CN111344431A - 收卷式成膜装置和收卷式成膜方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种收卷式成膜装置，其具有真空容器、膜行进机构、锂源以及第一辊。上述真空容器能够维持减压状态。上述膜行进机构能够在上述真空容器内使膜行进。上述锂源能够在上述真空容器内使锂蒸发。上述第一辊被配置在上述膜的成膜面和上述锂源之间。上述第一辊具有接收从上述锂源蒸发的上述锂的转印图案。上述第一辊一边旋转一边将与上述转印图案对应的锂层的图案转印到上述成膜面。

Description

收卷式成膜装置和收卷式成膜方法
技术领域
本发明涉及一种作为低熔点金属的高速成膜技术的收卷式成膜装置和收卷式成膜方法。
背景技术
在收卷式成膜装置中，具有一边对卷绕在放卷辊的膜进行放卷一边在将金属蒸镀到该膜后用收卷辊对膜进行收卷的装置。
这种收卷式成膜装置被配置成在放卷辊和收卷辊的中途处金属蒸镀源与膜相向(例如，参照专利文献1)。并且，当从金属蒸镀源蒸发的金属附着到膜时，金属在膜上从气相状态变化成固相状态，在膜上形成固相状态的金属层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2008/018297号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而，当将金属层直接蒸镀到金属层时，由于潜热导致膜容易受到热损伤。蒸镀到膜的金属层的厚度越厚该潜热越大，该厚度越厚膜越容易进一步受到热损伤。
鉴于如上的情况，本发明的目的在于提供一种能够在抑制膜的热损伤的同时对金属层进行成膜的收卷式成膜装置和收卷式成膜方法。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的收卷式成膜装置具有真空容器、膜行进机构、锂源以及第一辊。
上述真空容器能够维持减压状态。
上述膜行进机构能够在上述真空容器内使膜行进。
上述锂源能够在上述真空容器内使锂蒸发。
上述第一辊被配置在上述膜的成膜面和上述锂源之间。上述第一辊具有接收从上述锂源蒸发的上述锂的转印图案。上述第一辊一边旋转一边将与上述转印图案对应的锂层的图案转印到上述成膜面。
根据这样的收卷式成膜装置，熔融的上述锂被具有上述转印图案的上述第一辊接收，上述锂层的上述图案从上述第一辊间接地转印到上述膜的上述成膜面。也就是说，通过经由上述第一辊的真空蒸镀和涂敷，锂层在上述膜的上述成膜面被图案化。由此，对上述膜的热损伤被抑制。
上述收卷式成膜装置也可以还具有第二辊，其隔着上述膜与上述第一辊相向。
根据这样的收卷式成膜装置，上述第二辊隔着上述膜与上述第一辊相接。由此，锂层的图案被从上述第一辊更清晰地转印到上述膜的上述成膜面。
在上述收卷式成膜装置中，上述锂源也可以具有蒸镀容器和刮刀。上述蒸镀容器收容上述锂，被配置成上述锂被蒸镀到上述第一辊。上述刮刀对从上述蒸镀容器供给到上述第一辊的上述锂的厚度进行控制。
根据这样的收卷式成膜装置，从上述蒸镀容器供给到上述第一辊的上述锂的厚度通过上述刮刀可靠地控制。
在上述收卷式成膜装置中，上述锂源也可以具有第三辊、蒸镀容器以及刮刀。上述第三辊与上述第一辊相向。上述蒸镀容器收容上述锂，被配置成上述锂被蒸镀到上述第三辊。上述锂的熔融面与上述第三辊相接。上述刮刀对从上述蒸镀容器供给到上述第三辊的上述锂的厚度进行控制。
根据这样的收卷式成膜装置，从上述蒸镀容器供给到上述第一辊的上述锂的厚度通过上述刮刀和上述第三辊更可靠地控制。
在上述收卷式成膜装置中，上述锂源也可以具有第三辊、第四辊以及蒸镀容器。上述第三辊与上述第一辊相向。上述第四辊与上述第三辊相向。上述蒸镀容器收容上述锂，被配置成上述锂被蒸镀到上述第四辊。
根据这样的收卷式成膜装置，从上述蒸镀容器供给到上述第一辊的上述锂的厚度通过上述第三辊和上述第四辊更可靠地控制。另外，通过使上述第四辊存在，对上述膜的热损伤被进一步抑制。
上述收卷式成膜装置也可以在上述第一辊的上游还具有对上述膜的上述成膜面进行清洁的预处理机构。
根据这样的收卷式成膜装置，在上述锂层的上述图案被从上述第一辊转印到上述膜的上述成膜面之前，上述膜的上述成膜面被清洁。由此，上述锂层与上述膜的附着力增加。
上述的收卷式成膜装置也可以在上述第一辊的下游还具有在上述锂层的表面形成保护层的保护层形成机构。
根据这样的收卷式成膜装置，在上述锂层的上述图案被从上述第一辊转印到上述膜的上述成膜面之后，上述锂层由上述保护层保护。
上述收卷式成膜装置也可以在上述真空容器内还具有对上述保护层形成机构进行隔离隔离板。
根据这样的收卷式成膜装置，上述保护层形成机构由上述隔离板隔离，保护层的成分难以混入上述锂层内。
此外，为了实现上述目的，本发明的一个方式所涉及的收卷式成膜方法包含以下步骤。在能够维持减压状态的真空容器内使膜行进。将锂蒸镀并供给到形成有转印图案的第一辊。在使上述第一辊旋转的同时，使与上述转印图案对应的锂层的图案接触上述膜的成膜面，从而上述锂层的图案被转印到上述成膜面。
根据这样的收卷式成膜装置，蒸镀的上述锂被供给到具有上述转印图案的上述第一辊，上述锂层的上述图案被从上述第一辊间接地转印到上述膜的上述成膜面。也就是说，通过真空蒸镀和涂敷，锂层在上述膜的上述成膜面被图案化。由此，对上述膜的热损伤被抑制。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够在抑制膜的热损伤的同时对金属层进行成膜。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的收卷式成膜装置的概要结构图。
图2是示出第一实施方式所涉及的收卷式成膜方法的概要流程图。
图3是示出第一实施方式所涉及的收卷式成膜装置的工作的概要结构图。
图4是第二实施方式所涉及的收卷式成膜装置的概要结构图。
图5是第三实施方式所涉及的收卷式成膜装置的概要结构图。
图6是示出第三实施方式所涉及的收卷式成膜装置的工作的概要结构图。
图7是第四实施方式所涉及的收卷式成膜装置的一部分的概要结构图。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行说明。在各附图中，有时引入XYZ轴坐标。
[第一实施方式]
图1是第一实施方式所涉及的收卷式成膜装置的概要结构图。
图1所示的收卷式成膜装置1是能够一边使膜60行进一边在膜60涂敷金属层(例如锂层)的收卷式的成膜装置。收卷式成膜装置1具有第一辊11A、锂源20、膜行进机构30以及真空容器70。进而，收卷式成膜装置1具有第二辊12、预处理机构40、排气机构71以及气体供给机构72。
第一辊11A为包含不锈钢、铁、铝等金属的筒状构件。第一辊11A被配置在膜60和锂源20之间。第一辊11A与膜60的成膜面60d相向。例如，第一辊11A的辊面11r与膜60的成膜面60d相接。此外，在辊面11r形成有转印图案。转印图案例如为堤状、山状等凸状图案。由此，第一辊11A也称为作为印版滚筒的凸版。
第一辊11A能够以其中心轴为中心进行旋转。例如，也可以在收卷式成膜装置1的外部设置使第一辊11A旋转驱动的旋转驱动机构。或者，第一辊11A本身也可以具有旋转驱动机构。
例如，在膜60沿箭头A的方向行进时，与膜60相向的第一辊11A顺时针旋转。此时，辊面11r转动的速度(切线速度)被设定为例如与膜60的行进速度相同的速度。由此，在锂的图案形成到辊面11r的情况下，该锂的图案不发生位置偏移地被转印到膜60的成膜面60d。或者，该辊面11r转动的速度也可以被设定为与膜60的行进速度不同(更慢或更快)。也可以利用该速度差来改变锂25的膜厚等。
此外，在本实施方式中，也可以在第一辊11A的内部设置温度调节介质循环系统等温度调节机构。通过该温度调节机构酌情地进行调节，以使例如辊面11r的温度能够设定为锂的熔点以上。
第二辊(备用辊)12为包含不锈钢、铁、铝等金属的筒状构件。第二辊12隔着膜60与第一辊11A相向。第二辊12的辊面12r与膜60的背面(成膜面60d的相反侧的面)相接。在辊面12r没有形成转印图案。
第二辊12能够以其中心轴为中心进行旋转。例如，与膜60相接的第二辊12通过膜60的行进来逆时针旋转。或者，也可以在收卷式成膜装置1的外部设置使第二辊12旋转驱动的旋转驱动机构。或者，第二辊12本身也可以具有旋转驱动机构。在该情况下，第二辊12通过旋转驱动机构来逆时针旋转。
此外，在本实施方式中，也可以在第二辊12的内部设置温度调节介质循环系统等温度调节机构。通过该温度调节机构酌情地进行调节，以使例如辊面12r的温度能够设定为低于锂的熔点。
锂源20具有蒸镀容器21、刮刀22以及第三辊23。锂源20被配置成与第一辊11A相向。
在蒸镀容器21中，收容例如块状、丝线状或粉体状的锂(Li)25。例如，在收卷式成膜装置1工作时，在蒸镀容器21内通过电阻加热、感应加热、电子束加热等方法将锂25加热，进行蒸发。通过这些方法来控制蒸发量，也可以调节锂25的膜厚。
锂25的加热温度没有特别限定，典型地被设定为锂的熔点以上的温度(例如180℃～800℃)。在自然覆膜(Li2O等)形成在锂表面的情况下，目标加热温度被设定为能够仅使锂25蒸发(或蒸馏)。
第三辊23为筒状构件，即所谓的网纹辊。第一辊11A位于第三辊23和第二辊12之间。例如，从收卷式成膜装置1的下方朝向上方依次排列着第三辊23、第一辊11A以及第二辊12。第三辊23与第一辊11A相向。第三辊23的辊面23r例如由具有多个孔的层(例如铬(Cr)层、陶瓷层等)构成。
第三辊23的辊面23r与第一辊11A的辊面11r相接。进而，在图1的例子中，蒸镀容器21被配置在第三辊23的下方，使蒸镀物质的蒸气附着到相向的第三辊23。即，蒸镀容器21被配置成蒸发的锂25附着到辊面23r的一部分。
第三辊23能够以其中心轴为中心进行旋转。例如，与第一辊11A相接的第三辊23通过第一辊11A的旋转来逆时针旋转。或者，也可以在收卷式成膜装置1的外部设置使第三辊23旋转驱动的旋转驱动机构。或者，第三辊23本身也可以具有旋转驱动机构。在该情况下，第三辊23通过旋转驱动机构来逆时针旋转。
此外，在本实施方式中，也可以在收卷式成膜装置1的外部设置改变第三辊23和蒸镀容器21的相对距离的距离调节机构。通过该距离调节机构，能够改变蒸镀到辊面23r的锂25的量。
在锂25蒸镀到第三辊23的状态下，通过第三辊23旋转，蒸镀容器21内的锂25经由辊面23r被带起。由此，从蒸镀容器21蒸镀的锂25被供给到第三辊23的辊面23r的整个区域。此外，在收卷式成膜装置1中，刮刀22被配置在第三辊23的辊面23r附近。
通过配置该刮刀22，辊面23r上的锂25的厚度被高精度地调节。例如，辊面23r上的锂25的厚度被调节成实质上相同。由此，在锂25被从第三辊23供给的第一辊11A中，锂25的供给量相同。
并且，辊面23r上的锂25遍及与辊面23r上的锂25相接的第一辊11A的辊面11r。像这样，均匀量的锂25被从蒸镀容器21经由第三辊23供给到第一辊11A的辊面11r。
在该情况下，因为通过刮刀22被供给到辊面23r的锂25的供给量相同，所以被供给到第一辊11A的辊面11r的锂25的供给量也相同。由此，辊面11r上的锂25的厚度在整周相同。
此外，在本实施方式中，也可以在第三辊23的内部设置温度调节介质循环系统等温度调节机构。通过该温度调节机构酌情地进行调节，以使例如辊面23r的温度能够设定为锂的熔点以上。
由此，实现从蒸镀容器21蒸发的锂25向辊面23r的附着、以及在第三辊23中熔融的锂25向第一辊11A的供给。
膜行进机构30具有放卷辊31、收卷辊32以及导向辊33a、33b、33c、33d、33e、33f、33g。在收卷式成膜装置1的外部设置有使放卷辊31和收卷辊32旋转驱动的旋转驱动机构。或者，放卷辊31和收卷辊32也可以分别具有旋转驱动机构。
此外，在本实施方式中，也可以在导向辊33a、33b、33c、33d、33e、33f、33g的内部设置温度调节介质循环系统等温度调节机构。
膜60以被夹在第一辊11A和第二辊12之间的方式被设置在收卷式成膜装置1内。膜60的成膜面60d与第一辊11A相向。膜60预先卷在放卷辊31，从放卷辊31不断放出。
从放卷辊31不断放出的膜60一边在行进中被导向辊33a、33b、33c支承、分别用导向辊33a、33b、33c改变行进方向，一边在第一辊11A和第二辊12之间移动。
进而，膜60一边在行进中被导向辊33d、33e、33f、33g支承、分别用导向辊33d、33e、33f、33g改变行进方向，一边被收卷辊32连续地收卷。
膜60为被裁剪成规定宽度的长条的膜。膜60包含铜、铝、镍、不锈钢和树脂中的至少一种。树脂可使用例如OPP(拉伸聚丙烯)膜、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、PPS(聚苯硫醚)膜等。
预处理机构40被设置在第一辊11A的上游。预处理机构40对膜60的成面膜60d进行清洁。例如，预处理机构40能够产生惰性气体(Ar、He等)、氮(N2)、氧(O2)等的等离子体。通过该等离子体被晒到膜60的成膜面60d，去除附着于成膜面60d的油膜、自然氧化膜等。由此，形成于成膜面60d的锂层的附着力提高。
上述第一辊11A、第二辊12、锂源20、膜行进机构30、预处理机构40以及膜60被收容在真空容器70内。真空容器70能够维持减压状态。例如，通过与真空泵等真空排气系统(未图示)连接的排气机构71，真空容器70的内部被维持成能够蒸镀锂的规定的真空度。由此，简便地形成锂的露点变成低于-30℃(更优选的是低于-50℃)的环境，能够在真空容器70内稳定地维持锂的熔融状态。具有高反应性的锂的反应被进一步抑制。
在对真空容器70内进行真空排气时，也可以通过气体供给机构72将干燥空气、惰性气体(Ar、He等)、二氧化碳(CO2)、氮等中的至少任一种气体作为置换用气体供给再进行排气。通过将这些气体导入到真空容器70内，具有高反应性的锂的反应被抑制。
此外，在本实施方式中，除了锂以外，也可以在蒸镀容器21内收容铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)、镓(Ga)、铋(Bi)、钠(Na)、钾(K)和熔点为400℃以下的合金中的至少一种。
蒸镀容器21由例如奥氏体不锈钢形成。
[收卷式成膜装置的工作]
图2是示出第一实施方式所涉及的收卷式成膜方法的概要流程图。
在第一实施方式所涉及的收卷式成膜方法中，例如，在能够维持减压状态的真空容器70内，通过膜行进机构30使膜60行进(步骤S10)。
接下来，从锂源20(蒸镀容器21)蒸发的锂25附着到第三辊23(步骤S20)。通过第三辊23的温度调节机构，附着于第三辊23的锂25被维持在熔融状态。
接下来，将第三辊23上的熔融状态的锂25供给到形成有转印图案的第一辊11A(步骤S30)。
接下来，在使第一辊11A旋转的同时使与转印图案对应的锂层的图案接触膜60的成膜面60d，从而将与转印图案对应的锂层的图案转印到成膜面60d(步骤S40)。
根据这样的收卷式成膜方法，蒸发的锂25经由第三辊23被供给到具有转印图案的第一辊11A，锂层的图案被从第一辊11A转印到膜60的成膜面60d。
也就是说，锂25(熔融金属)不从蒸镀容器21(浴缸)直接蒸镀到第一辊11A，而暂时蒸镀到第三辊23，通过第三辊23的温度调节机构维持着融解状态涂覆到成膜面60d。
通过真空蒸镀和涂敷，锂层在膜60的成膜面60d被图案化。由此，对膜60的热损伤被抑制。
对收卷式成膜装置1的具体的工作进行说明。
图3是示出第一实施方式所涉及的收卷式成膜装置的工作的概要结构图。
如图3所示，膜60在第一辊11A和第二辊12之间沿箭头A的方向行进。在此，在第一辊11A的辊面11r形成有凸状的转印图案11p。转印图案11p的材料包含例如橡胶等弹性体、有机或无机树脂等。真空容器70内维持减压状态。作为排气机构71的真空排气系统(真空泵)的极限真空度，真空容器70内被设定为例如1×10-3Pa以下。也可以向真空容器70内供给干燥空气、惰性气体(Ar、He等)、二氧化碳(CO2)、氮等中的至少一种气体。此外，通过预处理机构40对膜60的成膜面60d实施预处理(清洁)。
接下来，从蒸镀容器21蒸镀到第三辊23的液状锂25被供给到第一辊11A的转印图案11p上。
例如，蒸镀容器21被配置在第三辊23的下方，以使从蒸镀容器21蒸发的锂25附着到第三辊23的辊面23r的一部分。进而，第三辊23的辊面23r的温度通过温度调节机构调节成锂熔点(180℃)以上。由此，蒸镀到第三辊23的锂25以在辊面23r中熔融的状态(第三辊23逆时针旋转)被供给到第一辊11A。此外，辊面23r上的锂25的厚度通过刮刀22高精度且均匀地调节。
接下来，第一辊11A随着第三辊23的旋转而顺时针旋转。进而，第一辊11A与第三辊23相接。由此，第一辊11A的转印图案11p被熔融的锂25润湿，辊面11r从辊面23r接收熔融的锂25。也就是说，在转印图案11p上形成熔融的锂25，在辊面11r形成与转印图案11p对应的锂25的图案25p。
在此，第一辊11A的辊面11r的温度通过温度调节机构调节成锂熔点(180℃)以上。由此，即使第一辊11A旋转从而辊面11r从第三辊23离开，锂25也继续在转印图案11p上以熔融的状态润湿。
膜60在第一辊11A和第二辊12之间随着第一辊11A和第二辊12的旋转而行进。在此，第一辊11A与膜60的成膜面60d相接。由此，图案25p也与膜60的成膜面60d相接，图案25p被从转印图案11p转印到膜60的成膜面60d。
此后，成膜面60d上的锂25的图案25p通过导向辊33a、33b、33c、33d、33e、33f、33g的温度调节机构、自然冷却等，在膜60的成膜面60d形成锂层的图案25p。形成于成膜面60d的锂层的厚度例如为0.5μm以上且50μm以下。另外，锂层的图案25p也可以形成在膜60的两面。
像这样，在本实施方式中，从蒸镀容器21蒸发的锂25附着到具有保持熔融状态的温度调节机构的第三辊23的辊面23r。其后，熔融的锂25被具有转印图案11p的第一辊11A接收。
此后，锂层的图案25p被从第一辊11A转印到膜60的成膜面60d。
如上所述，在本实施方式中，锂25经由第一和第三辊11A、23被从蒸镀容器21向成膜面60d间接地转印。
在本实施方式中，锂25(图案25p)不是从气相状态变化成固相状态被直接地供给到膜60的成膜面60d，而是经过液相状态(气相→液相→固相状态的变化)被间接地供给到膜60的成膜面60d。由此，膜60从锂受到的潜热变得更小，对膜60的热损伤被大幅地抑制。例如，即使在膜60的成膜面60d形成厚度为0.5μm以上且50μm以下这样的较厚的锂层的图案，膜60也不易受到热损伤。
此外，在本实施方式中，在第一辊11A设置转印图案11p，锂的图案25p从第一辊11A直接地形成到膜60。由此，膜60不需要形成锂图案的专用的掩模。由此，不需要定期地更换附着了锂的掩模的维护作业。进而，不需要将掩模与膜60一起放卷或收卷的复杂的机构、以及对掩模进行定位的复杂的机构。
此外，在本实施方式中，锂层对膜60的图案化被在减压气氛中进行。由此，能够在蒸镀容器21内稳定地维持锂的熔融状态，进而简便地形成具有高反应性的锂的反应被进一步抑制的环境。此外，在锂层对膜60的图案化被在惰性气体气氛中进行的情况下，具有高反应性的锂的反应也被抑制。
此外，在本实施方式中，通过第一辊11和第二辊12，膜60被从上下方向夹着，膜60沿水平方向移动，同时转印图案11p被转印到膜60。由此，刚被转印到膜60后的图案25p不易沿着膜60的面内方向偏离。
[第二实施方式]
图4是第二实施方式所涉及的收卷式成膜装置的概要结构图。
在图4所示的收卷式成膜装置2中，锂源20具有蒸镀容器21、第三辊23、以及与第三辊23相向的第四辊24。在图4中，作为锂源20，例示有刮刀22，但刮刀22能够根据需要省略。在该情况下，也可以利用第三辊23和第四辊24之间的距离(按压力)以及转速差来进行锂25的厚度控制。
第四辊24为筒状构件，即所谓的水斗辊(fountain roller)。第三辊23位于第四辊24和第一辊11A之间。第四辊24的辊面24r采用具有耐热性的公知的材料，例如由金属构成。第四辊24的辊面24r与第三辊23的辊面23r相接。
进而，在图4的例子中，与第一实施方式所涉及的收卷式成膜装置的第三辊同样地，蒸镀容器21被配置在第四辊24的下方，以使从蒸镀容器21蒸发的锂25附着到第四辊24的辊面24r的一部分。
第四辊24能够以其中心轴为中心进行旋转。例如，与第三辊23相接的第四辊24通过第三辊23的旋转顺时针旋转。或者，也可以在收卷式成膜装置2的外部设置使第四辊24旋转驱动的旋转驱动机构。或者，第四辊24本身也可以具有旋转驱动机构。在该情况下，第四辊24通过旋转驱动机构顺时针旋转。
此外，在本实施方式中，也可以在收卷式成膜装置2的外部设置改变第四辊24和蒸镀容器21的相对距离的距离调节机构。通过该距离调节机构，能够改变附着到第四辊24的辊面24r的锂25的量。
在锂25蒸镀到第四辊24的状态下，通过第四辊24旋转，蒸镀容器21内的锂25经由辊面24r被带起。由此，从蒸镀容器21蒸镀的锂25被供给到第四辊24的辊面24r的整个区域。进而，辊面24r上的锂25遍及与辊面24r上的锂25相接的第三辊23的辊面23r。
进而，辊面23r上的锂25遍及与辊面23r上的锂25相接的第一辊11A的辊面11r。即，从蒸镀容器21蒸发的锂25经由第四辊24和第三辊23被供给到第一辊11A的辊面11r。
在此，辊面24r转动的速度可以被设定为与第三辊23的辊面23r转动的速度不同的速度，也可以被设定为相同的速度。通过这种速度控制，辊面23r上的锂25的厚度被高精度地调节，例如，辊面23r上的锂25的厚度被调节成实质上相同(均匀)。另外，第四辊24的旋转方向并不限于顺时针方向，也可以是逆时针方向。
此外，在本实施方式中，也可以在第四辊24的内部设置温度调节介质循环系统等温度调节机构。通过该温度调节机构酌情地进行调节，以使例如辊面24r的温度能够设定为锂的熔点以上。此外，在刮刀22被配置在第三辊23的辊面23r附近的情况下，通过配置刮刀22，辊面23r上的锂25的厚度被进一步高精度地调节。
在收卷式成膜装置2中，也起到与收卷式成膜装置1相同的作用效果。特别地，根据本实施方式，添加了一个锂25经过的辊(第四辊24)，因此能够更可靠地防止热损伤。
[第三实施方式]
图5是第三实施方式所涉及的收卷式成膜装置的概要结构图。
图5所示的收卷式成膜装置3具有第一辊11B、锂源20、膜行进机构30以及真空容器70。进而，收卷式成膜装置3具有第二辊12、预处理机构40、保护层形成机构50、排气机构71以及气体供给机构72。
第一辊11B为包含不锈钢、铁、铝等金属的筒状构件。第一辊11B配置在膜60和锂源20之间。第一辊11B的辊面11r与膜60的成膜面60d相向。例如，辊面11r与膜60的成膜面60d相接。
进而，在图5的例子中，蒸镀容器21被配置在第一辊11B的下方，使蒸镀物质的蒸气附着到相向的第一辊11B。即，蒸镀容器21被配置成蒸发的锂25附着到第一辊11B的辊面11r的一部分。
在辊面11r形成有转印图案。转印图案例如为槽状、孔状等凹状图案。由此，第一辊11B也称为作为印版滚筒的凹版。
第一辊11B能够以其中心轴为中心进行旋转。例如，在收卷式成膜装置3的外部设置使第一辊11B旋转驱动的旋转驱动机构。或者，第一辊11B本身也可以具有旋转驱动机构。例如，在膜60沿箭头A的方向行进时，与膜60相向的第一辊11B顺时针旋转。此时，辊面11r转动的速度被设定为例如与膜60的行进速度相同的速度。由此，在锂的图案形成到辊面11r的情况下，该锂的图案不发生位置偏移地被转印到膜60的成膜面60d。
此外，在本实施方式中，也可以在收卷式成膜装置3的外部设置改变第一辊11B和蒸镀容器21的相对距离的距离调节机构。此外，在本实施方式中，也可以在第一辊11B的内部设置温度调节介质循环系统等温度调节机构。通过该温度调节机构，酌情地调节辊面11r的温度。
在锂25蒸镀到第一辊11B的状态下，通过第一辊11B旋转，蒸镀容器21内的锂25经由辊面11r被带起。由此，从蒸镀容器21蒸发的锂25被供给到第一辊11B的辊面11r的整个区域。
此外，在收卷式成膜装置3中，刮刀22被配置在第一辊11B的辊面11r附近。通过配置该刮刀22，转印图案内的锂25的厚度被高精度地调节。例如，转印图案内的锂25的厚度被调节成实质上相同(均匀)。
图6是示出第三实施方式所涉及的收卷式成膜装置的工作的概要结构图。
如图6所示，在第一辊11B的辊面11r形成有凹状的转印图案11p。此外，通过预处理机构40对膜60的成膜面60d实施预处理。
接下来，从蒸镀容器20蒸发的锂25被供给到第一辊11B的转印图案11p。例如，蒸镀容器21被配置在第一辊11B的下方，以使从蒸镀容器21蒸发的锂25附着到第一辊11B的辊面11r的一部分。进而，第一辊11B的辊面11r的温度通过温度调节机构调节成锂熔点以上。
由此，蒸镀到第一辊11B的锂25继续在辊面11r中以熔融的状态润湿。此外，辊面11r上的锂25的厚度通过刮刀22高精度地调节。
膜60在第一辊11B和第二辊12之间随着第一辊11B和第二辊12的旋转而行进。在此，第一辊11B与膜60的成膜面60d相接。由此，图案25p也与膜60的成膜面60d相接，图案25p被从转印图案11p转印到膜60的成膜面60d。
此后，成膜面60d上的锂25的图案25p自然冷却，从而在膜60的成膜面60d形成锂层的图案25p。进而，此后，通过保护层形成机构50在成膜面60d形成覆盖锂层的图案25p的保护层。
在收卷式成膜装置3中，也起到与收卷式成膜装置1相同的作用效果。进而，在收卷式成膜装置3中，形成于第一辊11B的转印图案11p为凹状图案，因此熔融的锂25高效地存于凹状图案内。由此，在膜60的成膜面60d形成的锂层的图案25p变得更清晰。
[第四实施方式]
图7是第四实施方式所涉及的收卷式成膜装置的一部分的概要结构图。在图7中示有收卷辊32的周边。
图7所示的收卷式成膜装置4还具有保护层形成机构50，该保护层形成机构50在形成有锂层的图案25p的膜60的成膜面60d形成保护层或保护膜。保护层形成机构50与上述收卷式成膜装置1～3中的任一个都能够组合。保护层包含例如硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNx)、铝氧化物(AlOx)等中的至少一种。
保护层形成机构50设置在第一辊11A的下游。保护层形成机构50能够在通过第一辊11A在膜60形成锂层后在锂层的表面形成保护层或保护膜。
保护层形成机构50具有保护层形成部51A、保护层形成部51B、保护膜形成部52、气体供给机构57以及隔离板58。保护膜形成部52具有放卷辊53、保护膜54以及导向辊55、56。保护层形成部51A、保护层形成部51B以及保护膜形成部52能够各自独立地驱动，能够使保护层形成部51A、保护层形成部51B和保护膜形成部52中的至少一个驱动。
此外，隔离板58在真空容器70内对保护层形成机构50进行隔离。在图7的例子中，隔离板58对保护层形成部51A、保护层形成部51B、保护膜形成部52以及气体供给机构57进行隔离。由此，保护层形成机构50由隔离板58隔离，保护层的成分不易混入锂层内。
保护层形成部51A能够通过例如溅射法、CVD(化学气相沉积：Chemical VaporDeposition)法、蒸镀法等成膜方法在膜60的成膜面60d形成保护层。此外，也可以使硅、铝等元素从设置于保护层形成部51A的成膜源射入膜60的成膜面60d，与此同时从气体供给机构57向被隔离板58隔离的空间70s导入氧、氮、水、一氧化碳、二氧化碳等气体，从而在成膜面60d形成反应生成物(保护层)。
保护层形成部51B能够通过例如等离子体处理或加热处理来在膜60的成膜面60d形成保护层。例如，也可以从气体供给装置57向被隔离板58隔离的空间70s导入氧、氮、水、一氧化碳、二氧化碳等气体，使这些气体中的至少一种与锂层的表面反应，从而在锂层的表面形成保护层。此外，为了提高这些气体的反应性，这些气体也可以通过附设于收卷式成膜装置4的等离子体产生单元(未图示)来制成等离子体气体。根据保护层形成部51B，在锂层的表面形成例如氧化锂(Li2O)、氮化锂(Li3N)、碳酸锂(LiCOx)等。
另外，收卷式成膜装置4也可以具有对空间70s进行排气的排气机构，以使空间70s内的气体不泄漏到空间70s外。在该情况下，空间70s内的压力被调节成比空间70s外的压力低。由此，例如收容于蒸镀容器21的熔融锂的氧化等被抑制。
此外，保护膜形成部52能够将保护膜54贴合在膜60的成膜面60d。例如，保护膜54被配置成与膜60的成膜面60d相向。进而，保护膜54被设置成被夹在导向辊33g和导向辊56之间。
保护膜54预先卷在放卷辊53，从放卷辊53不断放出。从放卷辊53不断放出的保护膜54一边被导向辊55支承，一边在导向辊33g和导向辊56之间移动。并且，在保护膜54覆盖了膜60的成膜面60d后，保护膜54与膜60一起被收卷辊32连续地收卷。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不仅限于上述实施方式，当然能够加以各种改变。例如，锂源20也可以是在收卷式成膜装置1～3中将从蒸镀容器21蒸发的熔融的锂25经由喷嘴、喷头等供给到第一辊11B、第三辊23或第四辊24的机构。
介于膜60和蒸镀容器21之间的辊的个数并不限于这些(1～3)，也可以根据用途而使4个以上介于其间。此外，预处理机构40和保护层形成机构50也可以选择任一者或两者。
此外，能够通过锂25的加热温度来控制蒸镀率(蒸汽量)，因此也可以省略刮刀22。
进而，例如，在第一实施方式中，被构成为将蒸镀到第三辊23的锂25以在其辊面23r中熔融的状态供给到第一辊11A，取而代之地，也可以在第三辊的表面形成固相的锂膜，然后经由第一辊的表面将该锂膜转印到膜的成膜面。在该情况下，能够采用如下的方法：使第三辊的表面和锂膜的密合性比第一辊的表面和锂膜的密合性低、使第一辊的表面和锂膜的密合性比膜成膜面和锂膜的密合性低等。在该情况下，第一辊和第三辊的表面温度通过温度调节机构设定为比锂的熔点低的温度。
附图标记说明
1、2、3、4：收卷式成膜装置
11A、11B：第一辊
11r：辊面
11p：转印图案
12：第二辊
12r：辊面
20：锂源
21：蒸镀容器
22：刮刀
23：第三辊
23r：辊面
24：第四辊
24r：辊面
25：锂
25p：图案
30：膜行进机构
31：放卷辊
32：收卷辊
33a、33b、33c、33d、33e、33f、33g：导向辊
40：预处理机构
50：保护层形成机构
51A：保护层形成部
51B：保护层形成部
52：保护膜形成部
53：放卷辊
54：保护膜
55、56：导向辊
57：气体供给机构
58：隔离板
60：膜
60d：成膜面
70：真空容器
70s：空间
71：排气机构
72：气体供给机构

Claims (9)

1.一种收卷式成膜装置，其具有：
真空容器，其能够维持减压状态；
膜行进机构，其能够在所述真空容器内使膜行进；
锂源，其能够在所述真空容器内使锂蒸发；以及
第一辊，其被配置在所述膜的成膜面和所述锂源之间，具有接收从所述锂源蒸发的所述锂的转印图案，一边旋转一边将与所述转印图案对应的锂层的图案转印到所述成膜面。
2.根据权利要求1所述的收卷式成膜装置，其还具有：
第二辊，其隔着所述膜与所述第一辊相向。
3.根据权利要求1或2所述的收卷式成膜装置，其中，
所述锂源具有：
蒸镀容器，其收容所述锂，被配置成所述锂被蒸镀到所述第一辊；以及
刮刀，其对从所述蒸镀容器供给到所述第一辊的所述锂的厚度进行控制。
4.根据权利要求1或2所述的收卷式成膜装置，其中，
所述锂源具有：
第三辊，其与所述第一辊相向；
蒸镀容器，其收容所述锂，被配置成所述锂被蒸镀到所述第三辊；以及
刮刀，其对从所述蒸镀容器供给到所述第三辊的所述锂的厚度进行控制。
5.根据权利要求1或2所述的收卷式成膜装置，其中，
所述锂源具有：
第三辊，其与所述第一辊相向；
第四辊，其与所述第三辊相向；以及
蒸镀容器，其收容所述锂，被配置成所述锂被蒸镀到所述第四辊。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的收卷式成膜装置，其中，
在所述第一辊的上游还具有对所述膜的所述成膜面进行清洁的预处理机构。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的收卷式成膜装置，其中，
在所述第一辊的下游还具有在所述锂层的表面形成保护层的保护层形成机构。
8.根据权利要求7所述的收卷式成膜装置，其中，
在所述真空容器内还具有对所述保护层形成机构进行隔离的隔离板。
9.一种收卷式成膜方法，包含以下步骤：
在能够维持减压状态的真空容器内使膜行进；
将蒸发的锂供给到形成有转印图案的第一辊；以及
在使所述第一辊旋转的同时，使与所述转印图案对应的锂层的图案接触所述膜的成膜面，从而将所述锂层的图案转印到所述成膜面。
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