方向成为铅垂方向，并在水平方向上搬送上述基板的搬送步骤；利用沿着上述基板的搬送方向连续地排列的多个成膜室，在上述基板的表面进行成膜的步骤；和对于配置在上述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着上述基板的铅垂方向上侧的端部的至少一对夹持辊，通过使其夹着上述基板的力发生变化而控制上述基板的高度的步骤，其中， 该夹持辊的旋转方向被设置为相对于上述基板的搬送方向朝上方倾斜。 
另外，作为本发明的再一方式，提供一种薄膜叠层体的制造方法，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的方法，该薄膜叠层体的制造方法的特征在于，包括：使上述基板的宽度方向成为铅垂方向，并在水平方向上搬送上述基板的搬送步骤；利用沿着上述基板的搬送方向连续地排列的多个成膜室，在上述基板的表面进行成膜的步骤；和对于配置在上述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着上述基板的铅垂方向上侧和下侧的各端部的至少两对夹持辊，通过使这些上侧和下侧的两对夹持辊中的至少一对夹持辊夹着上述基板的力发生变化，控制上述基板的高度的步骤，其中，上述上侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于上述基板的搬送方向朝上方倾斜，上述下侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于上述基板的搬送方向朝下方倾斜。 
控制上述基板的高度的步骤，优选进一步包括：为了使上述夹持辊夹着基板的力为目标值，对于使上述夹持辊夹着基板的力变化的致动器，算出向该致动器输入的能量的目标值的步骤；利用动力机构将该能量的目标值输入上述致动器的步骤；和利用负载检测器对输入上述致动器的能量进行检测，将该输入能量的检测值与上述输入能量的目标值进行比较，变更输入上述致动器的能量的目标值的步骤。 
另外，优选控制上述基板的高度的步骤进一步包括：利用传感器检测上述基板的高度，判定上述基板的高度是否在规定的范围内的步骤；和在判定上述基板的高度不在规定的范围内的情况下，变更上述夹持辊夹着基板的力的目标值的步骤。 
发明的效果 
这样，将配置在成膜室之间的、夹着基板的铅垂方向的端部的夹持辊设置为其旋转方向相对于基板的搬送方向倾斜，并使夹持辊夹着基板的力变化，由此，能够控制基板的高度，因此，即使带状挠性基板在多个成膜室之间被搬送长的距离，也能够防止基板在宽度方向上弯曲、或向下方下垂。 
附图说明
图1是示意地表示本发明的薄膜叠层体的制造装置的一个实施方式的平面图。 
图2是将图1的制造装置中的带状挠性基板和固定型的夹持辊放大表示的正视图。 
图3是将图1的制造装置中的带状挠性基板和可变型夹持辊放大表示的正视图。 
图4是示意地表示夹持辊及其附属装置的一例的剖面侧面图。 
图5是表示夹持辊的附属装置及其控制机构的框图。 
图6是表示线性驱动电机的控制的算法的框图。 
图7是表示夹持辊的加压(即加压力)与设定角度与基板的提升力的关系的图表。 
图8是示意地表示实施例2的试验所使用的实验装置的平面图。 
图9是表示图8的实验装置的试验结果的图表。 
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的薄膜叠层体的制造装置的一个实施方式进行说明。另外，此处虽没有特别提到薄膜叠层体的具体的结构，但本发明能够应用于例如太阳能电池用的光电变换元件、有机EL等的半导体薄膜等薄膜叠层体的制造。 
图1是示意地表示本发明的薄膜叠层体的制造装置的一个实施方式的平面图。其中，图被变形，并不是将实物按比例尺描绘而得的图。 
如图1所示，该薄膜叠层体的制造装置主要结构包括：将带状挠性基板1送出的放卷部10、将带状挠性基板1从放卷部向成膜部搬送的放卷侧驱动部20、在带状挠性基板1上叠层多层薄膜的成膜部30、将带状挠性基板1从成膜部向收卷部搬送的收卷侧驱动部60、和将形成有薄膜叠层体的带状挠性基板1收卷的收卷部70。另外，带状挠性基板1以其宽度方向朝向铅垂方向的方式被向水平方向搬送。 
在放卷部10，设置有：从呈辊状地卷有带状挠性基板的原卷(材料)送出带状挠性基板1的放卷芯11、检测从放卷芯11送出的带状挠 性基板1的张力的张力检测辊13、和位于它们之间的自由辊(free roller)12。这些放卷芯11、自由辊12和张力检测辊13分别被设置为轴方向成为铅垂方向。另外，以下说明的各辊，除特别提及的外，均按照轴方向成为铅垂方向的方式设置。 
在放卷侧驱动部20，设置有：为了将带状挠性基板1从放卷部10向成膜部40搬送而进行旋转驱动的放卷侧薄膜驱动辊21；检测该驱动时的带状挠性基板1的张力的张力检测辊22；和将带状挠性基板1的前进方向改变90度而向成膜部40传送的自由辊23。 
在成膜部30设置有预热室38和用于在带状挠性基板1的表面上依次叠层薄膜的多个成膜室40a～40p。在成膜室40中，按照形成的薄膜的种类，设置有CVD、溅射等成膜装置。在本实施方式中，在呈直线状排列的最初的14个成膜室40a～40n中设置有CVD成膜装置，在最后2个成膜室40o、40p中设置有溅射成膜装置。在CVD成膜室与溅射成膜室之间，配置有2个使前进方向改变90度的自由辊31、32。另外，在各成膜室40中，设置有用于使成膜室内为气密状态的可动式的壁(省略图示)。 
对于各成膜室40，在成膜室的基板入口侧设置有夹着带状挠性基板1的一对夹持辊44、52。在夹持辊上，存在对基板1加压的力固定的固定型夹持辊44和能够控制对基板1加压的力的可变型夹持辊52，这将在后面详述。可变型夹持辊52设置在第4、6、8、10、16成膜室40d、40f、40h、40j、40p，在剩余的成膜室设置有固定型夹持辊44。另外，在设置有可变型夹持辊52的各成膜室，设置有对带状挠性基板1的上侧的端面进行检测的端面传感器42，这将在后面详述。 
在收卷侧驱动部60设置有：为了将带状挠性基板1从成膜部40向收卷部70搬送而进行旋转驱动的收卷侧薄膜驱动辊62，和位于其前后的自由辊61、63。在收卷部70设置有：用于控制收卷时的带状挠性基板1的张力的张力检测辊72；位于其前后的自由辊71、73；将形成有薄膜叠层体的带状挠性基板1收卷为辊状的收卷芯75；和位于其之前的自由辊74。 
接着，对夹持辊进行详细说明。图2是将图1的制造装置中的带状挠性基板1和固定型夹持辊44放大表示的正视图。另外，图3是将图1的制造装置中的带状挠性基板1和可变型夹持辊52放大表示的正视图。如图2和图3所示，任一夹持辊44、52均配置在带状挠性基板1的铅垂方向上侧的端部和下侧的端部两方。另外，如图2和图3所示，任一夹持辊均与作为搬送方向的水平方向，成角度θ地倾斜设置。
如图2所示，上侧的固定型夹持辊44U被设置为，辊的旋转方向相对于带状挠性基板1的搬送方向(即水平方向)向上方倾斜。这样，通过使上侧的固定型夹持辊44U的旋转方向与带状挠性基板1的搬送方向之间成角度θU，在带状挠性基板1被沿水平方向搬送时，产生将基板1向上方拉的力FU。另外，下侧的固定型夹持辊44L同样地被设置为以角度θL向下方倾斜，产生将基板1向下方拉的力FD。通过使这两个力FU、FD相等地产生，能够防止在基板1的表面产生皱折。优选上下的角度θU、θL相等，并优选为0.1～6°。 
如图3所示，上侧的可变型夹持辊52U也同样地被设置为以角度θU向上方倾斜，下侧的可变型夹持辊52L也同样地被设置为以角度θL向下方倾斜。在为可变型夹持辊52的情况下，产生的从将基板1向上方拉的力FU减去将基板1向下方拉的力FD而得的差，为实际上使基板1的高度上升的力FX。此处，在夹持辊的角度θU一定的情况下，夹持辊夹着基板1的加压力FP越大，则拉升基板1的力FU越大。另外，在夹持辊的角度θL一定的情况下，夹持辊夹着基板1的加压力FP越大，则下拉基板1的力FD也越大。这样，通过使夹持辊的加压力FP变化，能够改变使基板1的高度上升的力FX(＝FU-FD)，即，能够控制基板1的高度。 
另外，虽然夹持辊的角度θU、θL越大，则拉基板1的力FU、FD也越大，但当角度θU、θL超过6°或超过辊自身的静摩擦力时，拉基板1的力FU、FD几乎不提高。因此，角度θU、θL优选为0.1～6°。优选上下的角度θU、θL相等。这里对将可变型夹持辊52设置在上侧和下侧的情况进行了说明，当然，也可以仅设置上侧的可变型夹持辊52U，通过使该加压力FP变化，同样能够控制基板1的高度。 
接着，对夹持辊的附属装置的结构进行说明。图4是示意地表示夹持辊52及其附属装置的一例的剖面侧面图。如图4所示，一对夹持辊52分别可旋转地安装在基板1一侧开口的辊罩91、92内。一个辊罩91被固定在截面L字形的臂98的一端，该臂98通过悬垂部件103固定在成膜室的壁面110的下表面。另一个辊罩92被固定在板状的加压杆90的一端，该加压杆90在其中央部分通过铰链96可旋转地安装在臂98的另一端。而且，臂98和加压杆90由加压弹簧93连结，通过该加压弹簧93的初始张力F0，一对夹持辊52在水平方向上夹着基板1。 
加压杆90的另一端与截面L字形的调整杆95的一端接触。该调整杆95，在其角部分通过铰链97可旋转地安装在固定部件(未图示)上。调整杆95的另一端与调整弹簧94的一端连结。当调整弹簧94以力FαX在铅垂方向上拉曳调整杆95的另一端时，调整杆95以铰链97为支点旋转，调整杆95的一端以力FαL在水平方向上推动加压杆90的另一端。 
调整弹簧94的另一端与可动棒105的前端连结。可动棒105的相反一端与线性驱动电机100连结，通过线性驱动电机100的旋转，使可动棒105在铅垂方向LX上进退。在线性驱动电机100，设置有将线性驱动电机100锁定在希望的位置的制动器104。另外，在线性驱动电机100，设置有检测线性驱动电机100的当前的旋转数的位置MS的电机位置传感器101。作为电机位置传感器101，优选绝对编码器。在可动棒105上，设置有用于测定调整弹簧94拉调整杆95的力FαX的负载检测器99。 
线性驱动电机100、电机制动器104、电机位置传感器101、负载检测器99，由凸缘102固定在成膜室的壁面110上。另外，可动棒105通过凸缘102内部和成膜室的壁面110。成膜室的壁面110和凸缘102，通过O形密封件或磁密封件106固定，此外，凸缘102和可动棒105，通过O形密封件或磁密封件107接触，由此保持成膜室的气密状态。 
对上侧的可变型夹持辊52U及其附属装置的结构进行了说明，下侧的可变型夹持辊52L及其附属装置，虽然上下颠倒，但能够形成为相同的结构。固定型和可变型的夹持辊与基板的接触面，优选由硅橡胶、氟橡胶等耐热性橡胶或PTFE、聚酰亚胺等合成树脂制作。另外，即使是对不锈钢或铁实施镀铬而得的材料，也能够得到规定的性能。 
接着，对用于控制基板1的高度的结构进行说明。图5是表示夹 持辊的附属装置及其控制机构的框图。如图5所示，控制器120在其内部设置有：数字信号输入接口122、模拟信号输出接口123、模拟信号输入接口124、和能够与这些接口进行信息的接收发送的计算机运算部125。另外，控制器120具备用于操作控制的显示操作部126。 
数字信号输入接口122以能够接收信息的发生与电机位置传感器101连接。模拟信号输出接口123以能够发送信息的方式经继电器(relay)127与电机制动器104及AC100V的制动器驱动电源128连接。另外，模拟信号输出接口123以能够发送信息的发生经电机用放大器129与线性驱动电机100连接。模拟信号输入接口124以能够接收信息的发生经负载检测器用放大器130与负载检测器99连接。 
如图5所示，检测基板1的端面的端面传感器42，在铅垂方向上下配置有两个。上侧的端面传感器42a安装在当基板1超过规定的范围地上升时检测出基板端面的位置，下侧的端面传感器42b安装在当基板1超过规定的范围地下降时检测不出基板端面的位置。端面传感器42的端面检测范围例如能够为±5mm。数字信号输入接口122以能够接收信息的方式经传感器用放大器131a、131b与上侧和下侧的各端面传感器42a、42b连接。 
另外，在图5中，只表示有一台上侧的可变型夹持辊的附属装置，但上侧和下侧的所有可变型夹持辊52a～52f的各附属装置均与这一台控制器120连接。另外，虽然在图5中上下配置有两个端面传感器42，但当然并不限定于此，能够配置三个以上的多个端面传感器。 
根据以上的结构，首先，利用放卷侧和收卷侧的驱动部20、60，将通过多个成膜室40a～40p内的带状挠性基板1，水平地在从放卷芯11送向收卷芯75的方向上搬送。在进行成膜时，停止驱动辊21、62的旋转，使带状挠性基板1为停止的状态，使各成膜室40a～40p的壁(省略图示)移动至与基板1贴紧，使成膜室内为气密状态。然后，在各成膜室内，在带状挠性基板1的表面形成薄膜。 
成膜后，使成膜室的壁返回原来的位置，解除气密状态。再次使驱动辊21、62旋转，将带状挠性基板1搬送至相邻的成膜室的位置。然后，对于停止状态的带状挠性基板1，再次使各成膜室内为气密状态并进行成膜。通过这样反复进行带状挠性基板1的搬送和成膜，能够 在带状挠性基板1的表面制造薄膜叠层体。 
带状挠性基板1移动从第1成膜室40a至第14成膜室40n的长距离，在仅使用位于该区间两端的自由辊23、31支承带状挠性基板1的情况下，存在由于重力和基板的伸展而向下方下垂、或在基板的宽度方向弯曲的问题。于是，在本实施方式中，如上所述，通过使可变型夹持辊52夹着基板1的加压力FP变化，控制使基板1的高度上升的力F，由此，能够将基板1的高度维持在规定的范围内。可变型夹持辊52的加压力的目标值FPX，能够通过下面的式1求取。 
FPX＝F0-R0·R1·FαX  ……(式1) 
F0：加压弹簧的初始张力。 
FαX：调整弹簧拉调整杆的力。 
R0：加压杆的杠杆比(lever ratio)。 
R1：调整杆的杠杆比。 
因为F0、R0、R1均为固定值，所以能够通过仅使调整弹簧94的张力FαX变化，控制可变型夹持辊的加压力的目标值。用于实现作为目标的调整弹簧94的张力FαX的可动棒105的目标位置LX，能够通过下面的式2求取。 
LX＝(FαX-Fα0)/K  ……(式2) 
Fα0：调整弹簧的初始张力。 
K：调整弹簧的弹簧常数。 
由于可动棒105的位置L是线性驱动电机100的旋转数M乘以作为固定值的螺纹导程(Screw lead)G0的关系，因此，可动棒105的目标位置LX能够通过线性驱动电机100的旋转数MX进行控制。其中，螺纹导程G0是由滚珠螺杆引起的电机每旋转一圈的棒的送出量。线性驱动电机100的当前的旋转数的位置MS，能够用电机位置传感器101检测。这样，在将线性驱动电机100旋转驱动至目标的旋转数的位置MX时，只要将线性驱动电机100旋转驱动减去当前的旋转数MS而得的差的量即可。图6表示该线性驱动电机100的控制的算法的框图。 
另外，通过使用负载检测器99，能够更准确地控制调整弹簧94的张力FαX。首先，如上所述，在利用式1，根据可变型夹持辊52的加压力的目标值FPX求得调整弹簧94的张力的目标值FαX之后，利用式2，求取可动棒105的目标位置LX，将线性驱动电机100旋转驱动至目标的旋转数的位置MX。接着，使用负载检测器99测定调整弹簧94的张力的当前值FαS。用于实现作为目标的调整弹簧94的张力FαX的可动棒105的移动距离ΔLX，能够通过下面的式3求取。
ΔLX＝(FαX-FαS)/K……(式3) 
FαX：调整弹簧的张力的目标值。 
FαS：调整弹簧的张力的实测值。 
K：调整弹簧的弹簧常数。 
使用可动棒105的移动距离ΔLX除以螺纹导程G0，能够求取线性驱动电机100的旋转数ΔMX。此外，在将线性驱动电机100旋转驱动该ΔMX的数目后，再次利用负载检测器99测定调整弹簧94的张力的当前值FαS。然后，利用式3求取ΔLX，再次旋转驱动线性驱动电机100。通过反复进行以上动作，能够使实际的调整弹簧94的张力更准确地接近目标值FαX。图6表示使用该负载检测器99的控制的算法的框图。 
进一步，通过使用端面传感器42，能够将基板1的高度更准确地维持在规定的范围内。如图5所示，若基板1的高度在规定的范围内，则上侧的端面传感器42a检测不出基板1的端面(OFF)，下侧的端面传感器42b检测出基板1的端面(ON)。在基板1的高度超过规定的范围上升后的情况下，上侧和下侧两方的端面传感器42a、42b检测出基板1的端面(ON、ON)。另外，在基板1的高度超过规定的范围下降的情况下，上侧和下侧两方的端面传感器42a、42b检测不出基板1的端面(OFF、OFF)。     
从这些各端面传感器42发送的ON、OFF信号，在被放大器131放大后，由控制器120的数字信号输入接口122接收。然后，计算机运算部125判定基板1的高度是在规定的范围内，还是在其上或其下。 
在判定基板1的高度在规定的范围之上的情况下，将上侧的可变型夹持辊52U的加压力的目标值FPX降低。具体而言，如式4所示，从上侧的可变型夹持辊52U的加压力的当前的目标值FPX减去规定的变化量ΔFPX，设定新目标值FPXR。然后，如式5所示，算出调整弹簧94的张力的新目标值FαXR。 
FPXR＝FPX-ΔFPX  ……(式4) 
FPXR＝F0-R0·R1·FαXR  ……(式5) 
根据该新的目标值FαXR，进行上述图6所示的算法的控制。另外，反复进行设定该新目标值FαXR的控制，直到基板1的高度下降至规定的范围内，上侧的端面传感器42a为OFF为止。于是，在上侧的端面传感器42a成为OFF的时刻，从控制器120的模拟信号输出接口123向继电器127发送动作信号，使电机制动器104动作，固定线性驱动电机100，使得调整弹簧94的张力FαX不变动。 
另一方面，在判定基板1的高度在规定的范围之下的情况下，将上侧的可变型夹持辊52U的加压力FPX提高。具体而言，如式6所示，在上侧的可变型夹持辊52U的加压力的当前的目标值FPX上加上规定的变化量ΔFPX，设定新目标值FPXR。然后，如式7所示，算出调整弹簧94的张力的新目标值FαXR。 
FPXR＝FPX+ΔFP  ……(式6) 
FPXR＝F0-R0·R1·FαXR  ……(式7) 
基于该新目标值FαXR，进行上述图6所示的算法的控制。另外，反复进行设定该新目标值FαXR的控制，直到基板1的高度上升至规定的范围内，下侧的端面传感器42b成为ON为止。于是，在下侧的端面传感器42b成为ON的时刻，从模拟信号输出接口123向继电器127发送动作信号，使电机制动器104动作，固定线性驱动电机100。 
可变型夹持辊52的夹着基板1的加压力的目标值FPX，根据基板的性质、搬送距离、成膜室的间隔而不同，但例如优选2～40N的范围，进一步优选4～17N的范围。另外，在上述说明中，仅使上侧的可变型夹持辊的加压力变化而使基板的高度位于(收敛于)规定的范围内，但当基板超过规定的范围上升时，通过增加下侧的可变型夹持辊的加压力也能够使基板下降至规定的范围内，而当基板超过规定的范围下降时，通过降低下侧的可变型夹持辊的加压力也能够使基板上升至规定的范围内。当然，使上侧和下侧两方的可变型夹持辊的加压力均变化而使基板上升或下降与他们的差相应的量，也能够使基板的高度位于规定的范围内。 
另外，固定型夹持辊44的夹着基板1的加压力，也同样地根据基板的性质、搬送距离、成膜室的间隔而不同，但例如优选2～40N的范围，进一步优选4～17N的范围。为了防止在基板1的表面产生皱折，优选使上侧和下侧的固定型夹持辊44的加压力相同。
另外，对重复基板的搬送和停止的步进辊(Stepping-roll)方式的成膜装置进行了说明，但本发明只要是使带状挠性基板的宽度方向朝向铅垂方向、同时沿水平方向在较长距离上搬送基板的装置即可，并不限定于步进辊方式，能够广泛地应用其它方式。 
(实施例1) 
对上侧的一对可变型夹持辊夹着薄膜，搬送薄膜时产生的支承薄膜的力的变化进行了测量。使夹持辊的设定角度θU从0°至7°每次1°地变化，并在各设定角度θU，使夹持辊的夹着薄膜的加压力增加至4.4N、8.9N、16.3N。图7表示其结果。其中，图7的纵轴是从搬送薄膜前的支承基板的力FU0减去支承搬送中的薄膜的力FUX而得的差，表示拉升薄膜的力FU(N)。 
如图7所示，除去夹持辊的设定角度θU为0°的情况，如果设定角度θU相同，则夹持辊夹着薄膜的加压力FP越大，薄膜的拉升力FU越大。另一方面，在夹持辊的设定角度θU为0°的情况下，即使使加压力FP变大，薄膜的拉升力FU也几乎不变化。另外，在夹持辊的设定角度θU为1～6°之间时，在相同的加压力FP，设定角度θU越大，薄膜的拉升力FU也越大，但在设定角度θU为7°时，与设定角度θU为6°的情况几乎相同。 
(实施例2) 
使用图8所示的实验装置，进行定量地测定薄膜的高度的变动的试验。图8所示的实验装置，除了没有成膜室这一点外，为与图1所示的装置基本相同的结构。在图8所示的实验装置中，在设置CVD成膜室的区间，上下分别设置了10组固定型的夹持辊，并仅在上面设置5组可变型的夹持辊。其中，在合计15组的夹持辊中，将可变型的夹持辊配置在第5、第7、9、11、13个。另外，在设置溅射成膜室的区间，上下分别设置了3组固定型的夹持辊。 
实验装置的各区间的长度如图所示。薄膜的总搬送距离为约40m。各夹持辊的辊使用硅橡胶制的辊。另外，夹持辊的设定角度θ全部固定为1°。薄膜使用聚酰亚胺(Kapton：カプトン)薄膜。 
在本试验中，手动使第5、7、9、11、13个可变型夹持辊的加压力变化，目标为，在搬送薄膜约32m的过程中，使薄膜从最初的高度上升10mm，在下一个约32m的搬送过程中，下降至最初的高度，之后在约32m的搬送过程中下降10mm，然后在约32m的搬送过程中再次上升10mm而返回最初的高度。该试验结果如图9所示。 
图9的图表的纵轴，表示从薄膜当初的高度相对变化了的高度的差即位移量(mm)。横轴表示薄膜的搬送距离(m)。图表中的粗线表示薄膜位移量的控制目标。试验重复下述作业：搬送薄膜约16m并使其停止，在手动使夹持辊的加压力变化后再次搬送薄膜。将一次的薄膜的搬送作业作为一步，在图9中，描绘出在每一步在从第6至第13个为止的各夹持辊的位置处测定到的薄膜的位移量。 
如图9所示，薄膜的搬送进行了12步，搬送薄膜约200m。这一过程中，随着夹持辊的加压力的变化，薄膜的位移量几乎与作为控制目标的粗线相同地变化。因此能够确认到，通过使夹持辊的加压力变化，能够按照目标那样控制薄膜位移量。 

Claims (8)

1.一种薄膜叠层体的制造装置，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的装置，该薄膜叠层体的制造装置的特征在于，包括：
基板搬送机构，其使所述基板的宽度方向为铅垂方向，并在水平方向上搬送所述基板；
多个成膜室，其沿着所述基板的搬送方向连续地排列，在所述基板的表面进行成膜；
至少一对夹持辊，其配置在所述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着所述基板的铅垂方向上侧的端部，该夹持辊的旋转方向被设置为相对于所述基板的搬送方向朝上方倾斜；和
控制机构，其通过使所述至少一对夹持辊夹着所述基板的力发生变化来控制所述基板的高度。
2.一种薄膜叠层体的制造装置，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的装置，该薄膜叠层体的制造装置的特征在于，包括：
基板搬送机构，其使所述基板的宽度方向为铅垂方向，并在水平方向上搬送所述基板；
多个成膜室，其沿着所述基板的搬送方向连续地排列，在所述基板的表面进行成膜；
多对夹持辊，其配置在所述多个成膜室之间的各个间隔内，夹着所述基板的铅垂方向上侧的端部；
至少两对夹持辊，其配置在所述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着所述基板的铅垂方向上侧和下侧的各个端部，所述上侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于所述基板的搬送方向朝上方倾斜，所述下侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于所述基板的搬送方向朝下方倾斜；和
控制机构，其通过使所述上侧和下侧的两对夹持辊中的至少一对夹持辊夹着所述基板的力发生变化来控制所述基板的高度。
3.如权利要求1或2所述的薄膜叠层体的制造装置，其特征在于，还包括：
使所述夹持辊夹着基板的力变化的致动器；
用于向所述致动器输入能量的动力机构；和
对输入所述致动器的能量进行检测的负载检测器，
所述控制机构为了使所述夹持辊夹着基板的力为目标值而算出输入所述致动器的能量的目标值，在利用所述动力机构将该输入能量的目标值输入所述致动器后，将由所述负载检测器检测出的输入能量的检测值与所述输入能量的目标值进行比较，变更输入所述致动器的能量的目标值。
4.如权利要求3所述的薄膜叠层体的制造装置，其特征在于：
还包括检测所述基板的高度的传感器，所述控制机构在利用所述传感器判定所述基板的高度不在规定的范围内的情况下，变更所述夹持辊夹着基板的力的目标值。
5.一种薄膜叠层体的制造方法，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的方法，该薄膜叠层体的制造方法的特征在于，包括：
使所述基板的宽度方向成为铅垂方向，并在水平方向上搬送所述基板的搬送步骤；
利用沿着所述基板的搬送方向连续地排列的多个成膜室，在所述基板的表面进行成膜的步骤；和
对于配置在所述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着所述基板的铅垂方向上侧的端部的至少一对夹持辊，通过使该夹持辊夹着所述基板的力发生变化而控制所述基板的高度的步骤，其中，该夹持辊的旋转方向被设置为相对于所述基板的搬送方向朝上方倾斜。
6.一种薄膜叠层体的制造方法，其是在带状挠性基板的表面叠层多层薄膜而制造薄膜叠层体的方法，该薄膜叠层体的制造方法的特征在于，包括：
使所述基板的宽度方向成为铅垂方向，并在水平方向上搬送所述基板的搬送步骤；
利用沿着所述基板的搬送方向连续地排列的多个成膜室，在所述基板的表面进行成膜的步骤；和
对于配置在所述多个成膜室之间的间隔中的至少一个间隔内，夹着所述基板的铅垂方向上侧和下侧的各个端部的至少两对夹持辊，通过使这些上侧和下侧的两对夹持辊中的至少一对夹持辊夹着所述基板的力发生变化，控制所述基板的高度的步骤，其中，所述上侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于所述基板的搬送方向朝上方倾斜，所述下侧的一对夹持辊的旋转方向被设置为相对于所述基板的搬送方向朝下方倾斜。
7.如权利要求5或6所述的薄膜叠层体的制造方法，其特征在于：
控制所述基板的高度的步骤还包括：
为了使所述夹持辊夹着基板的力为目标值，对于使所述夹持辊夹着基板的力变化的致动器，算出向该致动器输入的能量的目标值的步骤；
利用动力机构将该能量的目标值输入所述致动器的步骤；和
利用负载检测器对输入所述致动器的能量进行检测，将该输入能量的检出值与所述输入能量的目标值进行比较，变更输入所述致动器的能量的目标值的步骤。
8.如权利要求7所述的薄膜叠层体的制造方法，其特征在于：
控制所述基板的高度的步骤还包括：
利用传感器检测所述基板的高度，判定所述基板的高度是否在规定的范围内的步骤；和
在判定所述基板的高度不在规定的范围内的情况下，变更所述夹持辊夹着基板的力的目标值的步骤。
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