CN102300796A - 柔性基板位置控制设备 - Google Patents

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横山胜治
山田隆典
和田刚典
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

一种处理设备中的柔性基板位置控制设备(100)，该柔性基板位置控制设备以垂直方位在水平方向传输带状柔性基板(1)，并由安装在基板的传输路径中的处理单元进行基板的处理，它设置有：一对夹持辊(131，132)，夹持基板的上边缘；支撑机构(140)，可旋转地支撑一对夹持辊，同时允许这些辊彼此互相接触和分离；施力装置(150)，用于经由支撑机构向一对夹持辊施加压力；以及调节装置(160)，用于调节由施力装置施加的压力。一对夹持辊具有倾斜度，其中相对于基板的夹持面的加压方向为朝向基板宽度方向的边缘，且一对夹持辊由支撑机构支撑，以使夹持面处的旋转方向与基板的传输方向为相同方向。柔性基板位置控制设备能够抑制带状柔性基板的下垂和皱纹的出现，并且在实现高质量的处理同时，能够处理柔性基板在相反方向上的传输。

Description

柔性基板位置控制设备
技术领域
本发明涉及柔性基板位置控制设备，尤其涉及在传输柔性基板时在执行诸如膜沉积的处理的处理设备中控制带状柔性基板在宽度方向上的位置的控制设备。
背景技术
虽然刚性基板通常用于诸如半导体薄膜的薄膜层叠体的基板，但是为了改善生产率并降低成本，由于重量轻并能够成辊地处理所以能提供较大的处理方便，也有使用诸如塑料膜的柔性基板的情况。例如，专利文献1揭示了薄膜层叠体(薄膜光电转换元件)的制造设备，它在柔性基板上层叠并形成不同性质的多个薄膜，并使用在柔性基板的传输方向上排列的多个沉积单元绕成成品辊，同时间歇地以指定间距传输从退绕辊提供的带状柔性基板(聚酰亚胺膜)。
专利文献1：日本专利申请特许公开No.2005-72408
发明内容
有两种类型的这种薄膜层叠体制造设备，一种是以水平方位传输时执行沉积，即在传输时带状柔性基板的宽度方向是水平方向，一种是以垂直方位传输时执行沉积，即在传输时带状柔性基板的宽度方向是垂直方向。虽然与前者相比后者提供诸如安装面积小和基板表面更抗污染等优点，但是如果传输跨度变得过长，它将变得难以对抗重力而保持恒定的传输高度，从而导致柔性基板表面出现皱纹或使得柔性基板下垂的趋势变得显著。
专利文献1揭示的设备用夹紧构件(垫片)夹紧柔性基板的上下边缘，并在柔性基板的分步传输的停止阶段期间在宽度方向上拉伸。然而，由于该设备重复夹紧、拉伸和释放柔性基板，所以它难以将柔性基板保持在恒定的传输高度，并且也不能实现在连续传输柔性基板时执行沉积的连续沉积设备。
因此，如图1A至1C所示，本发明的发明人已开发了一种设备，其中夹持柔性基板1的上下边缘的成对的上下夹持辊30和30′排列在构成薄膜层叠体制造设备的各沉积单元20之间，夹持部分处各夹持辊的旋转方向相对于柔性基板1的传输方向F具有朝向上对角方向和下对角方向的偏转角+θ和-θ，并且柔性基板1的传输高度通过允许向上和向下作用的提升力和下降力作用在柔性基板1的上下边缘上来调节。
虽然该设备在展开柔性基板和调节柔性基板的传输高度方面是有利的，但它不能应用于包括柔性基板在相反方向上传输的往复沉积过程。如果柔性基板在相反方向上传输，则归因于上述偏转角的提升力和下降力在相反的方向上作用，从而导致夹持辊30和30′的问题。
鉴于以上原因，本发明的目的是提供一种柔性基板位置控制设备，它能够以垂直方位传输带状柔性基板，同时抑制柔性基板出现下垂和皱纹，并且在实现高质量处理的同时，能够适应柔性基板在相反方向上的传输。
为了实现上述目的，本发明的第一方面是一种处理设备中的柔性基板位置控制设备，该柔性基板位置控制设备以垂直方位在水平方向传输带状柔性基板，并由安装在基板的传输路径中的处理单元进行基板的处理，该控制设备设置有：一对夹持辊，夹持基板的上边缘；支撑机构，可旋转地支撑一对夹持辊，同时允许这些辊彼此互相接触和分离；施力装置，用于经由支撑机构向所述一对夹持辊施加压力；以及调节装置，用于调节由施力装置施加的压力，其中，该对夹持辊具有倾斜度，其中相对于基板的夹持面的加压方向为朝向基板宽度方向的边缘，且该对夹持辊由支撑机构支撑，以使夹持面处的旋转方向与基板的传输方向为相同方向。
此外，为了实现上述目的，本发明的第二方面是一种处理设备中的柔性基板位置控制设备，该柔性基板位置控制设备以垂直方位在水平方向传输带状柔性基板，并由安装在基板的传输路径中的处理单元进行基板的处理，该控制设备设置有：支撑机构，可旋转地支撑一对夹持辊，同时允许这些辊彼此互相接触和分离；施力装置，用于经由支撑机构向该对夹持辊施加压力；以及调节装置，用于调节由施力装置施加的压力，其中该对夹持辊具有倾斜度，其中各个辊的轴方向朝向基板宽度方向的边缘移离基板的夹持面，且该对夹持辊由支撑机构支撑，以使夹持面处的旋转方向与基板的传输方向为相同方向。
在上述处理设备中，通过分别排列在处理单元(沉积单元)的上游和下游的诸如退绕辊的传输装置，柔性基板以垂直方位传输，即在水平方向上宽度方向是垂直方向，并且柔性基板经历安装在基板的传输路径中的处理单元的诸如沉积的处理。此时，柔性基板的上边缘由构成位置控制设备的一对夹持辊来夹持。在第一方面中，由于一对夹持辊具有倾斜度，其中相对于基板的夹持面的加压方向为朝向基板宽度方向的边缘，因此由施力装置施加的压力具有相对于基板的夹持面的垂直加压分量和沿基板的夹持面朝向基板的边缘作用的展开分量。因此，通过调节施力装置的压力并调节朝向基板的边缘作用的展开分量(力分量)连同加压分量，柔性基板在宽度方向上的垂直位置可被调节并且传输高度可保持恒定。
另外，在第二方面，由于一对夹持辊具有倾斜度，其中各个辊的轴方向朝向基板宽度方向的边缘移离基板的夹持面，所以相对于基板的夹持面朝向基板边缘的展开力由夹持辊的被动旋转产生。因此，通过调节施力装置的压力并调节展开力，柔性基板在宽度方向上的垂直位置可被调节并且传输高度可保持恒定。
用该方式，在以上任一方面中，柔性基板的上边缘朝向边缘展开，并且在传输跨度的中间部分处由其本身重量所引起的下垂和皱纹被抑制。此外，由于上述控制不依赖于夹持面处每个夹持辊的旋转方向，并且夹持面处的旋转方向与基板的传输方向相同，所以在相反方向的传输期间也可执行类似的位置控制，从而有可能廉价地适应各种类型的往复过程，诸如包括柔性基板在相反方向的传输的往复沉积过程。
在本发明的一优选方面中，构成一对夹持辊的各个辊的周面具有弧形截面，且辊由支撑机构支撑以便于在轴向偏移时能够互相接触和分离。在该方面，由于加压方向的倾斜度根据每个夹持辊的截面形状赋予，所以不必倾斜每个夹持辊的轴方向，并且例如，每个夹持辊在夹持状态中的轴向可被设置为平行于传输面的垂直方向，这在简化支撑机构方面是有利的。例如，加压方向的倾斜角可容易地设置成对应于每个夹持辊的轴向保持平行的状态中的偏移量，并且朝向基板的边缘作用的展开分量可简单地通过改变压力在宽范围上改变。
在本发明的一优选方面中，构成一对夹持辊的一个或两个辊是锥形辊，具有在其轴向倾斜的周面。在这些方面中，同样由于加压方向的倾斜度根据每个夹持辊的截面形状赋予，因此这在简化支撑机构方面是有利的，并且朝向基板的边缘作用的展开分量可简单地通过改变压力在宽范围上改变。
在上述各个方面中，一对夹持辊中的每一个辊优选由支撑机构支撑，以使夹持面相对于基板宽度方向具有倾斜度。在该方面，由于柔性基板的边缘被夹持在弯向包括沉积区域的基板的中心部分的状态，因此与夹持辊的接触压力相比可获得较大的夹持力。
在本发明的一优选方面中，支撑机构包括：第一连杆，该第一连杆使得一对夹持辊中的一个或者两个辊能在彼此接触和分离的方向上移动，以及第二连杆，该第二连杆使得夹持辊能在基板宽度方向上移动；施力装置包括：第一施力构件，该第一施力构件在夹持辊被压在一起的方向上对第一连杆施力，以及第二施力构件，该第二施力构件在朝向基板宽度方向的边缘的方向上对第二连杆施力，且压力调节装置包括该第二施力构件的施力调节装置。
与由于通过施力装置(施力构件)的施力夹持辊被加压的方向(接触和分离的方向)具有相对于夹持面的倾斜度而具有产生压力和展开力(力分量)的构造的上述第一方面不同，在本方面中，通过采用压力和展开力分别由对应于两个方向(包括大致垂直于夹持面的接触和分离方向，以及大致平行于夹持面的方向)的施力的两个连杆产生的构造，通过对应于第二连杆或第二施力构件的位移改变展开力并在第一连杆和第一施力构件的压力保持大致恒定的状态中提升或下降柔性基板的边缘，柔性基板在宽度方向的垂直位置可被调节并且传输高度可保持恒定。
在本发明的一优选方面中，支撑机构还包括第三连杆，第三连杆使得第一连杆的支撑点在基板宽度方向移动。在该方面，通过用第三连杆移位第一连杆的支撑点，柔性基板可伴随夹持面上夹持辊的实质移动而展开，并且基板的传输高度和展开程度可在更宽的范围上被调节。此外，通过在加压期间在相反方向移动第三连杆，具有使分离夹持辊并释放夹持的操作能执行的额外优点。
在本发明的一优选方面中，支撑机构包括：第一连杆，第一连杆使得一对夹持辊中的一个或者两个辊在彼此接触和分离的方向上移动；第二连杆，第二连杆在基板宽度方向上枢轴地支撑一对夹持辊中的一个或者两个辊；以及复位弹簧，复位弹簧经由第二连杆对夹持辊中的一个或者两个辊在与基板宽度方向的边缘相反的方向上施力，并且施力装置包括：第一施力构件，第一施力构件在夹持辊接触和分离的方向上对第一连杆施力，而夹持辊中的一个或者两个辊构成为以第一施力构件的压力和复位弹簧的复位力处于平衡的摆角被按压。
在该方面，通过调节第一施力构件的压力来改变摆角并在基板的宽度方向上移位夹持面，柔性基板的垂直位置可被调节。即，在伴随基板宽度方向上一对夹持辊的夹持面的移位展开柔性基板时，宽度方向上的垂直位置可被调节，并且基板的传输高度和展开程度可简单地通过调节第一施力装置的压力在更宽的范围上调节。
在支撑机构包括多个连杆和施力构件的上述方面中，连杆和施力构件也可分别对应于每个夹持辊来设置。
本发明也适用于在柔性基板上方和下方排列多对夹持辊的方面。即，在本发明的一优选方面中，还提供一对下夹持辊，其夹持基板的下边缘，以及用于一对下夹持辊的支撑机构和施力装置，其以与上述的支撑机构和施力装置相同的方式构成。在该方面中，通过调节压力，柔性基板可提升或下降，传输高度可在宽度方向上向上和向下两个方向上展开柔性基板时根据作用在上下夹持面中的每一个上的压力的展开分量之差来控制，从而有效地抑制柔性基板的皱纹并有可能进一步改进柔性基板的定位精确度。
在本发明的一优选方面中，处理设备是薄膜层叠体制造设备，其设置有以均等的间距沿着基板的传输路径排列成行的作为处理单元的多个沉积单元，依序在基板的表面连续地层叠和形成薄膜，同时间歇地以与沉积单元相对应的间距传输基板，其中一对上夹持辊和一对下夹持辊设置于多个沉积单元之间。
在本发明的一优选方面中，处理设备是薄膜层叠体制造设备，在连续传输基板时在用作为处理单元的沉积单元处在基板的表面上层叠和形成薄膜，其中多对上夹持辊和多对下夹持辊沿着沉积单元的上方和下方的传输方向排列。
在上述方面中，在基板的薄膜形成区域与多对上夹持辊之间、以及薄膜形成区域与多对下夹持辊之间，还分别优选设置沿着支撑基板的传输方向排列的多个支撑辊。在本方面，在柔性基板能够由不包括用于调节压力的移动部分的耐热支撑辊可靠地支撑在沉积单元附近的同时，多组成对的夹持辊可排列在离开高温沉积单元一段距离处，从而有可能减小辐射热对夹持辊的影响，这在选择夹持辊材料时改进自由度方面是有利的。
本发明也可应用于处理设备中的柔性基板位置控制设备，该柔性基板位置控制设备通过在水平、垂直或对角方向上以除了垂直方位之外的诸如水平方位的方位传输带状柔性基板来执行诸如沉积的处理。
例如，上述本实施例的第二方面是一种处理设备中的柔性基板位置控制设备，该柔性基板位置控制设备在传输带状柔性基板时由安装于基板的传输路径中的处理单元执行基板的处理，该控制设备设置有：各对夹持辊，其夹持基板的各个边缘；各个支撑机构，其可旋转地支撑各对夹持辊，并分别允许每一对辊彼此互相接触和分离；施力装置，用于经由各个支撑机构向各对夹持辊施加压力；以及调节装置，用于调节由施力装置施加的压力，其中柔性基板位置控制设备可作为柔性基板位置控制设备应用，每对夹持辊具有倾斜度，其中各个辊的轴方向向基板宽度方向的边缘移离基板的保持面，且由各个支撑机构支撑以使夹持面处的旋转方向与基板的传输方向为相同方向。
在该方面，相对于各边缘的夹持面朝向基板各边缘的展开力由分别夹持柔性基板各边缘的一对夹持辊中每一个的被动旋转产生，并且柔性基板通过该展开力在宽度方向上展开。此外，由于通过分别调节施力装置在各侧的压力，对应于各施力装置的压力而改变该展开力，因此可调节柔性基板在宽度方向上的位置，并且在宽度方向上展开时可抑制柔性基板的下垂。由于这些动作不依赖于各夹持辊的旋转方向，且各夹持面的旋转方向与基板的传输方向相同，因此对相反方向的传输也可类似地执行位置控制。
在该方面，同样，构成各对夹持辊的每个辊优选是锥形辊，具有相对于其轴向倾斜的周面。
如上所述，根据本发明的柔性基板位置控制设备在传输带状柔性基板时能够有效地抑制在执行诸如沉积的处理时柔性基板出现下垂和皱纹，并且通过保持宽度方向上的恒定位置实现高质量处理，还可廉价地适应包括柔性基板在相反方向上传输的往复过程。
附图简述
图1A是示出薄膜层叠体制造设备的一部分的示意俯视图，图1B是其示意性侧视图，而图1C是沿图1B的线A-A所取的截面图；
图2是示出根据本发明第一实施例的基板位置控制设备的前视图；
图3是图2的重要部分的放大图；
图4A是示出应用根据本发明第一实施例的基板位置控制设备的分步沉积设备的一个沉积单元的示意性俯视图，而图4B是其示意性侧视图；
图5是沿图4B的线B-B所取的截面图；
图6A是示出应用根据本发明第一实施例的基板位置控制设备的连续沉积设备的一个沉积单元的示意性俯视图，而图6B是其示意性侧视图；
图7是沿图6B的线C-C所取的截面图；
图8是示出根据本发明第二实施例的基板位置控制设备的前视图；
图9是图8的重要部分的放大图；
图10是从传输方向的上游侧观察的截面图，它示出在将根据本发明第二实施例的基板位置控制设备应用于连续沉积设备的情况下的变体；
图11是从传输方向的下游侧观察的截面图，它示出在将根据本发明第二实施例的基板位置控制设备应用于连续沉积设备的情况下的另一变体；
图12是示出根据本发明第三实施例的基板位置控制设备的前视图；
图13是图12的重要部分的放大图；
图14是示出根据本发明第四实施例的基板位置控制设备的前视图；
图15是图14的重要部分的放大图；
图16A是示出在释放状态下的根据本发明第五实施例的基板位置控制设备的前视图，图16B示出施加压力的状态，而图16C示出施加展开力的状态；
图17A是示出在释放状态下的根据本发明第六实施例的基板位置控制设备的前视图，图17B示出施加压力的状态，而图17C示出施加展开力的状态；
图18A是示出在释放状态下的根据本发明第七实施例的基板位置控制设备的前视图，图18B是它的重要部分的放大图，而图18C示出施加展开力的状态；
图19A是示出在释放状态下的根据本发明第八实施例的基板位置控制设备的前视图，图19B是在开始加压的状态下的重要部分的放大图，而图19C示出施加展开力的状态；
图20是示出根据本发明第九实施例的基板位置控制设备的前视图；
图21A是根据本发明第九实施例的一对夹持辊的重要部分的放大图，其中轴向的倾斜角不同，而图21B是示出在其正方向和反方向两者施加的展开动作的示意性侧视图；
图22A是示出应用根据本发明第九实施例的基板位置控制设备的分步沉积设备的一部分的示意性俯视图，图22B是其示意性侧视图，而图22C是沿图22B的D-D所取的截面图；
图23是示出应用根据本发明第九实施例的基板位置控制设备的连续沉积设备的截面图；
图24是示出以不同形式应用根据本发明第九实施例的基板位置控制设备的连续沉积设备的截面图；以及
图25是示出应用根据本发明第九实施例的基板位置控制设备的另一连续沉积设备的截面图。
具体实施方式
以下参考本发明实施例的附图提供详细说明，同时将本发明应用于构成用于太阳能电池的薄膜光电转换元件的薄膜层叠体制造设备的基板位置控制设备的情况用作示例。此外，在以下说明中，公共或对应的附图标记用于指示各实施例的公共或对应的组成部分，且对其的说明可省略。
(第一实施例)
图2是从传输方向的上游侧观察的前视图，它示出根据本发明第一实施例的基板位置控制设备100。图1中部分示出，薄膜层叠体制造设备设置有在维持指定真空度的真空室10内的传输装置，该传输装置在水平方向上传输带状柔性基板1(柔性膜)且以柔性基板的宽度方向为垂直方向，并用沿柔性基板1的传输路径排列成行的多个沉积单元20在柔性基板1的表面上层叠并形成薄膜。
构成传输装置的诸如进料辊和张力辊的多个辊在传输方向上排列在沉积单元的上游侧和下游侧，并且柔性基板1的退绕辊和卷绕辊在传输方向上排列在其上游侧和下游侧。另外，引导柔性基板1在沉积单元的上游侧和下游侧转向并在沉积单元处设置柔性基板1的线性传输路径的导向辊(空转辊)排列在上游侧和下游侧进料辊与沉积单元之间。由于其构造与现有技术的构造相同，所以在图中未示出。
基板位置控制设备100通过控制悬挂在导向辊之间并传输通过沉积单元的柔性基板1在垂直方向的位置来保持恒定传输高度，基板位置控制设备100排列在沉积单元的传输路径上以在宽度方向(即垂直方向)展开柔性基板1，并且基板位置控制设备100包括：例如一对夹持辊130，夹持柔性基板1的上边缘；支撑机构140，可旋转地支撑构成该对夹持辊130的每个辊131和132，同时允许这些辊彼此互相接触和分离；施力装置(150)，用于经由支撑机构140向该对夹持辊130(131，132)施加压力；以及压力调节装置(160)。
在根据本发明第一实施例的基板位置控制设备100中，构成一对夹持辊130的各个辊中的一个是固定辊131，而另一个是可动辊132，固定辊131由轴131a可旋转地支撑，而可动辊132由轴132a可旋转地支撑。固定辊131的轴131a设置在平行于柔性基板1的传输面的垂直方向，且上端和下端从固定侧支撑构件141下端由设置成在垂直于传输方向的方向上突出的大致U形的支架141a支撑。固定侧支撑构件141固定在真空室的结构元件11上。
另一方面，可动辊132的轴132a的上端和下端从可动侧支撑构件142的远端由设置成相对于支架141a突出的类似形状支架142a支撑，并且在一对夹持辊130被压在一起的工作状态中，可动辊132的轴132a被设置为与固定辊131的轴131a平行。可动侧支撑构件142从支架142a突出的远端向上延伸，进一步弯曲以向固定侧支撑构件141的上端延伸，并且在位于传输面上方的铰链142b处，枢轴地耦合到固定侧支撑构件141的上端，并且由于可动侧支撑构件142以铰链142为中心的枢轴旋转可动辊132能够与固定辊131接触和分离。
弹簧150(张力弹簧)作为固定侧支撑构件141和可动侧支撑构件142之间的施力装置来插入。弹簧150的一端连接到固定侧支撑构件141，弹簧150的另一端通过压力调节螺钉160连接到可动侧支撑构件142，并且通过转动压力调节螺钉160调节弹簧150的初始位移，可调节固定辊131上可动辊132的压力(接触压力)。
如图2和3所示，在根据本发明第一实施例的一对夹持辊130的每个辊131和132中，夹持柔性基板1的周面131b和132b具有弧形截面，在轴向相互偏移，并分别由轴131a和132a支撑。虽然未在图中示出，但每个辊131和132用例如金属、陶瓷或塑料形成，或者通过将诸如橡胶的弹性材料粘附到由这些材料形成的核芯的外周而构成。
每个辊131和132通过能够承受推力负载的轴承被可旋转地支撑，以分别通过轴131a和132a(轴承)保持在轴向偏移的位置处。或者，每个辊131和132可分别通过轴131a和132a(旋转轴)粘附到轴向偏移的位置，并且每个轴131a和132a可由对应的支架141a和142a通过能够承受推力负载的轴承可旋转地支撑。
根据上述配置，如图3所示，柔性基板1的上边缘被轴向偏移的固定辊131和可动辊132夹持为相对于垂直方向对角弯曲的状态。因此，由大致在水平方向施加的可动辊132的加压分量Px，相对于垂直输入到柔性基板1的夹持面的加压分量px，在柔性基板1的夹持面产生平行展开分量τx(剪切力分量)，以横贯基板传输面，并且柔性基板1的上边缘由朝向该柔性基板1的边缘的展开分量τx向上展开。
由于可动辊132施加的压力Px与弹簧150的弹性位移成比例，因此通过转动压力调节螺钉160并调节弹簧150的初始位移x，调节展开分量τx连同加压分量px，施加到柔性基板1的上边缘的展开力可被调节，并且由于该展开力(τx)变为相对于柔性基板本身的重量提升柔性基板1的上边缘的提升力，因此可调节柔性基板1的上边缘的位置。
此外，虽然图中的示例示出了在使用作为压力调节装置的压力调节螺钉160来手动操作将压力预置为通过测试操作等确定的最佳值之后操作的情况，但是也可提供直接或通过一机构间接地转动使弹簧150的支撑点移位的压力调节螺钉160的致动器，检测柔性基板1的上边缘的位置的传感器，以及基于传感器检测到的值控制致动器的控制设备，从而采用能够通过反馈控制来控制柔性基板1的传输高度的构造。
图4A和4B与图5示出第一实施例的基板位置控制设备100被应用于类似于图1所示的分步沉积型制造设备110的一个实施例。虽然图4只示出一个沉积单元20，但是如上所述，大量的沉积单元20沿传输方向成行排列在公共真空室10中。每个沉积单元20包括用于执行诸如等离子体CVD的化学汽相沉积(CVD)或诸如溅射的物理汽相沉积(PVD)的真空沉积单元。
每个沉积单元20包括相对设置在柔性基板1的两侧的电极21(高频电极或靶，其表面具有大量原料气体排出孔)和包含内加热器的接地电极22，柔性基板1介于这两者之间，并且电极21和接地电极22分别容纳在朝向柔性基板1的传输面打开的室中。在该分步沉积过程中，由于在对应于单个沉积单元的分步传输的停止期间电极21和/或接地电极22前进和后撤以打开和关闭室，因此一对夹持辊130不能安装在电极21和接地电极22之间。
因此，在分步沉积型制造设备110中，基板位置控制设备100在沉积单元20之前和之后避开沉积单元20安装，即安装在各个沉积单元20之间。在图中所示的示例中，多对夹持辊130和130′分别设置在传输路径的上侧和下侧。一对下夹持辊130′可通过垂直翻转使用与一对上夹持辊130类似的结构。
在该方面，允许由一对上夹持辊130向上施加到柔性基板1的上边缘的展开力τx和由一对下夹持辊130′向下施加到柔性基板1的下边缘的展开力τx同时作用，并且同时能够在向上和向下两个方向展开柔性基板1，它们之间的差变成对抗其重量提升柔性基板1的力。因此，在由于一对上夹持辊和一对下夹持辊130和130′各自因其重量具有较大效果情况下，如在长传输跨度的情况下，一对上夹持辊130的展开力的范围设置为大于一对下夹持辊130′的范围。
图6A和6B与图7示出第一实施例的基板位置控制设备100被应用于连续沉积型制造设备112的一个实施例。连续沉积型制造设备112的每个沉积单元24具有相对设置在柔性基板1的两侧的电极(靶)25和包含内加热器的接地电极26，柔性基板1介于这两者之间。然而，电极25和接地电极26相对于柔性基板1固定在指定间隙处，并且连续沉积以非接触方式执行。因此，柔性基板1上的沉积区域不在传输方向上分区，并且引导柔性基板1的辊23可在传输方向上设置在沉积单元上游侧和下游侧。
因此，在连续沉积型制造设备112中，重点在于在宽度方向上展开柔性基板1，以抑制由于张力和热量引起的皱纹在柔性基板1中的出现，而不是抑制由于其本身的重量引起的柔性基板1的下垂，并且如图所示，多对上夹持辊和下夹持辊130和130′分别沿沉积单元24的上侧和下侧线性排列。然而，在连续沉积型制造设备112中，由于来自加热器的辐射热，电极25外周的温度升高到约300℃。因此，考虑到辐射热对多对夹持辊130和130′的影响，沿传输方向成行设置的多个支撑辊27设置在电极25与多对夹持辊130和130′中的每一个辊之间，并且多对夹持辊130和130′中的每一个辊设置在电极25之外。
支撑辊27优选由具有令人满意的耐热性的金属辊构成，并由设置在从电极25的框架突出的托架28的远端上的轴27a可旋转地支撑。此外，如图7所示，多对上夹持辊和下夹持辊130和130′中的每一个辊被设置成比支撑辊27更远离传输面，并且柔性基板1由支撑辊27稳定地支撑。
(第二实施例)
接着，图8是从传输方向的上游侧观察的前视图，它示出根据本发明第二实施例的基板位置控制设备200，且图9是它的重要部分的放大图。如图所示，构成第二实施例的基板位置控制设备200的一对夹持辊230的各个辊231和232是锥形辊，具有分别相对于轴向倾斜的周面231b和232b，并且在一对夹持辊230相互接触和分离的工作状态中，不同于将可动辊232设置为使其轴232a平行于传输面，通过将固定辊231的轴231a设置在垂直于可动辊232的轴232a的方向，相对于轴向倾斜的各个周面231b和232b被相互压在一起，同时形成相对于垂直方向倾斜的夹持面，从而能够在夹持柔性基板1的同时传输柔性基板1。
此外，支撑可动辊232的轴232a的支架242a由可动侧支撑构件242通过铰链242e可旋转地支撑，并且通过调节设置成能够接触支架242a另一端242d上侧和下侧的调节螺钉261和262，可相对于固定辊231调节可动辊232的位置。
各个夹持辊231和232分别由轴231a和232a(轴承)通过能够承受推力负载的轴承可旋转地支撑，或者分别固定在轴231a和232a的轴向(旋转轴)，并且各个轴231a和232a分别由支架241a和242a通过能够承受推力负载的轴承可旋转地支撑，同时其它组成部分与第一实施例中的相同。
根据上述构造，如图9所示，柔性基板1的上边缘被固定辊231和可动辊232夹持在相对于垂直方向对角弯曲的状态，由大致在水平方向施加的可动辊232的加压分量Px，相对于垂直输入到柔性基板1的夹持面的加压分量px，产生沿柔性基板1的夹持面的展开分量τx(剪切力分量)，柔性基板1的上边缘由朝向该柔性基板1的边缘的展开分量τx向上展开，并且以与上述第一实施例相同的方式，调节展开分量τx连同加压分量px，并且可通过调节弹簧250的初始位移x调节柔性基板1的上边缘的位置。
第二实施例的基板位置控制设备200也可以与第一实施例相同的方式应用于分步沉积型制造设备和连续沉积型制造设备，并且图10和11示出将基板位置控制设备200应用于连续沉积型制造设备的情况下的变体。
在图10所示的变体202中，通过在邻近电极25和接地电极26(加热器)的各个夹持辊231和232的固定侧和可动侧支撑机构241和242上设置辐射热保护盖241c和242c，可省略支撑辊(27)并可简化结构。辐射热保护盖241c和242c优选由耐热和绝热材料构成，相对于各个夹持辊231和232的直径延伸到传输方向上的上游侧和下游侧，并且相邻夹持辊231和232的辐射热保护盖241c和242c优选设置成相互邻近。该变体也可应用于上述第一实施例以及之后将描述的其它实施例。
另外，在图11所示的变体203中，通过将支撑辊27可旋转地附连到从固定侧支撑构件241的支架241a向下突出的支撑轴27a，可略去支撑辊27的托架(28)，同时另一方面，通过在可动侧支撑构件242上设置辐射热保护盖242c，可简化结构。该变体也可应用于上述第一实施例的基板位置控制设备100以及包括一对夹持辊中的固定辊的各实施例。
(第三实施例)
接着，图12是从传输方向的上游侧观察的前视图，它示出根据本发明第三实施例的基板位置控制设备300，而图13是它的重要部分的放大图。构成第三实施例的基板位置控制设备300的一对夹持辊330的各个辊331和332具有相互不同的形状。固定辊331是圆柱辊，具有平行于轴向的周面331b，而轴332a设置为垂直方向。
与此不同，可动辊332是锥形辊，具有相对于轴向倾斜的周面332b，并且在工作状态中，轴332a设置为具有对应于周面332b的倾斜度，使得相对固定辊331沿其平行周面331b按压倾斜周面332b。此外，可旋转地支撑可动辊332的可动侧支撑构件342通过铰链342b枢轴地耦合在从固定侧支撑构件341的上端延伸至可动辊332一侧的延伸部，并且通过以铰链342b为中心枢轴旋转可动侧支撑构件342，可动辊332能够与固定辊331接触和分离。
弹簧352作为施力装置置于固定侧支撑构件341和可动侧支撑构件342之间，并且弹簧350的端部通过压力调节螺钉360连接至可动侧支撑构件342。虽然这些点与第一和第二实施例中的相同，但在本实施例中，弹簧350沿枢轴旋转可动侧支撑构件342的方向对角悬挂，并且压力调节螺钉360也是对角穿过。
根据上述构造，虽然柔性基板1的上边缘被固定辊331和可动辊332夹持在平坦状态，但是由从柔性基板1的传输面偏移的以铰链342b为中心对角向上作用的可动辊332的压力Px产生垂直输入到柔性基板1的夹持面(即水平的)的加压分量px，以及平行于柔性基板1的夹持面的展开分量τx(剪切力分量)，柔性基板1的上边缘由该展开分量τx向上展开，并且类似于各个上述实施例，调节加压分量px和展开分量τx，且可通过调节弹簧350的初始位移x来调节柔性基板1的上边缘的位置。
(第四实施例)
接着，图14是从传输方向的上游侧观察的前视图，它示出根据本发明第四实施例的基板位置控制设备400，而图15是它的重要部分的放大图。构成第四实施例的基板位置控制设备400的一对夹持辊340的各个辊431和432均以锥形辊的形式构成，两个辊均是可动辊431和432，并且各个辊分别由设置在可动侧支撑构件441和442的远端部分441a和442a上的轴431a和432a可旋转地支撑。在各个可动辊431和432相互压在一起的工作状态中，各个可动辊431和432的轴431a和432a对应于周面431b和432b相对于夹持面的倾斜度对角取向，使得柔性基板1的上边缘被夹持在相对于传输面的平坦夹持面。
可动侧支撑构件441和442在弯曲成L形的中间部分处由固定在安装托架470处的轴471和472枢轴地支撑，并且置入作为施力装置的弹簧450。以与上述实施例的每一个相同的方式，弹簧450的一端通过压力调节螺钉460连接到可动侧支撑构件442。
此外，相互啮合并能够滑动和旋转的销钉447a和槽447b设置于在传输面上方从其各自的中间部分(轴471和472)延伸的臂441c和442c的交叉点处，并且通过对抗弹簧450的施力向下按压一个可动侧支撑构件441的操作部分441d，可动辊431和432可相互移开，并且如果释放该按压，一对可动侧支撑构件441和442由于上述销钉447a和槽447b的啮合而相互协调地移动，并且一对可动辊431和432通过弹簧450的施力被相互压在一起，从而使它们能够夹持柔性基板1的上边缘。
在以上述方式构成的第四实施例的基板位置控制设备400中，虽然柔性基板1的上边缘被一对可动辊431和432夹持在平坦状态，但是由均从柔性基板1的传输面偏移的以轴471和472为中心相互对角向上作用的压力Px产生垂直输入到柔性基板1的夹持面(即大致水平的)的加压分量px，以及平行于柔性基板1的夹持面的展开分量τx，柔性基板1的上边缘由展开分量τx向上展开，并且以与各个上述实施例相同的方式，调节加压分量px和展开分量τx，且可通过调节弹簧450的初始位移x来调节柔性基板1的上边缘的位置。
在上述第一至第四实施例的基板位置控制设备中，各自采用如下构造，垂直于夹持面的加压分量px和平行于夹持面的展开分量τx，即力分量，因为通过具有相对于夹持面朝向柔性基板1的边缘的倾斜度的单个施力装置(弹簧)向一对夹持辊加压(在接触和分离的方向)而产生。相反，在之后将描述的第五至第八实施例的基板位置控制设备中，因为采用支撑机构设置有两个连杆和对应于在两个方向(包括大致垂直于夹持面的一对辊530的接触和分离的方向以及大致平行于夹持面的展开方向)施力的两个施力构件的构造，分开产生压力px和展开力τx，从而导致能够分开调节的特征。压力px和展开力τx的合力也可被认为等价于在夹持面的对角方向上作用的Px。以下参考附图提供本发明第五至第八实施例的详细说明。
(第五实施例)
图16A是从传输方向的上游侧观察的前视图，示出处于一对夹持辊530被释放的状态的根据本发明第五实施例的基板位置控制设备500，图16B示出由一对夹持辊530施加压力的状态，而图16C示出施加展开力的状态。虽然构成第五实施例基板位置控制设备500的一对夹持辊530的固定辊531和可动辊532两者都示为圆柱辊，但是它们中的一个或两个也可以是具有弧形截面的辊或锥形辊。固定辊531与第三实施例中的类似。
可动辊532在轴向由第二连杆542远端上的支架542a经由轴532a可旋转并不可移动地支撑。第二连杆542在其近端上的铰链542b处由第一连杆544的远端枢轴地支撑，介于第二连杆542和第一连杆544之间的第二弹簧552(展开弹簧)在图中向上(为展开方向)对第二连杆542施力，即朝向柔性基板1宽度方向的边缘侧，并且处于图16A所示的一对夹持辊530被释放的状态中，第二连杆542接触设置在第一连杆544上的挡块544a。
第一连杆544在位于其长度方向上中间位置的铰链544b处由第三连杆546的远端枢轴地支撑，并在靠近固定侧支撑构件541的方向上被通过压力调节螺钉560介于铰链544b的远侧(图中所示示例中第二弹簧552的连接点)和固定侧支撑构件541之间的第一弹簧550施力。第三连杆546在其近端由固定到安装托架570的轴571枢轴地支撑，并且由未示出的驱动装置提升并操作的操作构件548连接至第三连杆546的操作部分546a。
根据上述构造，在第五实施例的基板位置控制设备500中，在如图16A所示一对夹持辊530被释放的状态中，操作构件548下降，且第三连杆546以轴571为中心在图中向下枢轴旋转，同时在该状态中，通过对抗第一弹簧550的施力按下544d在第一连杆544的另一端延伸的操作部分544c，第一连杆544以铰链544b为中心在图中在逆时针方向上旋转，可动辊532移离固定辊531，且柔性基板1能被引入到它们之间。
当从该状态释放操作部分544c的按压544d时，第一连杆544首先以铰链544b为中心在图中在顺时针方向上旋转，并且如图16B所示，由第一弹簧550施加的指定压力将可动辊532压向固定辊531，且柔性基板1被夹持在它们之间。然而，由于第三连杆546仍然位于下降位置且第二连杆542的向上枢轴旋转受挡块544a限制，因此可动辊532向下位移并压向固定辊531。
接着，如图16C所示，当操作构件548从该状态提升第三连杆546的操作部分546a时，由于第三连杆546在图中向上方向上的旋转，第三连杆546移动到比第一连杆544的铰链544b更向上，并且第一连杆544被拉起。伴随于此，第二连杆642从挡块544a释放，第二弹簧552的施力(展开力)在图中向上对可动辊532施力，展开力τx作用在柔性基板1的夹持面上，且柔性基板1的上边缘由展开力τx向上展开。
在第五实施例的基板位置控制设备500中，虽然可通过用压力调节螺钉560调节第一弹簧550的初始位移x来调节一对夹持辊530的压力Px，但是由于压力Px垂直于夹持面作用，因此压力Px本身不具有倾斜分量。然而，夹持面处的摩擦力因为调节压力Px而改变，且这反映在展开力τx中。此外，虽然在图中所示的示例中操作构件548接触限制操作构件548提升的销钉574，但是也可通过在销钉574范围内调节或可控地构成操作构件548在垂直方向上的位置来调节和控制展开力τx。或者，也可通过以与第一弹簧550相同的方式在第二弹簧552一端设置压力调节螺钉并调节第二弹簧552的初始位移x来调节展开力τx。
(第六实施例)
接下来，图17A是从传输方向的上游侧观察的前视图，示出处于一对夹持辊630被释放的状态的根据本发明第六实施例的基板位置控制设备600，图17B示出其中一对夹持辊630施加压力的状态，而图17C示出施加展开力的状态。虽然第六实施例的基板位置控制设备600在其基本操作方面类似于第五实施例，但是构成一对夹持辊630的每个辊631和632都是可动辊，并在它们相互彼此接触和分离的方向上和相对于展开动作的垂直方向上枢轴地构成。
可动辊631和632分别在轴向由第二连杆641和642各自的支架641a和642a经由轴631a和632a可旋转并不可移动地支持。第二连杆641和642分别在其近端上的铰链641b和642b处由第一连杆643和644的远端枢轴地支撑，分别介于第二连杆641和642与第一连杆644之间的第二弹簧651和652(展开弹簧)在图中向上(就是展开方向)对第二连杆641和642施力，即朝向柔性基板1宽度方向的边缘侧，并且在图17A所示的一对夹持辊630被释放的状态中，第二连杆641和642分别接触设置在第一连杆643和644上的挡块643a和644a。
第一连杆643和644分别在位于其长度方向上中间位置的铰链643b和644b处由第三连杆645和645的远端枢轴地支撑，第一弹簧650(压力弹簧)在铰链643b和644b的远侧通过压力调节螺钉660介于第一连杆643和644之间，并且第一连杆643和644由第一弹簧650在它们相互靠近的方向上施力。此外，一个第一连杆644具有进一步从铰链644b延伸的操作部分644c。
第三连杆645和646在其各自的近端由固定在安装托架670上的公共轴671枢轴支撑，且它们各自的枢轴旋转范围受销钉673和674限制。一个第三连杆645具有从近端进一步延伸的操作部分645a，且由未示出的驱动装置提升并操作的操作构件648连接到操作部分645a。
根据上述构造，在第六实施例的基板位置控制设备600中，在如图17A所示一对夹持辊630被释放的状态中，操作构件648提升，且第三连杆645和646两者在图中向下枢轴旋转至它们各自的另一端接触销钉673的较低位置。在该状态，通过对抗第一弹簧650的施力在图中向左按下644d第一连杆644的操作部分644c，可动辊632移离另一可动辊631，且柔性基板1能被引入它们之间。
当从该状态释放操作部分644c的按压644d时，第一连杆644以铰链644b为中心在图中在顺时针方向上旋转，并且如图17B所示，由第一弹簧650施加的指定压力将可动辊632压向另一可动辊631，且柔性基板1被夹持在它们之间。虽然在上述第五实施例中一对夹持辊的位置在垂直方向上偏移，但是在该第六实施例中，由于一对夹持辊631和632的支撑机构640的每个连杆是相对于传输面对称地布置的，因此没有位置偏移，且夹持辊631和632在相同高度的位置(下降的位置)夹持柔性基板1。
接着，当如图17C所示操作构件648降下一个第三连杆645的操作部分645a时，各第三连杆645和646的远端上的铰链643b和644b两者在图中向上枢轴旋转，且各第一连杆643和644被向上提拉。伴随于此，各第二连杆614和642从它们对应的挡块643a和644a释放，且由于第二弹簧651和652的施力被施加到各第二连杆641和642，各可动辊631和632在图中被向上施力，展开力τx作用在柔性基板1的夹持面上，且柔性基板1的上边缘被向上展开。
也是在第六实施例的基板位置控制设备600中，可通过用压力调节螺钉648在垂直方向上调节第一弹簧650的初始位移x，或者通过以与上述第五实施例相同的方式调节设置在第二弹簧651和652上的压力调节螺钉来调节展开力τx。
(第七实施例)
接着，图18包括从传输方向的上游侧观察的前视图，它示出根据本发明第七实施例的基板位置控制设备700，图18A和18B示出一对夹持辊730的按压已开始的状态，而图18C示出施加展开力的状态。第七实施例的基板位置控制设备700的一对夹持辊730包括固定辊731和可动辊732，虽然在图中所示的示例中两个夹持辊730为圆柱辊，但它们中的一个或两个也可以是锥形辊。
可动辊732在轴向由第二连杆742远端上的支架742a经由轴732a可旋转并不可移动地由支撑。第二连杆742在其中间位置的铰链742b处由第一连杆744的远端枢轴支撑，并且在柔性基板1的展开方向的相反方向上在图中向下对可动辊732施力的复位弹簧752被置于第二连杆742超出铰链742b的另一端742c和第一连杆744的延伸部分744c之间。复位弹簧752的施力(恢复力)可用旋入延伸部分744c的调节螺钉764来调节。
第一连杆744在其中向部分处弯成L形，在其上端的铰链744b处由固定侧支撑构件741的上端枢轴支撑，并且由介于第一连杆744和固定侧支撑构件741之间的第一弹簧750(压力弹簧)经由压力调节螺钉760在靠近固定侧支撑构件741的方向上施力。
根据上述构造，在第七实施例的基板位置控制设备700中，在如图18A所示的一对夹持辊730从它们相互分离的释放状态开始按压的状态中，由于复位弹簧752施力，第二连杆742角位移至支架742a的隅角接触或靠近第一连杆411的内侧的位置，可动辊732以倾斜状态接触固定辊731的周面731b，并且柔性基板1夹持在它们之间。
在该状态中，当第一弹簧750以指定压力Px将可动辊732压向固定辊731时，如图18B所示在可动辊732中产生以第二连杆742的铰链742b为中心的旋转力，从而对抗复位弹簧752的施力来取消角位移，该旋转力用作沿柔性基板1的夹持面在图中向上作用的展开力τx(剪切力)，并且柔性基板1的上边缘由展开力τx展开。
因此，在第七实施例的基板位置控制设备中，由于施加到柔性基板1的上边缘的展开力τx与第一弹簧750的压力Px和复位弹簧752的恢复力之差成正比，因此可通过用压力调节螺钉760调节第一弹簧750的初始位移x和/或用调节螺钉764调节复位弹簧752的恢复力来调节一对夹持辊730的压力Px，从而调节展开力τx。
(第八实施例)
接着，图19包括从传输方向的上游侧观察的前视图，示出根据本发明第八实施例的基板位置控制设备800，图19A示出其中一对夹持辊830被释放的状态，图19B示出其中一对夹持辊830施加压力的状态，而图19C示出施加展开力的状态。不同于在上述第七实施例中由固定侧支撑构件(741)固定支撑的固定辊(731)，在第八实施例的基板位置控制设备800中，固定辊831由固定侧支撑构件843经由第二连杆841支撑，并且同时能够在展开柔性基板1的方向上有限地枢轴旋转，以与可动侧第二连杆842相同的方式，固定侧的第二连杆841具有介于超出铰链841b的另一端841c和固定侧支撑构件843的延伸部分843c之间伴随有调节螺钉863的复位弹簧853。
根据上述构造，在第八实施例的基板位置控制设备800中，当如图19A所示处于一对夹持辊830相互分离的释放状态中时，由于复位弹簧853和854施力，各第二连杆841和842角位移至支架841a和842a的隅角接触固定侧支撑构件843或第一连杆844的内侧的位置。
当如图19B所示从释放状态以第一弹簧850施加的指定压力Px将可动辊831压向固定辊831时，固定辊831和可动辊832首先在它们两者都倾斜的状态中接触，柔性基板1被夹持在各周面831b和832b的上端，在固定辊831和可动辊832中分别产生以第二连杆841和842的铰链841b和842b为中心的旋转力，从而对抗复位弹簧853和854的施力取消角位移，该旋转力用作沿柔性基板1的夹持面在图中向上施加的展开力τx，并且柔性基板1的上边缘由该展开力τx展开。
因此，在第八实施例的基板位置控制设备800中，作用在柔性基板1的上边缘的展开力τx伴随使夹持面本身向上移动的动作。如上所述，通过用压力调节螺钉860调节第一弹簧850的初始位移x和/或用调节螺钉863和864调节复位弹簧853和854来执行展开力τx的调节。
(第九实施例)
接着，图20是从传输方向的上游侧观察的前视图，它示出根据本发明第九实施例的基板位置控制设备900。构成第九实施例的基板位置控制设备900的一对夹持辊930的辊931和932两者都是锥形辊，其周面931b和932b相对于轴向倾斜，并且一个夹持辊是固定辊931而另一个是可动辊932。当处于工作状态时，各夹持辊931和932保持在固定侧支撑构件941和可动侧支撑构件942的远端，从而倾斜周面931b和932b相互压在一起，且柔性基板1位于它们之间，并且各个轴931a和932a具有对应于周面931b和932b相对于传输面(柔性基板1)的倾斜度。在图中示出的示例中，各个辊931和932被安排成使得固定辊931接触柔性基板1的背面，而可动辊932接触正面。
各个辊931和932由例如金属、陶瓷或塑料形成，或者通过将诸如橡胶的弹性材料粘附到由这些材料形成的核芯的外周而构成，并且各个辊931和932分别由轴931a和932a(支撑轴)通过能够承受推力负载的轴承可旋转地支撑。在各个轴931a和932a插入在各支撑构件941和942中形成的固定部分941a和942a(固定孔，固定槽或卡盘)的状态中，用诸如螺钉的可移除紧固装置(未示出)来固定各个轴931a和932a，并且各个轴931a和932a各自在轴向的位置优选能够被调节。或者，可由各个轴931a和932a(旋转轴)来固定各个夹持辊931和932，并且各个轴931a和932a可由各自的支架(941a，942a)通过能够承受推力负载的轴承可旋转地支撑，如同上述其它实施例。
固定侧支撑构件941通过安装托架970固定在真空室的结构元件11上。可动侧支撑构件942由从固定侧支撑构件941的上端延伸的延伸部分通过铰链942b枢轴支撑，并且可动辊932能够通过可动侧支撑构件942以铰链轴(942)为中心的枢轴旋转与固定辊931接触和分离。
此外，弹簧950作为固定侧支撑构件941和可动侧支撑构件942的中间部分之间的施力装置被插入。弹簧950的一端通过压力调节螺钉960连接至可动侧支撑构件942，并且可通过转动压力调节螺钉960调节弹簧950的初始位移来调节可动辊932对固定辊931的压力(接触压力)。
在以上述方式构成的基板位置控制设备900中，各个夹持辊931和932在大直径侧和小直径侧具有不同的圆周长度。结果，如图21B所示，当通过与在传输方向F(R)上移动的柔性基板1的接触而驱动和旋转各个夹持辊931和932时，虽然在接触面(夹持面)中产生顺时针的旋转力vF(vR)，但是由于柔性基板1在施加指定张力的状态中由进料辊(未示出)线性传输，因此只有在垂直于旋转力vF(vR)方向上作用的力分量ux(展开力)被传送到柔性基板1的接触面，并且柔性基板1的上边缘由该向上的展开力ux向上展开。
由上述各个夹持辊931和932传送至柔性基板1的展开力ux与各个夹持辊931和932施加的压力Px成正比，并且虽然随着压力Px变大，对应于倾斜角α的展开力ux根据各个夹持辊931和932的形状来传送，但是在压力Px较小的情况下，在接触面上会发生显著的滑动并且所传送的展开力ux会减小。由于各个夹持辊931和932施加的压力Px与弹簧950的弹性位移成正比，因此可通过转动压力调节螺钉960调节弹簧950的初始位移来调节作用在柔性基板1的上边缘的展开力ux，并且由于该展开力ux是使柔性基板1的上边缘对抗其本身的重量提升的提升力，因此柔性基板1的上边缘的位置可被调节。
图22A至22C示出上述第九实施例的基板位置控制设备900(930，930′)应用于类似于图1所示的分步沉积型制造设备910的一个实施例。如上所述，大量沉积单元20沿公共真空室10中的传输方向F(R)排列成行。基板位置控制设备(930，930′)包括在各个沉积单元20之间排列在传输路径上侧和下侧的多对夹持辊930和930′，并且一对下夹持辊930′可通过垂直翻转与一对上夹持辊930相同的结构来安装。
根据上述构造，柔性基板1可在垂直宽度方向上展开，并且可通过在各个沉积单元20之间相对于传输方向F(R)的相同位置处允许由一对下夹持辊930′施加的向下作用在柔性基板1下边缘上的展开力-ux与由一对上夹持辊930施加的向上作用在柔性基板1上边缘上的展开力ux同时作用，来抑制柔性基板1的热皱纹和由传输张力引起的张力皱纹。此外，由于一对上夹持辊930和一对下夹持辊930′的展开力ux和-ux之差产生对抗柔性基板1本身的重量提升柔性基板1的力，柔性基板1的传输高度可通过对应于柔性基板1在垂直方向上的位置控制一对上夹持辊930的压力来保持恒定。
此外，由于由多对夹持辊930和930′在垂直宽度方向上作用于柔性基板1的展开动作在柔性基板1的任一传输方向F和R中以相同的方式作用，而且对柔性基板1在垂直方向的位置的控制也可针对柔性基板1的任一传输方向F和R以相同的方式执行，因此该构造提供能够立即适应包括柔性基板1在正向和反向两个方向上传输的沉积过程的优点。
此外，上述柔性基板1上的展开动作和柔性基板1的位置控制不依赖于各对夹持辊931和932的按压方向，假如各个夹持辊931和932的周面不是只在大直径侧或小直径侧接触，并且压力包含垂直于夹持面的分量。因此，类似于上述第九实施例的展开动作也在上述第二实施例的基板位置控制设备200(夹持辊231和232)和第四实施例的基板位置控制设备400(夹持辊431和432)中获得。
虽然在上述实施例中示出了用调节螺钉960初步调节弹簧950的初始位移的情况的示例，但是如在以下将描述的各个实施例中，基板位置控制设备也可被构造成能够使用驱动设备(致动器或其驱动传送机构)主动控制弹簧950的初始位移(压力)。
(第九实施例的应用示例)
图23是从传输方向的上游侧观察的截面图，它示出上述根据本发明第九实施例的基板位置控制设备900被应用于连续沉积型制造设备912的一个实施例。以与图6和7所示的制造设备112相同的方式，在维持于指定真空度的真空室内，制造设备912设置有相对地设置在柔性基板1的两侧的电极925(靶)和接地电极926，且柔性基板1介于它们之间。在该实施例中，下基板位置控制设备900′以弹簧950′的初始位移由调节螺钉960′初步调节的预置类型的形式构成，而上基板位置控制设备900设置有致动器966和传感器967，并构成为允许主动控制弹簧950施加的压力。
在图23中，虽然上基板位置控制设备900的弹簧950的一端以上述相同方式通过压力调节螺钉960连接到可动侧支撑构件942，但是另一端连接到由固定侧支撑构件941支撑从而能够向前和向后位移的可动轴965，而不是连接到固定侧支撑构件941。可动轴965由固定侧支撑构件941通过进给螺钉机构支撑，并被构成为由示意性示出的致动器966向前和向后驱动。
已知类型的致动器，如液压致动器或电磁致动器，可用作致动器966。然而，由于真空室内部暴露于减小的压力和高温，因此致动器966优选设置在真空室外部，并且可动轴965优选通过诸如推或拉棒、杆、连杆或进给螺钉机构的驱动传送机制来远距离驱动。
此外，基板位置控制设备900设置有传感器967，传感器967检测在夹持辊931和932附近的或在传输方向的上游侧或下游侧离开一段距离的柔性基板的上端的位置，并且传感器967连接到致动器966的控制设备(未示出)。对传感器967的类型没有特定限制，并且可用各种已知类型的传感器。
例如，传感器967可构造成包括对应于柔性基板1上端位置的上限值和下限值上下相邻排列的两个检测单元(如光学传感器)，并且(i)在上下检测单元都检测到柔性基板1的情况下确定柔性基板1的上端位置大于或等于上限，(ii)在上下检测单元都未检测到柔性基板1的情况下确定柔性基板1的上端位置低于下限，(iii)在只有下检测单元检测到柔性基板1的情况下确定柔性基板1的上端位置在适当范围内。或者，传感器967也可构成为包括单个图像传感器，并通过图像处理来检测柔性基板1的上端位置。
在已确定柔性基板1的上端位置大于或等于上限的情况(i)下，通过致动器966的驱动使可动轴965前进，并且如果由弹簧950施加的夹持辊931和932的压力减小，则通过夹持辊931和932对柔性基板1的上边缘向上作用的展开力(ux)减小，通过下基板位置控制设备900′的夹持辊931和932对柔性基板1的下边缘向下作用的展开力(-ux)成为主导，并且使柔性基板1向下。
相反，在柔性基板1的上端位置低于下限的情况(ii)下，通过致动器966的驱动使可动轴965后撤，并且如果由弹簧950施加的夹持辊931和932的压力增大，则通过夹持辊931和932对柔性基板1的上边缘向上作用的展开力(ux)增大，向上作用的展开力(ux)相对于通过下基板位置控制设备900′的夹持辊931和932向下施加的展开力(-ux)成为主导，并且使柔性基板1向上。
以该方式，可使用传感器967、致动器966和控制设备通过对上基板位置控制设备900的弹簧950施加的夹持辊931和932的压力的反馈控制，将柔性基板1的上端位置维持在适当范围内。此外，控制弹簧950施加的压力的机构不限于以上所述，而是可用能够控制弹簧950的初始位移的其它机构。
此外，代替控制弹簧950的初始位移，可使用一构造来提供在弹簧950(第一弹簧)的相同方向(或相反方向)上对可动侧支撑构件942施力的第二弹簧，并且通过用致动器使第二弹簧前进和后撤来控制夹持辊931和932的压力。
虽然在上述实施例中示出只在上基板位置控制设备900中设置致动器966并对下基板位置控制设备900′使用预置类型的情况，但是如图24所示可在各个上下基板位置控制设备900和900′中设置致动器966和966′以及传感器967和967′，并且通过用一公共控制设备来控制这些设备，可主动地控制柔性基板1的上端位置和下端位置，可主动地控制柔性基板1在垂直宽度方向(高度方向)上的位置以及宽度方向上的展开度。然而，考虑到作用在柔性基板1上的重力的影响，有必要为上侧和下侧分开设置各个上下基板位置控制设备900和900′的各上侧和下侧的弹簧的初始位移和控制量。
此外，虽然上述实施例描述了构造在连续沉积型制造设备912中能够主动控制弹簧950的初始位移(压力)的基板位置控制设备的情况，但是基板位置控制设备可类似地构造以用于图22所示的分步沉积型制造设备910。然而，在分步沉积型制造设备910中，可与分步传输同步地间歇地执行柔性基板1的位置检测和位置控制。
即，在单个传输步骤之后，在执行单个步骤的沉积过程的分步传输停止期间，由传感器967执行柔性基板1的上端或上端和下端两者的位置检测，并且在传感器967已检测到柔性基板1的位移的情况下，基于该检测的控制信号被输出至致动器966，且由致动器966校正弹簧950的初始位移(压力)。此时，由于柔性基板1是停止的，因此只改变夹持辊931和932的压力，而柔性基板1在垂直方向上不移动。
接着，当沉积过程的单个步骤已完成并对柔性基板1执行下一步的传输时，其压力已被校正的夹持辊931和932使柔性基板1向上或向下，并且柔性基板1在垂直方向上的位置被校正。因此，用这种类型的控制，基本上以交替方式执行柔性基板1的位置检测和位置校正。
此外，同样在分步沉积型制造设备910中，在传感器967在每一步传输柔性基板1期间执行位置检测的同时，致动器966校正弹簧950的初始位移(压力)，从而能够实时地执行柔性基板1的位置控制，同时还能够组合使用这两种类型的控制。
虽然各个上述实施例描述了将根据本发明的基板位置控制设备应用于执行沉积过程的制造设备912，同时以垂直方位在水平方向传输柔性基板1的情况，但是根据本发明的基板位置控制设备也可应用于执行诸如沉积的处理的各种处理设备或制造设备，同时在水平方向或垂直方向上以水平方位传输柔性基板1。
(第十实施例)
图25是从传输方向的上游侧观察的截面图，它示出类似于本发明第九实施例的基板位置控制设备1000被应用于以水平方位传输的连续沉积型制造设备1012的实施例。制造设备1012设置有沉积单元，沉积单元包括在柔性基板1的上方和下方相对设置的电极1025(靶)和接地电极1026，柔性基板1介于它们之间，并且沉积单元设置在维持于指定真空度的真空室内。构成传输装置的导向辊(空转辊)、进料辊和张力辊在传输方向上排列在沉积单元的上游侧和下游侧，并且柔性基板1的退绕辊和卷绕辊在传输方向上排列在其上游侧和下游侧。由于其构造与现有技术的构造相同，因此未在图中示出。
在图25中，制造设备1012的基板位置控制设备包括设置在柔性基板1传输路径的宽度方向上的两侧的两个基板位置控制设备1000，两个基板位置控制设备1000基本具有与第九实施例的基板位置控制设备900相同的构造，除了被水平设置且固定侧夹持辊1031(固定侧支撑构件1041)位于底部，两个基板位置控制设备1000均设置有致动器1066和传感器1067，并被构成为能够主动控制弹簧1050的压力。
在该制造设备1012中，接地电极1026设置在柔性基板1的下表面一侧上，几乎没有柔性基板1的重量的影响，并且这对于每一侧的基板位置控制设备1000是类似的。因此，弹簧1050的初始位移和每个致动器1066的控制量基本设置为对于每一侧的基板位置控制设备1000相等。
另一方面，每个致动器1066所施加的压力的控制由每个控制设备基于每个传感器1067的检测单独并协调地执行，以便于校正柔性基板1在宽度方向上的位移和蛇行，同时在宽度方向上展开柔性基板1。因此，每一侧的传感器1067优选分别设置有对应于柔性基板1各边缘位置所允许的最大值和最小值在宽度方向上相邻排列的两个检测单元，或者，每一侧的传感器1067优选包括单个图像传感器，并设置为通过图像处理检测柔性基板1各边缘的位置。
虽然以上提供了本发明各实施例的描述，但是本发明不限于上述实施例，而是可以基于本发明的技术构想用各种方式改变或修改。
例如，虽然各个上述实施例示出了使用张力弹簧作为施力装置的情况，但是也可通过适当地改变固定侧和可动侧的各个支撑构件以及至各个连杆和可动轴的连接点，将施力装置安装为压力弹簧。在这种情况下，可根据需要在固定侧和可动侧的支撑构件或各个连杆和可动轴中加入臂等。此外，螺旋弹簧可改变为各种已知类型的弹簧，如盘簧、扭簧或片簧。虽然固定侧和可动侧的各个支撑构件和各个连杆相互接触和分离的形式可用线性滑动替换，但是枢轴旋转(悬臂旋转)在效率方面是优选的。
此外，虽然各个上述实施例描述了将根据本发明的基板位置控制设备应用于太阳能电池的薄膜层叠体的制造设备的情况，但是根据本发明的基板位置控制设备也可自然地应用于用于有机EL设备等的半导体薄膜的制造设备，以及需要位置控制和柔性基板展开的各种其它类型的处理设备，除沉积外还包括涂覆、清洁、干燥、热处理和表面处理。
附图标记的说明
1 柔性基板
10 真空室
11 结构元件
20 沉积单元
21，25，925，1025 电极
22，26，926，1026 接地电极
24 沉积单元
27 支撑辊
100，200，202，203，300，400，500，600，700，800，900，1000 基板位置控制设备
130，230，330，430，530，630，730，830，930 一对夹持辊
131，231，331，531，731，831，931，1031 固定辊
132，232，332，431，432，532，631，632，732，832，932，1032 可动辊
140，240，340，540，640，740，840，940，1040 支撑机构
141，241，341，541，741，843，943，1041 固定侧支撑构件
142，242，342，441，442，942，1042 可动侧支撑构件
150，250，350，450，950，1050 弹簧(施力装置)
160，260，360，460，560，660，760，860，960 压力调节螺钉
542，641，642，742，841，842 第二弹簧
544，643，644，744，844 第一弹簧
546，645，646 第三弹簧
550，650，750，850 第一弹簧(压力弹簧)
552，651，652 第二弹簧(展开弹簧)
544a，643a，644a 挡块
754，853，854 复位弹簧
764，863，864 调节螺钉
965，1065 可动轴
966，1066 致动器
967，1067 传感器

Claims (15)

1.一种处理设备中的柔性基板位置控制设备，该柔性基板位置控制设备以垂直方位在水平方向传输带状柔性基板，并由安装在基板的传输路径中的处理单元进行基板的处理，
所述控制设备包括：
一对夹持辊，夹持基板的上边缘；
支撑机构，可旋转地支撑所述一对夹持辊，同时允许这些辊彼此互相接触和分离；
施力装置，用于经由支撑机构向所述一对夹持辊施加压力；以及
调节装置，用于调节由施力装置施加的压力，
其中，所述一对夹持辊具有倾斜度，其中相对于基板的夹持面的加压方向为朝向基板宽度方向的边缘，且所述一对夹持辊由支撑机构支撑，以使夹持面处的旋转方向与基板的传输方向为相同方向。
2.一种处理设备中的柔性基板位置控制设备，该柔性基板位置控制设备以垂直方位在水平方向传输带状柔性基板，并由安装在基板的传输路径中的处理单元进行基板的处理，
所述控制设备包括：
支撑机构，可旋转地支撑所述一对夹持辊，同时允许这些辊彼此互相接触和分离；
施力装置，用于经由支撑机构向所述一对夹持辊施加压力；以及
调节装置，用于调节由施力装置施加的压力，
其中，所述一对夹持辊具有倾斜度，其中各个辊的轴方向朝向基板宽度方向的边缘移离基板的夹持面，且所述一对夹持辊由支撑机构支撑，以使夹持面处的旋转方向与基板的传输方向为相同方向。
3.根据权利要求1所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
构成所述一对夹持辊的各个辊的周面具有弧形截面，且辊由支撑机构支撑以便于在轴向偏移时能够互相接触和分离。
4.根据权利要求1所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
构成所述一对夹持辊的辊的至少一个是锥形辊，具有在其轴向倾斜的周面。
5.根据权利要求2所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
构成所述一对夹持辊的每个辊都是锥形辊，具有在其轴向倾斜的周面。
6.根据权利要求5所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
所述一对夹持辊由支撑机构支撑，以使夹持面相对于基板宽度方向具有倾斜度。
7.根据权利要求1或2所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
所述支撑机构包括：第一连杆，所述第一连杆使得所述一对夹持辊中的一个或者两个辊能向彼此接触和分离的方向移动，以及第二连杆，所述第二连杆使得夹持辊能向基板宽度方向移动，
所述施力装置包括：第一施力构件，所述第一施力构件在夹持辊被压在一起的方向上对第一连杆施力，以及第二施力构件，所述第二施力构件朝向基板宽度方向的边缘在展开方向上对第二连杆施力，且所述压力的调节装置包括所述第二施力构件的施力调节装置。
8.根据权利要求7所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
所述支撑机构还包括第三连杆，所述第三连杆使得所述第一连杆的支撑点向基板宽度方向移动。
9.根据权利要求1或2所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
所述支撑机构包括：第一连杆，所述第一连杆使得所述一对夹持辊中的一个或者两个在彼此接触和分离的方向上移动；第二连杆，所述第二连杆在基板宽度方向上枢轴地支撑所述一对夹持辊中的一个或者两个；以及复位弹簧，所述复位弹簧经由第二连杆对夹持辊中的一个或者两个在与基板宽度方向的边缘相反的方向上施力，并且所述施力装置包括：第一施力构件，所述第一施力构件对第一连杆在夹持辊接触和分离的方向上施力，而夹持辊中的一个或者两个构成为以第一施力构件的压力和复位弹簧的复位力处于平衡的摆角被按压。
10.根据权利要求1或2所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
还包括一对下夹持辊，其夹持所述基板的所述下边缘；以及用于所述一对下夹持辊的支撑机构和施力装置，与上述的支撑机构和施力装置以相同的方式构成。
11.根据权利要求10所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
所述处理设备是薄膜层叠体制造设备，设置有以均等的间距沿着基板的传输路径排列成行的作为处理单元的多个沉积单元，依序在基板的表面连续地层叠和形成薄膜，同时间歇地以与沉积单元相对应的间距传输基板，并且一对上夹持辊和所述一对下夹持辊设置于多个沉积单元之间。
12.根据权利要求10所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
所述处理设备是薄膜层叠体制造设备，在连续传输基板时用作为处理单元的沉积单元在基板的表面上层叠和形成薄膜，多对上夹持辊和多对下夹持辊沿着沉积单元的上方和下方的传输方向排列。
13.根据权利要求12所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
在基板的薄膜形成区域与多对上夹持辊之间、以及薄膜形成区域与多对下夹持辊之间，还包括分别沿着支撑基板的传输方向排列的多个支撑辊。
14.一种处理设备中的柔性基板位置控制设备，所述柔性基板位置控制设备传输带状柔性基板并由安装于基板的传输路径中的处理单元进行基板的处理，
所述控制设备包括：
各对夹持辊，其夹持基板的各个边缘；
各个支撑机构，其可旋转地支撑各对夹持辊，并分别允许每一对彼此互相接触和分离；
施力装置，用于经由各个支撑机构向各对夹持辊施加压力；以及
调节装置，用于调节由施力装置施加的压力，
其中，每对夹持辊具有倾斜度，其中各个辊的轴方向向基板宽度方向的边缘移离基板的保持面，且由各个支撑机构支撑以使夹持面处的旋转方向与基板的传输方向为相同方向。
15.根据权利要求14所述的柔性基板位置控制设备，其特征在于，
构成各对夹持辊的每个辊是锥形辊，具有相对于其轴向倾斜的周面。
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