DE102014103552B4

DE102014103552B4 - Prozessieranordnung und Verfahren zum Beschichten eines Bandsubstrats

Info

Publication number: DE102014103552B4
Application number: DE102014103552.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Hentschel
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2034-03-15
Also published as: DE102014103552A1

Abstract

Prozessieranordnung (200), aufweisend:
• eine Prozessierkammer (202) mit mindestens einem Prozessierbereich (202b) zum Prozessieren eines Bandsubstrats,
• eine in der Prozessierkammer (202) angeordnete Transportanordnung (100) mit mehreren Rollen (102, 102L) zum Transportieren eines Bandsubstrats durch den Prozessierbereich (202b) hindurch,
• wobei die Transportanordnung (100) derart eingerichtet ist, dass eine Rolle (102L) der mehreren Rollen entgegen einer rücktreibenden Kraft (lllf, 111g) verschiebbar ist, so dass die verschiebbare Rolle (102L) von einem durch den Prozessierbereich (202b) hindurch transportierten Bandsubstrat verschoben (113) wird, und so dass das Bandsubstrat aufgrund der rücktreibenden Kraft mittels der verschiebbaren Rolle (102L) in dem Prozessierbereich (202b) zwischen zwei weiteren Rollen (102) der mehreren Rollen gespannt (115) wird; und
• mindestens eine Beschichtungsvorrichtung (204a, 204b) zum Beschichten des mittels der verschiebbaren Rolle (102L) gespannten Bandsubstrats in mindestens einem Beschichtungsbereich zwischen den zwei weiteren Rollen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prozessieranordnung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Beschichten eines Bandsubstrats gemäß Anspruch 13. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Im Allgemeinen können Bandsubstrate oder Folien in einer Durchlaufbeschichtungsanlage (Durchlaufbehandlungsanlage) beschichtet (behandelt) werden, wobei beispielsweise ein Bandsubstrat oder eine Folie durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer (Prozesskammer) hindurch mittels einer Transportanordnung transportiert werden kann. Die Transportanordnung kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat oder die Folie von Rolle-zu-Rolle prozessiert wird, wobei das Bandsubstrat oder die Folie von einer ersten Rolle abgewickelt wird, durch den Prozessierbereich der Prozessierkammer hindurch transportiert wird, und nach dem Prozessieren auf einer zweiten Rolle wieder aufgewickelt wird. Dabei kann die Prozessierkammer als eine Vakuumkammer eingerichtet sein, so dass das Bandsubstrat oder die Folie im Vakuum beschichtet oder behandelt werden kann, beispielsweise kann das Bandsubstrat oder die Folie mittels Sputterns oder einer plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung (PECVD) beschichtet werden. Das Bandsubstrat oder die Folie kann in einer so genannten Air-to-Air(Luft-zu-Luft)-Konfiguration mittels mehrerer Schleusen (z.B. Bandschleusen oder Rollenschleusen) in die Vakuumkammer hinein und/oder aus der Vakuumkammer heraus gebracht werden. Dabei kann es beispielsweise erforderlich sein, dass das Bandsubstrat oder die Folie beim Transportieren gespannt sein müssen oder werden müssen, d.h. dass eine Zugspannung auf das Bandsubstrat oder die Folie gebracht werden muss. Das Bandsubstrat kann beispielsweise mittels einer Kühlwalze derart geführt werden, dass ein Anpressdruck des Bandsubstrats auf die Kühlwalze erzeugt wird, um einen ausreichenden Wärmeübergang vom Bandsubtrat auf die Kühlwalze zu ermöglichen.
US 2005 / 0 008 778 A1 beschreibt eine Vakuumbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten eines flexiblen Substrats. Dabei erfolgt die Beschichtung des Substrats in Beschichtungsbereichen, in denen das Substrat mittels so genannter „guide roller“ transportiert wird. Zwischen den Beschichtungsbereichen ist eine Rolle (dancer roller) bereitgestellt, welche von dem Substrat freihängend getragen wird.
EP 0 579 854 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Beeinflussen der Spannung eines Bands mittels einer beweglich gelagerten Rolle.
DE 41 17 332 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Behandeln von laufendem Substrat mittels eines elektrischen Entladungsplasmas.
Ein Aspekt verschiedener Ausführungsformen kann anschaulich darin gesehen werden, eine Transportanordnung zum Transportieren eines Bandsubstrats in einer Prozessierkammer bereitzustellen, wobei das Bandsubstrat mittels mehrerer Rollen (Walzen, Transportrollen, und/oder Transportwalzen) einer Transportanordnung durch einen Prozessierbereich hindurch transportiert werden kann, wobei das Bandsubstrat mittels einer verschiebbar (quer zur Rotationsachse der Rolle) angeordneten Rolle der mehreren Rollen umgelenkt wird und wobei das Bandsubstrat aufgrund des Eigengewichts der Rolle (aufgrund der Gewichtskraft, welche auf die Rolle wirkt) und/oder aufgrund einer auf die Rolle wirkenden externen Kraft (z.B. Federkraft) in dem Prozessierbereich gespannt wird.
Anschaulich kann eine Rolle der Transportanordnung als lose Rolle eingerichtet sein oder als lose Rolle wirken, wobei die lose Rolle von dem Bandsubstrat getragen wird, wodurch beispielsweise eine Zugspannung symmetrisch auf das Bandsubstrat (auf einen Bereich des Bandsubstrats vor der Rolle und auf einen Bereich des Bandsubstrats nach der Rolle) übertragen werden kann. Dabei spannt die Rolle das Bandsubstrat aktiv und stellt nicht nur eine Gegenkraft zum Aufrechterhalten einer bereits erzeugten Zugspannung bereit. Die Rolle kann das Bandsubstrat beispielsweise aufgrund der Schwerkraft spannen, welche auf die Rolle wirkt und von der Rolle auf das Bandsubstrat übertragen wird, so dass einlaufseitig und auslaufseitig zur Rolle im Wesentlichen die gleiche Bandspannung im Substrat bereitgestellt ist oder wird.
Ferner kann ein anderer Aspekt verschiedener Ausführungsformen anschaulich darin gesehen werden, dass ein Bandsubstrat mit einer ersten Geschwindigkeit in einen Prozessierbereich hinein transportiert werden kann und mit einer zweiten Geschwindigkeit aus dem Prozessierbereich heraus transportiert werden kann, wobei die erste Geschwindigkeit (zumindest zeitweise) größer oder kleiner als die zweite Geschwindigkeit ist, wobei dennoch mittels der losen Rolle eine Zugspannung auf das Bandsubstrat übertragen wird, so dass das Bandsubstrat in dem Prozessierbereich prozessiert werden kann. Anschaulich kann die lose Rolle verschiebbar sein (z.B. quer zur Rotationsachse) und von dem Substrat getragen werden, so dass die lose Rolle mit deren Gewichtskraft (oder mit einer auf die Rolle wirkenden externen Kraft) auf das Substrat einwirkt. Somit können unterschiedliche Bandlaufgeschwindigkeiten (erste Geschwindigkeit und zweite Geschwindigkeit) ausgeglichen werden, indem sich die lose Rolle verschiebt und die Kraft auf das Bandsubstrat, welche die Spannung des Bandsubstrats erzeugt, kann erhalten (z.B. konstant) bleiben.
Beispielsweise wird eine Transportanordnung (Transportvorrichtung) oder eine Prozessieranordnung zum transportieren eines Bandsubstrats bereitgestellt, wobei die Transportanordnung mindestens eine Rolle aufweist, mittels derer das Bandsubstrat unabhängig von der Bandlaufgeschwindigkeit oder den lokalen Bandlaufgeschwindigkeiten innerhalb der Prozessierkammer gespannt werden kann.
Beispielsweise kann eine Transportanordnung oder Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: mehrere Rollen (Transportwalzen oder Transportrollen) zum Transportieren und Führen eines Bandsubstrats (oder einer Folie) durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer (z.B. einer Vakuumkammer) hindurch, wobei zumindest eine Rolle der mehreren Rollen derart eingerichtet ist, dass die Rolle entgegen einer rücktreibenden Kraft aus einer Lage auslenkbar oder verschiebbar ist (wobei die rücktreibende Kraft in Richtung der Lage gerichtet ist), so dass die Rolle von einem durch den Prozessierbereich hindurch transportierten Bandsubstrat verschoben bzw. ausgelenkt werden kann, und so dass das Bandsubstrat aufgrund der rücktreibenden Kraft mittels der Rolle in dem Prozessierbereich gespannt (Zugspannung) wird. Die Lage der Rolle kann beispielsweise eine Ruhelage oder Ausgangslage sein, bezüglich einer Verschiebung oder Auslenkung der Rolle in einem Winkel oder quer zur Rotationsachse der Rolle.
Ferner kann eine Prozessieranordnung beispielsweise Folgendes aufweisen: eine Prozessierkammer mit mindestens einem Prozessierbereich zum Prozessieren eines Bandsubstrats, eine in der Prozessierkammer angeordnete Transportanordnung mit mehreren Rollen zum Transportieren eines Bandsubstrats durch den Prozessierbereich hindurch, wobei die Transportanordnung derart eingerichtet ist, dass eine Rolle der mehreren Rollen entgegen einer rücktreibenden Kraft verschiebbar ist, so dass die verschiebbare Rolle von einem durch den Prozessierbereich hindurch transportierten Bandsubstrat verschoben wird, und so dass das Bandsubstrat aufgrund der rücktreibenden Kraft mittels der verschiebbaren Rolle in dem Prozessierbereich zwischen zwei weiteren Rollen der mehreren Rollen gespannt wird; und mindestens eine Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten des mittels der verschiebbaren Rolle gespannten Bandsubstrats in mindestens einem Beschichtungsbereich zwischen den zwei weiteren Rollen.
Ferner kann die rücktreibende Kraft zumindest teilweise die Gewichtskraft der Rolle sein und die Rolle kann derart eingerichtet sein, dass die Rolle entgegen der Gewichtskraft der Rolle verschoben bzw. ausgelenkt werden kann.
Die Rolle kann beispielsweise freihängend eingerichtet sein und von einem durch den Prozessierbereich hindurch transportierten Bandsubstrat getragen (und angetrieben) werden.
Ferner kann die rücktreibende Kraft zumindest teilweise eine Federkraft sein oder zumindest teilweise mittels einer Federkraft bereitgestellt sein oder werden, wobei die Rolle derart eingerichtet sein kann, dass die Rolle entgegen der Federkraft verschoben bzw. ausgelenkt werden kann. Dazu kann die Rolle beispielsweise an eine Halterung gekuppelt sein, wobei die Funktion als lose Rolle erhalten bleibt, wobei die Halterung zumindest teilweise die rücktreibende Kraft bereitstellen kann.
Beispielsweise kann eine Transportanordnung oder Prozessieranordnung ferner Folgendes aufweisen: eine Halterung zum Begrenzen der maximalen Verschiebung bzw. Auslenkung der Rolle und/oder zum Bereitstellen der Lage (der Ausgangslage oder Ruhelage) der Rolle und eines Verschiebungsbereichs bzw. Auslenkbereichs aus der Lage. Dabei kann der Verschiebungsbereich bzw. der Auslenkbereich derart eingerichtet sein, dass die Rolle in diesen Bereich hinein verschoben oder ausgelenkt werden kann.
Ferner kann die Halterung derart eingerichtet sein, dass die Rolle entlang einer oder zweier Richtungen geführt wird und quer (oder in einem Winkel) zu der einen bzw. den zwei Richtungen ausgelenkt werden kann. Anschaulich kann die Halterung die translatorische Bewegung der Transportrolle in einer oder zwei Raumrichtungen einschränken, wobei sich die Rolle jedoch in mindestens eine Raumrichtung translatorisch bewegen kann, z.B. kann die Rolle mittels der Halterung entlang einer vertikalen Richtung frei beweglich gelagert sein.
Ferner kann die Rolle eine lose Rolle sein oder zumindest (physikalisch) als lose Rolle wirken, so dass eine auf das Bandsubstrat mittels der Rolle aufgebrachte Zugspannung vor und nach einem Umlenken des Bandsubstrats mittels der Rolle im Wesentlichen gleich ist. Beispielsweise kann die mittels der losen Rolle in das Bandsubstrat eingebrachte Zugspannung symmetrisch bezüglich der Rolle auf das Bandsubtrat verteilt sein, wenn die Substrattransportgeschwindigkeit des Bandsubstrats konstant gehalten ist.
Ferner kann die Rolle ein Hohlzylinder mit kleinem Massenträgheitsmoment sein. Dazu kann die Rolle beispielsweise aus Karbonfaser bestehen oder einen Karbonfaser-Werkstoff aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die (z.B. lose) Rolle das Bandsubstrat umlenken und von dem Bandsubstrat getragen werden.
Ferner kann eine weitere Rolle oder können mehrere weitere Rollen der mehreren Rollen als Antriebsrollen eingerichtet sein. Die Antriebsrollen können mittels Motoren und/oder entsprechenden mechanischen Antrieben angetrieben werden.
Ferner können die mehreren Rollen der Transportanordnung derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat in dem Prozessierbereich zumindest teilweise (stückweise) geradlinig transportiert wird (z.B. mehr als 0,5 m oder mehr als 1 m).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: eine Prozessierkammer mit mindestens einem Prozessierbereich zum Prozessieren eines Bandsubstrats, eine Transportanordnung zum Transportieren eines Bandsubstrats durch den Prozessierbereich hindurch, ein mittels der Transportanordnung transportiertes Bandsubstrat, wobei das Bandsubstrat eine Rolle der Transportanordnung entgegen einer rücktreibenden Kraft aus deren Lage auslenkt oder verschiebt und wobei das Bandsubstrat aufgrund einer auf die Rolle wirkenden rücktreibenden Kraft im Prozessierbereich gespannt (Zugspannung) wird.
Ferner kann die Prozessierkammer eine Vakuumkammer sein oder aufweisen, wobei die Vakuumkammer derart eingerichtet ist, dass innerhalb des Prozessierbereichs ein Vakuum (z.B. in einem Druckbereich von kleiner als 1 mbar) bereitgestellt werden kann.
Die Prozessieranordnung kann beispielsweise ferner eine Beschichtungsvorrichtung oder mehrere Beschichtungsvorrichtungen (mindestens eine Beschichtungsvorrichtung) zum Beschichten des gespannten Bandsubstrats in dem Prozessierbereich aufweisen.
Ferner kann die Rolle der Transportanordnung derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat mittels der Rolle umgelenkt wird, und die eine bzw. die mehreren Beschichtungsvorrichtungen können ferner derart relativ zum innerhalb des Prozessierbereichs transportierten Bandsubstrat angeordnet sein und derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat vor und nach dem Umlenken des Bandsubstrats in dem Prozessierbereich beschichtet werden kann.
Ferner können die eine bzw. die mehreren Beschichtungsvorrichtungen (die mindestens eine Beschichtungsvorrichtung) und die Transportanordnung derart eingerichtet sein, dass das transportierte Bandsubstrat beim Beschichten entlang einer planaren Transportebene geführt wird.
Beispielsweise kann ein Verfahren zum Betreiben einer Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: das Führen eines Bandsubstrats zwischen einer ersten Rolle und einer zweiten Rolle einer Transportanordnung durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer hindurch, und Umlenken des Bandsubstrats mittels einer verschiebbar oder auslenkbar eingerichteten Rolle (Umlenkrolle, zylindrischer Rollenkörper), wobei die Rolle von dem Bandsubstrat getragen wird, so dass das Bandsubstrat in dem Prozessierbereich gespannt wird.
Beispielsweise kann ein Verfahren zum Betreiben einer Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: Führen eines Bandsubstrats zwischen einer ersten Rolle und einer zweiten Rolle durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer hindurch, und Umlenken des Bandsubstrats mittels einer aus einer Lage entgegen einer rücktreibenden Kraft auslenkbaren Rolle (Umlenkrolle), wobei beim Umlenken des Bandsubstrats die Rolle von dem Bandsubstrat ausgelenkt wird, so dass das Bandsubstrat aufgrund der rücktreibenden Kraft in dem Prozessierbereich gespannt wird.
Ferner kann das Verfahren zum Betreiben einer Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: Ermitteln einer Größe, welche eine Auslenkung oder eine Verschiebung der Umlenkrolle quer oder in einem Winkel zu deren Rotationsachse repräsentiert; Anpassen (Stellen, Steuern oder Regeln) einer ersten Geschwindigkeit der ersten Rolle und/oder einer zweiten Geschwindigkeit der zweiten Rolle unter Berücksichtigung der ermittelten Größe. Dabei können die erste Rolle und/oder die zweite Rolle Antriebsrollen sein.
Beispielsweise kann eine Transportanordnung oder Prozessieranordnung Folgendes aufweisen: mehrere Rollen zum Transportieren und Führen eines Bandsubstrats durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer hindurch, wobei zumindest eine Rolle der mehreren Rollen eine lose Rolle ist, welche von dem Bandsubstrat getragen wird.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle oder die Umlenkrolle, welche die mechanische Spannung in dem Bandsubstrat verursacht, rohrförmig sein. Ferner kann diese Rolle oder Umlenkrolle Kunststoff aufweisen oder aus Kunststoff bestehen, oder ein Material geringer Dichte aufweisen, z.B. Karbonfaser oder ein Karbonfaser-Werkstoff. Ferner kann diese Rolle oder Umlenkrolle zumindest teilweise transparent für Licht sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Beschichten eines Bandsubstrats Folgendes aufweisen: Führen eines des Bandsubstrats zwischen einer ersten Rolle und einer zweiten Rolle durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer hindurch, Umlenken des Bandsubstrats mittels einer verschiebbar eingerichteten Umlenkrolle, wobei die Umlenkrolle von dem Bandsubstrat getragen wird, so dass das Bandsubstrat in dem Prozessierbereich zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle gespannt wird; und Beschichten einer ersten Oberfläche des mittels der verschiebbar eingerichteten Umlenkrolle zwischen der ersten Rolle und der zweiten Rolle gespannten Bandsubstrats mittels einer Beschichtungsvorrichtung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen

1A bis 1C jeweils eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Transportanordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
2 eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Prozessieranordnung mit einer Transportanordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
3A bis 3C jeweils eine schematische perspektivische Ansicht einer Prozessieranordnung mit einer Transportanordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen;
4A und 4B jeweils eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Prozessieranordnung mit einer Transportanordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
5 und 6 jeweils ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Prozessieranordnung oder Transportanordnung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden eine Transportanordnung und eine Prozessieranordnung zum Prozessieren (Behandeln) eines Bandsubstrats bereitgestellt, beispielsweise zum Beschichten eines Bandsubstrats mittels eines PECVD-Beschichtungsprozesses. Dabei kann das Bandsubstrat einer geringen thermischen Belastung unterliegen, so dass das Substrat im Prozessierbereich nicht mittels einer zusätzlichen Kühlwalze gekühlt werden muss. Alternativ können beispielsweise zusätzlich Kühlwalzen zum Kühlen des Bandsubstrats bereitgestellt sein oder werden.
Dabei können die Transportanordnung und die Prozessieranordnung derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat in dem Prozessierbereich mittels der Walzen entlang eines Substrattransportpfads (entlang einer zumindest teilweise planaren und/oder zumindest teilweise gekrümmten Substrattransportebene) transportiert wird, wobei die Länge des innerhalb des Prozessierbereichs bereitgestellten Transportpfads nicht aufgrund des Durchmesser der Walzen limitiert ist. Anschaulich kann das Bandsubstrat jeweils an den Beschichtungspositionen im Prozessierbereich freihängend transportiert werden.
Ein Bandsubstrat kann beispielsweise ein Metallband sein oder eine Metallfolie, oder ein Kunststoffband (Polymerband) oder eine Kunststofffolie (Polymerfolie). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bandsubstrat ein beliebiges Material aufweisen, z.B. ein Metall, ein Halbmetall, ein Polymer, oder jedes andere Material, welches sich mit einer entsprechend geringen Materialstärke (Dicke) mittels Rollen oder Walzen prozessieren lässt. Anschaulich kann ein Bandsubstrat ein beliebiges Substrat sein, welches auf eine Rolle aufgewickelt werden kann und/oder beispielsweise von Rolle-zu-Rolle prozessiert werden kann. Je nach Material kann ein Bandsubstrat eine Dicke in einem Bereich von ungefähr einigen Mikrometern bis ungefähr einigen Millimetern aufweisen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die hierin beschriebene Transportanordnung derart eingerichtet sein, z.B. eine oder mehrere konkave Rollen oder Walzen aufweisen, dass das Bandsubstrat glatt (eben) transportiert wird und sich das Bandsubstrat anschaulich gesehen nicht wellt oder verzieht. Ferner kann die hierin beschriebene Transportanordnung derart eingerichtet sein, dass eine vordefinierte Zugspannung auf das Bandsubstrat gebracht wird, z.B. im Prozessierbereich. Beispielsweise kann eine Rolle der Transportanordnung aufgrund der vordefinierten Masse der Rolle eine vordefinierte Zugspannung erzeugen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Behandeln oder Prozessieren eines Bandsubstrats mindestens eins von Folgendem aufweisen: Reinigen des Bandsubstrats, Beschichten des Bandsubstrats, Bestrahlen (z.B. mittels Licht, UV-Licht, Teilchen, Elektronen, Ionen, usw.) des Bandsubstrats, Modifizieren der Oberfläche des Bandsubstrats, Erwärmen des Bandsubstrats, Ätzen des Bandsubstrats und Glimmen des Bandsubstrats.
In 1A ist eine schematische Seitenansicht oder Querschnittsansicht einer Transportanordnung 100 veranschaulicht. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Transportanordnung 100 mehrere Rollen 102, 102L aufweisen, z.B. drei Rollen oder auch mehr als drei Rollen. Die Rollen können beispielsweise auch als Transportrollen, Umlenkrollen, Walzen, Transportwalzen oder Umlenkwalzen bezeichnet sein oder werden. Die mehreren Rollen 102, 102L können beispielsweise derart eingerichtet sein, dass mittels der mehreren Rollen 102, 102L ein Bandsubtrat 120 entlang eines Transportweges oder Transportpfads durch eine Prozessierkammer (z.B. Atmosphärendruck-Kammer oder Vakuumkammer) transportiert (geführt) werden. Dabei kann zumindest eine Rolle der Transportanordnung 100 angetrieben sein zum Bereitstellen der Substratbewegung.
Wie in 1A veranschaulicht ist, kann eine Rolle 102L der mehreren Rollen derart eingerichtet sein, dass die Rolle 102L entgegen einer rücktreibenden Kraft 111g aus einer Lage verschiebbar 113 oder auslenkbar 113 ist, so dass die Rolle von einem durch den Prozessierbereich hindurch transportierten Bandsubstrat 120 verschoben 113 bzw. ausgelenkt 113 werden kann, und so dass das Bandsubstrat 120 aufgrund der rücktreibenden Kraft 111g mittels der Rolle 102L in dem Prozessierbereich gespannt 115 wird.
Anschaulich kann die Rolle 102L freihängend (oder zumindest teilweise freihängend) eingerichtet sein, d.h. die Gewichtskraft 111g, welche auf die Rolle 102L wirkt, kann eine vertikale Verschiebung 113 (oder zumindest eine Verschiebung mit einer vertikalen Richtungskomponente 113) der Rolle 102L verursachen, wobei diese Verschiebung 113 allerdings zumindest teilweise dadurch kompensiert oder verhindert wird, dass die Rolle 102L von einem durch den Prozessierbereich hindurch transportierten Bandsubstrat 120 getragen wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transportsystemen, bei denen das Bandsubstrat aufgrund einer bereitgestellten Zugspannung an eine Rolle angepresst wird, kann die lose (zumindest teilweise freihängende) Rolle 102L selbst eine Zugspannung 115 in dem Bandsubstrat 120 erzeugen und aufgrund der Gewichtskraft 111g (oder einer anderen externen Kraft 111f, vgl. 1C) der Rolle liegt diese auf dem Bandsubstrat 120 auf.
Wie in 1A veranschaulicht, kann das Bandsubstrat 120 mittels zweier fester (nicht translatorisch frei beweglicher) Rollen 102 (die Rollen sind selbstredend drehbar oder drehbar gelagert) geführt werden, wobei dazwischen (bezogen auf den Substrattransportpfad) die lose Rolle 102L auf dem Bandsubstrat 120 aufliegen kann. Aus der räumlichen Anordnung der beiden festen Rollen 102 und jeweils den Durchmessern der Rollen ergibt sich die entsprechende Geometrie für den Transport des Bandsubstrats 120. Zwischen den festen und der losen Rolle kann das Bandsubstrat 120 beispielsweise geradlinige geführt sein und in diesem geradlinig geführten Bereich auch prozessiert werden.
Die weiteren Rollen 102 der Transportanordnung 100 können beispielsweise axial drehbar gelagert sein, wobei die weiteren Rollen 102 derart gelagert sind, dass deren Rotationsachse ortsfest sind, z.B. bezüglich einer Prozessierkammer.
Wie ferner in 1B dargestellt ist, kann die Transportanordnung 100 derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat 120 im Wesentlichen (±10°) vertikal geführt wird. Somit kann beispielsweise in dem Bandsubstrat 120 eine Zugspannung 115 erzeugt werden, welche für eine vertikale Führung unabhängig von einer vertikalen Position der losen Rolle 102L ist. Bei der in 1A veranschaulichten Transportanordnung 100 dagegen kann sich die Zugspannung 115 bei konstanter Gewichtskraft 111g bei einer vertikalen Verschiebung 113 der Rolle 102L aufgrund der sich ändernden Winkelgeometrie verändern. In diesem Fall kann die Zugspannung 115 im Wesentlichen dadurch konstant gehalten werden, dass die Positionsänderungen der Rolle 102L entlang der Richtung 113 klein sind.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der vertikale Abstand 117 der festen Rollen 102 von der losen Rolle 102L einen in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m liegen, oder mehr als 5 m sein oder weniger als 1 m sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle 102L beim Transportieren das Bandsubstrats 120 dadurch verschoben 113 werden, dass die Bandtransportgeschwindigkeit zur losen Rollen hin größer bereitgestellt wird als von der Rolle 102L weg, womit sich die Rolle 102L nach unten absenkt, oder dass die Bandtransportgeschwindigkeit zur losen Rollen hin kleiner bereitgestellt wird als von der Rolle 102L weg, womit sich die Rolle 102L nach oben anhebt. Aufgrund dieser Anordnung der Rollen 102, 102L können Schwankungen und/oder Variationen in der Bandtransportgeschwindigkeit lediglich zu einer Verschiebung der Rolle 102L führen, wobei jedoch die Zugspannung 115 auf dem Bandsubstrat 120 erhalten bleibt, z.B. konstant bleibt, wie in 1B veranschaulicht ist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verschieben oder Auslenken der Rolle 102L als eine Positionsänderung relativ zu den festen Rollen 102 verstanden werden. Dabei können die mehreren Rollen 102, 102L derart angeordnet sein, und die Transportanordnung 100 derart eingerichtet sein, dass die Rotationsachsen der mehreren Rollen 102, 102L im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
Die Rollen 102, 102L (oder zumindest eine der Rollen oder mehrere der Rollen der Transportanordnung 100) können eine zylindrische Form aufweisen, wobei ferner die Mantelfläche der Rollen 102, 120L konkav oder konvex ausgebildet sein kann, um das Bandsubstrat 120 beispielsweise quer zu der Rotationsachse der Rollen 102, 102L zu spannen oder ein Knittern, Wellen oder Verformen des Bandsubstrats 120 zu verhindern oder zu reduzieren. Ferner kann zumindest eine der Rollen 102, 102L oder können mehrere der Rollen 102, 102L der Transportanordnung 100 eine konische Form aufweisen.
Mittels der Transportanordnung 100 kann ein Transportpfad für das Bandsubstrat 120 innerhalb einer Prozessierkammer bereitgestellt werden, welcher verglichen mit der Ausdehnung der Transportanordnung 100 entlang der Richtung 101 lang ist.
Wie in den 1A und 1B dargestellt ist, kann die Transportanordnung 100 das Bandsubstrat unter Ausnutzen der Gewichtskraft 111g auf eine Rolle 102L der mehreren Rollen der Transportanordnung 100 spannen. Alternativ kann die Gewichtskraft unter Verwendung einer Halterung mittels einer weiteren Kraft überlagert werden, welche analog zur Gewichtskraft wirken kann, z.B. einer Federkraft 111f.
In 1C ist anschaulich dargestellt, dass ein analoger Aufbau der Transportanordnung 100 mittels einer an einer Feder befestigen Rolle 120L bereitgestellt werden kann. Somit kann die Transportanordnung 100 nicht auf eine geometrische Anordnung zur Wirkung der Gewichtkraft limitiert sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die rücktreibende Kraft 111f zumindest teilweise eine Federkraft 111f sein oder mittels einer anderen externen Kraft bereitgestellt sein oder werden, wobei die Rolle 102L derart eingerichtet sein kann, dass die Rolle 102L mittels des Bandsubstrats entgegen der Federkraft 111f verschoben bzw. ausgelenkt wird.
Es versteht sich, dass der Aufbau der Transportanordnung 100 geometrisch verändert werden kann, wobei die Funktionsweise, z.B. dass die Rolle 102L eine Kraft auf das Bandsubstrat 120 überträgt, so dass das Bandsubstrat 120 gespannt 115 wird, erhalten bleibt. Anschaulich kann die Rolle keine ortsfeste axiale Lagerung aufweisen, sondern die drehbare Lagerung der Rolle 102L kann mittels des Bandsubstrats 120 erfolgen, welches die Rolle 102L trägt, stützt oder lagert, so dass die Rolle 102L entlang zumindest einer Richtung verschoben werden kann.
Ferner kann die Transportanordnung 100, wie beispielsweise vorangehend beschrieben, eine Halterung aufweisen, zum Begrenzen der maximalen Verschiebung (oder Auslenkung) der Rolle radial zur Rotationsachse der Rolle 102L und/oder zum Bereitstellen der Lage der Rolle (z.B. kann die Rolle 102L, wenn das Bandsubstrat 120 nicht transportiert wird, auf der Halterung aufliegen, wobei die Halterung in diesem Fall die Rolle 102L trägt) und zum Bereitstellen eines Verschiebungsbereichs bzw. Auslenkbereichs aus der Lage, z.B. kann die Rolle 102L, wenn das Bandsubstrat 120 transportiert wird, angehoben (verschoben oder ausgelenkt) werden, so dass die Gewichtskraft 111g der Rolle 102L auf das Bandsubstrat 120 wirkt und nicht auf die Halterung.
Die Halterung kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass die Rolle 102L entlang einer oder mehrerer Richtungen geführt wird und quer zu der einen bzw. zu den mehreren Richtungen verschoben 113 bzw. ausgelenkt 113 werden kann. Anschaulich kann mittels der Halterung eine Ruhelage für die Rolle 102L bereitgestellt werden, in welcher die rücktreibende Kraft 111g, 111f von der Halterung kompensiert wird, und die Halterung kann eine Bewegungsrichtung für die Rolle 102L frei lassen, so dass die Rolle 102L aus der Ruhelage ausgelenkt werden kann.
In dem Fall, dass die Transportanordnung 100 keine Halterung aufweist, kann die Bewegung der Rolle aufgrund der Abmessungen einer Prozessierkammer limitiert sein, in welcher die Transportanordnung 100 integriert sein kann (vgl. 2).
Die Rolle 102L kann beispielsweise das Bandsubstrat 120 umlenken, so dass das Bandsubstrat 120 einen Prozessierbereich zweimal passiert.
In 2 ist eine Prozessieranordnung 200 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht dargestellt, wobei die Prozessieranordnung 200 eine Prozessierkammer 202 mit mindestens einem Prozessierbereich 202b zum Prozessieren eines Bandsubstrats 120 aufweisen kann. Ferner kann in der Prozessierkammer 202 der Prozessieranordnung 200 oder zumindest teilweise in der Prozessierkammer 202 der Prozessieranordnung 200 eine Transportanordnung 100 mit mehreren Rollen 102, 102L bereitgestellt sein zum Transportieren eines Bandsubstrats 120 (oder einer Folie 120) durch den Prozessierbereich 202b hindurch. Wie vorangehend beschrieben, kann die Rolle 102L der mehreren Rollen 102, 102L derart eingerichtet sein, dass die Rolle 102L entgegen einer rücktreibenden Kraft 111g aus einer Lage verschiebbar 113 ist, so dass die Rolle 102L von einem durch den Prozessierbereich 202b hindurch transportierten Bandsubstrat 120 verschoben oder translatorisch bewegt 113 werden kann, und so dass das Bandsubstrat 120 aufgrund der rücktreibenden Kraft 111g mittels der Rolle 102L in dem Prozessierbereich 202b gespannt wird.
Die Prozessierkammer 202 der Prozessieranordnung 200 kann beispielsweise eine Vakuumkammer sein, derart eingerichtet, dass innerhalb des Prozessierbereichs 202b ein Vakuum bereitgestellt werden kann, z.B. mittels einer Vakuumpumpenanordnung mit einer oder mehreren an die Prozessierkammer 202 gekoppelte Vakuumpumpen (nicht dargestellt).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 200 mindestens eine Beschichtungsvorrichtung 204a, 204b (eine oder mehrere Beschichtungsvorrichtungen 204a, 204b) aufweisen zum Beschichten 203 des gespannten Bandsubstrats 120 in dem Prozessierbereich 202b. Alternativ kann die Prozessieranordnung 200 mindestens eine Behandlungsvorrichtung 204a, 204b (eine oder mehrere Behandlungsvorrichtungen 204a, 204b) aufweisen zum Behandeln 203 des gespannten Bandsubstrats 120 in dem Prozessierbereich 202b.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 200 auch mehrere miteinander vakuumtechnisch verbundene Vakuumkammern 202 aufweisen, wobei das Bandsubstrat 120 mittels der Transportanordnung 100 durch die mehreren Vakuumkammern 202 der Prozessieranordnung 200 hindurch transportiert werden kann.
Wie in 2 veranschaulicht, kann die Rolle (die Transportanordnung 100) derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat 120 mittels der Rolle 102L umgelenkt wird, wobei die mindestens eine Beschichtungsvorrichtung 204a, 204b derart relativ zum innerhalb des Prozessierbereichs 202b transportierten Bandsubstrat 120 angeordnet sein kann und derart eingerichtet sein kann, dass das Bandsubstrat 120 vor (z.B. mit einer ersten Beschichtungsvorrichtung 204a) und nach (z.B. mit einer zweiten Beschichtungsvorrichtung 204b) dem Umlenken des Bandsubstrats 120 in dem Prozessierbereich 202b beschichtet (behandelt) werden kann.
Dabei kann das transportierte Bandsubstrat 120 im Prozessierbereich 202b geradlinig geführt sein oder werden. Ferner kann das Bandsubstrat 120 mit einer im Wesentlichen konstanten Substratspannung geführt sein oder werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessierkammer 202 der Prozessieranordnung 200 eine Länge (räumliche Ausdehnung entlang der Richtung 101, welche eine mittlere Substrattransportrichtung repräsentieren kann) in einem Bereich von ungefähr einem Meter bis ungefähr mehrere Meter aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m oder eine Länge von mehr als 5 m.
Ferner kann die Prozessierkammer 202 der Prozessieranordnung 200 eine Breite (räumliche Ausdehnung quer zur Richtung 101, z.B. quer zur Substrattransportrichtung) in einem Bereich von ungefähr einem Meter bis ungefähr mehrere Meter aufweisen, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 m bis ungefähr 5 m. Dementsprechend können die Rollen 102, 102L eine Breite in einem Bereich von ungefähr 50 cm bis ungefähr 4,5 m aufweisen. Es versteht sich, dass die Rollen 102, 102L breiter sind, als das zu transportierende Bandsubstrat 120.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Prozessieranordnung 200 ferner weitere Komponenten aufweisen, z.B. Ventile und/oder Schleusen zum Einbringen des Bandsubstrats 120 in die Prozessierkammer 202 hinein und/oder zum Herausbringen des Bandsubstrats 120 aus der Prozessierkammer 202 heraus, sowie Sensoren, Steuerungen, Antriebe, Motoren und/oder weitere Vakuumkomponenten bei Bedarf.
Im Folgenden werden verschiedene Modifikationen und Konfigurationen der Prozessieranordnung 200 und Details zu der Transportanordnung 100 beschrieben, wobei sich die bezüglich der 1A bis 1C und 2 beschriebenen grundlegenden Merkmale und Funktionsweisen analog einbeziehen lassen. Ferner können die nachfolgend beschriebenen Merkmale und Funktionsweisen analog auf die in den 1A bis 1C und 2 beschriebene Prozessieranordnung 200 oder Transportanordnung 100 übertragen werden und damit kombiniert werden.
Wie in 3A, 3B und in 3C jeweils in verschiedenen perspektivischen Ansichten veranschaulicht ist, kann eine Prozessieranordnung 200 und/oder eine Transportanordnung 100 derart eingerichtet sein, dass ein Bandsubstrat 120 mittels mindestens einer losen Rolle 102L innerhalb eines Prozessierbereichs 202b einer Prozessierkammer 202 gespannt werden kann, so dass das Bandsubstrat 120 (zumindest eine Oberfläche des Bandsubstrats 120) mittels einer Behandlungsvorrichtung 204b behandelt werden kann, z.B. beschichtet, bestrahlt und/oder erwärmt werden kann.
Dabei kann die Prozessieranordnung 200 oder die Transportanordnung 100 mehrere weitere Rollen 102 aufweisen, z.B. in der Prozessierkammer 202 axial ortsfest gelagerte Rollen 102. Mit anderen Worten können die weiteren Rollen 102 der Transportanordnung 100 drehbar gelagert sein, wobei diese in der Prozessierkammer 202 fixiert sind, so dass das Bandsubstrat 120 entlang eines vordefinierten Transportpfads zu dem Prozessierbereich 202b der Prozessierkammer 202 hin und von dem Prozessierbereich 202b der Prozessierkammer 202 weg transportiert werden kann. Aufgrund der (translatorisch) frei beweglich gelagerten Rolle kann diese vom Bandsubstrat 120 getragen werden und die vertikale Position der beweglichen Rolle 102L kann mittels der lokalen Bandlaufgeschwindigkeit des Bandsubstrats 120 , z.B. gesteuert oder geregelt mittels der weiteren Rollen 102, eingestellt werden oder eine Veränderung der vertikalen Position der beweglichen Rolle 102L kann lokal unterschiedliche Bandlaufgeschwindigkeiten automatisch ausgleichen.
Dabei kann die bewegliche Rolle 102L mittels einer Halterung 310 oder Führung 310 teilweise gehalten bzw. geführt werden. Ferner kann die bewegliche Rolle 102L mittels einer Koppel 310 relativ zu einem Lagerdrehpunkt gehalten werden.
Ferner können die Behandlungsvorrichtungen 204b verschiedene Behandlungen ermöglichen, z.B. können zwei der Behandlungsvorrichtungen 204b für eine erste Behandlung (z.B. Reinigen und/oder Erwärmen) genutzt werden und nach dem Umlenken des Bandsubstrats 120 können zwei weitere der Behandlungsvorrichtungen 204b für eine zweite Behandlung (z.B. Beschichten) genutzt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Bandsubstrat 120 in der Prozessierkammer 202 platzeffizient geführt werden, da das Bandsubstrat 120 vertikal geradlinig durch den Prozessierbereich 202b der Prozessierkammer 202 hindurch geführt wird und beispielsweise das Bandsubstrat 120 mehrmals in dem Prozessierbereich 202b der Prozessierkammer 202 behandelt wird.
Anschaulich wird das Bandsubstrat 120 in dem Prozessierbereich 202b der Prozessierkammer 202 freihängend prozessiert. Somit ist das Bandsubstrat 120 im Prozessierbereich 202b beispielsweise von der Transportanordnung 100 thermisch entkoppelt. Ferner liegen beide Oberflächen des Bandsubstrats 120 in dem Prozessierbereich 202b frei.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle 102L teilweise mittels einer Schwinge 310 gehalten bzw. geführt werden, vgl. 4B.
In 4A ist eine Transportanordnung 100 und/oder eine Prozessieranordnung 200 in einer schematischen Seitenansicht oder Querschnittsansicht veranschaulicht. Dabei kann, anstatt einer herkömmlichen Trommel (Coating Drum CD) ein durch das Bandsubstrat 120 in Rotation versetzter freihängender Roller 102L (eine Rolle oder Walze) verwendet werden.
Das Material des Rollers 102L kann beispielsweise einen Kunststoff oder ein Polymer aufweisen, z.B. Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (PC) oder Ähnliches. Das Material des Rollers 102L kann beispielsweise transparent (z.B. für Licht oder sichtbares Licht) sein. Ferner kann das Material des Rollers 102L eine geringe Dichte aufweisen. Ferner kann das Material des Rollers 102L ein minimales Ausgasungsverhalten im Vakuum und/oder eine minimale Wasseraufnahmefähigkeit aufweisen. Ferner kann das Material des Rollers 102L wärmestabilisiert sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Roller 102L (die Rolle 102L) einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 1 m aufweisen, oder z.B. einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 10 cm bis ungefähr 50 cm aufweisen.
Der Roller 102L kann beispielsweise eine zylindrische bzw. leicht konkave oder leicht konvexe geometrisch Form aufweisen, z.B. kann dazu der Durchmesser des Rollers 102L angepasst sein und sich entlang der Rotationsachse des Rollers 102L verändern, z.B. in einem Bereich von ungefähr 1 % bis ungefähr 10 %.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Roller 102L aufgrund seines Eigengewichts die Bandspannung im einlaufenden und auslaufenden vertikalen Bereich des Bandsubstrats 120 vorgeben, z.B. kann der Roller 102L zylindrisch rohrförmig sein und das Eigengewicht des Rollers 102L kann über dessen Wandstärke definiert sein.
Anschaulich ist die Bandspannung im Bandsubstrat 120 im Einlaufbereich (im Prozessierbereich 202b zum Roller 102L hin) und Auslaufbereich (im Prozessierbereich 202b von dem Roller 102L weg) annähernd gleichmäßig im Bandsubstrat 120 verteilt.
Der symmetrische Aufbau beidseitig zur vertikalen Achse 400a ermöglicht den Transport des Bandsubstrats 120 in beide Richtungen 101a, 101b (vorwärts und rückwärts).
Im Transportverlauf wird das Substrat als durchhängende Bahn (Slack Web) über Bandzugentkopplungswalzen 402a geführt. Im Transportverlauf vor und nach den Bandzugentkopplungswalzen 402a können beispielsweise zylindrische (z.B. konkave oder konvexe) Rollen 402b angeordnet sein, welche das sogenannte Wrinkling (eine Faltenbildung) reduzieren oder verhindern können.
Im Betrieb der Prozessieranordnung 200 können die Bandzugentkopplungswalzen 402a beispielsweise mit gleicher Geschwindigkeit rotieren, womit der Roller 102L seine Position nicht verändert. Sollte sich beispielsweise ein Schlupf einstellen, so dass das Bandsubstrat 120 mittels der Bandzugentkopplungswalzen 402a ungleichmäßig schnell transportiert wird, kann sich (da sich beispielsweise die Länge des Bandsubstrats 120 im Prozessierbereich verändert) der Roller 102L um einige Millimeter nach oben 451 bzw. nach unten 452 verschieben. Anschaulich verschiebt 450 das Bandsubstrat 120 den auf dem Bandsubstrat 120 aufliegenden Roller 102L in Abhängigkeit von der im Prozessierbereich 202b zur Verfügung stehenden Länge des Bandsubstrats 120. Diese Verschiebung 450 kann beispielsweise mit optischer Messtechnik erfasst werden und über eine Geschwindigkeitsänderung der Bandzugentkopplungswalzen 402a kompensiert (nachgeregelt, geregelt, gestellt oder gesteuert) werden.
Bei einer Inbetriebnahme der Prozessieranordnung 200 kann das Bandsubstrat 120 auf eine Transportgeschwindigkeit in einem Bereich von ungefähr 100 m/min bis ungefähr 800 m/min beschleunigt werden, z.B. auf eine Transportgeschwindigkeit von ungefähr 400 m/min, wobei die Beschleunigung langsam erfolgen kann (z.B. über einen Zeitraum von ungefähr wenigen Minuten bis ungefähr einer Stunde). In Transportrichtung 101a, 101b kann die jeweils zweite Bandzugentkopplungswalze 402a ein höheres Drehmoment aufweisen oder mit einem höheren Drehmoment angetrieben werden, als die erste Bandzugentkopplungswalze 402a, so dass das Massenträgheitsmoment des Rollers 102L beim Beschleunigen ausgeglichen werden kann.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Roller 102L aus dem geführten Bandsubstrat 120 entnehmbar sein oder leicht ersetzbar sein. Somit kann beispielsweise eine Reinigung des Rollers 102L einfacher sein. Die Quellen 406a (Behandlungsquellen oder Beschichtungsquellen) können im vertikalen geführten Bereich des Bandsubstrats 120 beliebig angeordnet sein oder werden. Zur Spurhaltung oder der Nachregulierung des Bandlaufes können optional seitliche Führungen mittels beispielsweise Kugelrollen (nicht dargestellt) verwendet werden.
Wie in 4B veranschaulicht ist, kann der Roller 102L mittels einer Schwinge 460 mit Gegenlager 461 (z.B. einer Halterung aufweisend eine Schwinge 460 und ein Lager 461) gehalten oder gelagert werden. Für kleine Auslenkungen 450 ist die vertikale Verschiebung des Rollers 102L im Wesentlichen linear. Ferner kann aufgrund der Lagerung 461 der Schwinge 460 (aufgrund der Halterung 460, 461) weiterhin die Gewichtskraft 111f des Rollers 102L mittels des Rollers 102L auf das Bandsubstrat 120 übertragen werden.
Anschaulich kann der Roller 102L derart gelagert sein, dass dieser sich entlang einer Richtung in einem Bereich 451, 452 frei bewegen kann und dass die Lagerung die Gewichtskraft des Rollers 102L nicht vollständig kompensiert.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Roller axial drehbar an der Schwinge 460 befestigt sein oder werden.
Wie vorangehend beschrieben kann die Prozessieranordnung 200 oder die Transportanordnung 100 für eine Folienbeschichtung mittels PECVD verwendet werden. Die Transportanordnung 100 kann beispielsweise in eine sogenannte FOSA-Prozesskammer (eine Vakuum-Folienbeschichtungsanlage) integriert sein. Das Foliensubstrat 120 (das Bandsubstrat 120) kann beispielsweise während des Prozessierens erst vertikal nach unten geführt, dort mittels der Rolle 102L umgelenkt (Umlenkbereich) und wieder nach oben geführt werden. Dabei kann die Beschichtung des Bandsubstrats 120 oder der Folie entlang der geraden oder ebenen Substratführung (oberhalb des Umlenkbereiches oder oberhalb der Rolle 102L) erfolgen.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mittels der hierin beschriebenen Transportanordnung 100 ein Bandsubstrat 120 oder eine Folie mittels einer losen Rolle 102L gleichmäßig gespannt werden. Dabei kann das Spannen 115 des Bandsubstrats 120 mittels Umlenkens des Bandsubstrats 120 um die Rolle 102L (oder Walze) erfolgen, deren Eigengewicht 111g die Spannkraft 115 bereitstellen kann. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle 102L drehbar (um die eigene Achse) und vertikal verschiebbar gelagert sein (so dass beispielsweise die Lage der Walze verändert werden kann).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle 102L ein Hohlzylinder sein, wobei die Wanddicke das Gewicht der Rolle definiert. Wie vorangehend beschrieben, kann die Rolle 102L aus Kunststoff bestehen oder Kunststoff aufweisen, z.B. aus transparentem Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen, Polymethylmethacrylat (Acrylglas) und/oder Polycarbonat (Plexiglas). Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle zumindest teilweise transparent sein, so dass optische Eigenschaften der Folie 120 oder des Bandsubstrats 120 durch die Rollenwandung hindurch gemessen werden können. Ferner kann die Rolle 102L frei von Farbstoffen sein, da Farben beispielsweise organische chemische Substanzen enthalten können, die zur Desorption aus der Walze neigen und den Beschichtungsprozess nachteilig beeinflussen können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle 102L oder die Prozessieranordnung 200 eine Messanordnung aufweisen zum Messen optischer Eigenschaften einer Beschichtung des Bandsubstrats 120 und/oder optischer Eigenschaften des Bandsubstrats 120. Beispielsweise kann die Messanordnung eine Transmissionsmessung ermöglichen, wobei beispielsweise unter Verwendung eines optischen Strahls (z.B. eines Lichtstrahls oder eines Laserstrahls), welcher radial zur Rollenachse durch die Rollenwandung und durch das Bandsubstrat 120 hindurch verlaufen kann, optische Eigenschaften einer Beschichtung des Bandsubstrats 120 und/oder optische Eigenschaften des Bandsubstrats 120 ermittelt werden können.
Ferner kann die Rolle 102L mindestens eine reflektierende Schicht aufweisen, z.B. eine Chromschicht, so dass beispielsweise Reflexionsmessung durchgeführt werden können.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Mantelfläche der Rolle 102L axial konkav geformt sein, wobei der Umfang der Rolle 102L in der Mitte 1 mm bis 2 mm kleiner sein kann als an den axialen Endabschnitten der Rolle 102L. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Mantelfläche der Rolle 102L axial konvex geformt sein, wobei der Umfang der Rolle 102L in der Mitte 1 mm bis 2 mm größer sein kann als an den axialen Endabschnitten der Rolle 102L. Somit kann beispielsweise das Bandsubstrat 120 in die Breite gezogen werden oder das Bandsubstrat 120 kann quer zur Transportrichtung gespannt werden. Somit kann beispielsweise verhindert werden, dass das Bandsubstrat 120 beim Prozessieren eine quer zur Transportrichtung wellige Substratoberfläche aufweist.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Rolle 102L passiv angetrieben werden, z.B. mittels des Bandsubstrats 120.
Wie beispielsweise in den 3A bis 3C und in 4B veranschaulicht ist, kann die Rolle 120L (anstatt vertikal frei verschiebbar) auch an einem Hebelarm 310, 460 drehbar aufgehangen sein. Beispielsweise kann die Rolle 102L mittels eines Radiallagers an dem Hebelarm 310, 460 gelagert sein und mittels des an einem Lager 461 gelagerten Hebelarms 310, 460 entlang eines Kreisbogens geführt werden.
Somit kann beispielsweise das Bandsubstrat 120 aufgrund des Eigengewichts der Rolle 102L (oder Walze 102L) gleichmäßig gespannt werden. Das Transportieren des Bandsubstrats 120 in dem Prozessierbereich 202b der Prozessierkammer 202 kann mittels einfacher mechanischer Mittel realisiert sein, so dass die Transportanordnung 100 im Vakuum verwendet werden kann und wobei die Transportanordnung 100 eine geringe Störanfälligkeit aufweist.
Ferner kann eine Kunststoffwalze 102L vergleichsweise preiswert sein, verglichen mit herkömmlicherweise fest gelagerten Rollen für Vakuumkammern, z.B. im Vergleich zu einer Edelstahltrommel oder einer Edelstahltrommel mit innenliegender Kühlung. Die Rotation der Rolle 102L kann sich beim Betreiben der Prozessieranordnung 200 beispielsweise an die Substratgeschwindigkeit anpassen, so dass eine geringe Zugbelastung des Bandsubstrats 120 erreicht werden kann, das Bandsubstrat 120 mit variablen Geschwindigkeiten transportiert werden kann, und eine Schlupferkennung realisiert sein kann, wie vorangehend beschrieben.
5 veranschaulicht in einem schematischen Ablaufdiagramm ein Verfahren 500, wie vorangehend beschrieben, zum Betreiben einer Prozessieranordnung 200 oder Transportanordnung 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Das Verfahren 500 zum Betreiben einer Prozessieranordnung 200 kann beispielsweise aufweisen: in 510, das Führen eines Bandsubstrats zwischen einer ersten Rolle und einer zweiten Rolle durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer hindurch, und, in 520, das Umlenken des Bandsubstrats mittels einer verschiebbar eingerichteten Umlenkrolle, wobei die Umlenkrolle von dem Bandsubstrat getragen wird, so dass das Bandsubstrat in dem Prozessierbereich gespannt wird.
6 veranschaulicht in einem schematischen Ablaufdiagramm ein Verfahren 600, wie vorangehend beschrieben, zum Betreiben einer Prozessieranordnung 200 oder Transportanordnung 100, gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
Das Verfahren 600 zum Betreiben einer Prozessieranordnung 200 kann beispielsweise aufweisen: in 610, das Führen eines Bandsubstrats zwischen einer ersten Rolle und einer zweiten Rolle durch einen Prozessierbereich einer Prozessierkammer hindurch, und, in 620, das Umlenken des Bandsubstrats mittels einer aus einer Lage entgegen einer rücktreibenden Kraft auslenkbaren Umlenkrolle, wobei beim Umlenken des Bandsubstrats die Umlenkrolle von dem Bandsubstrat ausgelenkt wird, so dass das Bandsubstrat in dem Prozessierbereich aufgrund der rücktreibenden Kraft gespannt wird.
Ferner kann das Verfahren 500 oder das Verfahren 600 Folgendes aufweisen: das Ermitteln einer Größe, welche eine Auslenkung oder eine Verschiebung der Umlenkrolle quer oder in einem Winkel zu deren Rotationsachse repräsentiert; und das Anpassen einer ersten Geschwindigkeit der ersten Rolle und/oder einer zweiten Geschwindigkeit der zweiten Rolle unter Berücksichtigung der ermittelten Größe.
Analog zur vorangehend beschriebenen Prozessieranordnung 200 mit der Transportanordnung 100 kann die Prozessieranordnung auch derart eingerichtet sein, dass das Bandsubstrat 120 beidseitig beschichtet werden kann. Dazu können beispielsweise im Prozessierbereich 202b mehrere Beschichtungsvorrichtungen (mehrere Quellen 406a, Behandlungsquellen oder Beschichtungsquellen, z.B. mehrere PECVD-Quellen) jeweils beidseitig des Bandsubstrats 120 angeordnet sein oder werden, z.B. auf einer ersten Seite des Bandsubstrats, wie dargestellt, und beispielsweise zusätzlich zwischen dem vertikal umgelenkten Bandsubstrat 120.
Das beidseitige Beschichten des Bandsubstrats 120 kann mittels mehrerer PECVD-Quellen (PECVD-Anordnungen) erfolgen. Dabei kann jede der PECVD-Quellen beispielsweise einem Empfänger oder mehreren Empfängern zugeordnet sein, wobei mittels der Quellen reaktives Gas in Richtung der Empfänger zugeführt werden kann, so dass das zugeführte reaktive Gas von dem jeweiligen Empfänger angeregt werden kann, und so dass eine Plasmaanregung von dem Empfänger ausgehen kann. Dabei kann das Bandsubstrat beispielsweise zwischen der jeweiligen Quelle und dem entsprechenden Empfänger geführt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Empfänger beispielsweise eine Elektrode oder mehrere Elektroden aufweisen oder daraus bestehen. Ferner kann der Empfänger ein Magnetsystem oder mehrere Magnetsysteme aufweisen. Die Plasmaanregung kann beispielsweise mittels einer Wechselspannung (z.B. MF-Spannung) oder mittels eines Mikrowellengenerators und eines Magnetsystem erfolgen. Die Wechselspannung für die Plasmaanregung kann beispielsweise zwischen der Prozessierkammer 202 und der jeweiligen Elektrode angelegt werden.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Betreiben einer Prozessieranordnung 200 Folgendes aufweisen: das Führen eines Bandsubstrats 120 zwischen einer ersten Rolle 102 und einer zweiten Rolle 102 durch einen Prozessierbereich 202b einer Prozessierkammer 202 hindurch, Umlenken des Bandsubstrats 120 innerhalb des Prozessierbereichs 202b mittels einer Umlenkrolle 102L, das Beschichten einer ersten Oberfläche des Bandsubstrats 120 innerhalb des Prozessierbereichs 202b mittels einer ersten Beschichtungsvorrichtung, das Beschichten einer zweiten Oberfläche des Bandsubstrats 120 innerhalb des Prozessierbereichs 202b mittels einer zweiten Beschichtungsvorrichtung, wobei die erste Oberfläche des Bandsubstrats 120 der zweiten Oberfläche des Bandsubstrats 120 gegenüberliegt.

Claims

Prozessieranordnung (200), aufweisend: • eine Prozessierkammer (202) mit mindestens einem Prozessierbereich (202b) zum Prozessieren eines Bandsubstrats, • eine in der Prozessierkammer (202) angeordnete Transportanordnung (100) mit mehreren Rollen (102, 102L) zum Transportieren eines Bandsubstrats durch den Prozessierbereich (202b) hindurch, • wobei die Transportanordnung (100) derart eingerichtet ist, dass eine Rolle (102L) der mehreren Rollen entgegen einer rücktreibenden Kraft (lllf, 111g) verschiebbar ist, so dass die verschiebbare Rolle (102L) von einem durch den Prozessierbereich (202b) hindurch transportierten Bandsubstrat verschoben (113) wird, und so dass das Bandsubstrat aufgrund der rücktreibenden Kraft mittels der verschiebbaren Rolle (102L) in dem Prozessierbereich (202b) zwischen zwei weiteren Rollen (102) der mehreren Rollen gespannt (115) wird; und • mindestens eine Beschichtungsvorrichtung (204a, 204b) zum Beschichten des mittels der verschiebbaren Rolle (102L) gespannten Bandsubstrats in mindestens einem Beschichtungsbereich zwischen den zwei weiteren Rollen.
Prozessieranordnung gemäß Anspruch 1, wobei die rücktreibende Kraft (lllf, 111g) zumindest teilweise die Gewichtskraft der Rolle (102L) ist.
Prozessieranordnung gemäß Anspruch 2, wobei die Rolle (102L) freihängend eingerichtet ist, so dass die Rolle (102L) von einem durch den Prozessierbereich hindurch transportierten Bandsubstrat getragen wird.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend: eine Halterung (310, 460) zum Begrenzen der Verschiebung (113) der Rolle (102L).
Prozessieranordnung gemäß Anspruch 4, wobei die Halterung (310, 460) eine Führung zum Führen der Rolle (102L) in einer Raumrichtung oder in zwei Raumrichtungen aufweist, so dass die Rolle (102L) quer zu der einen Raumrichtung bzw. den zwei Raumrichtungen verschoben werden kann.
Prozessieranordnung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Halterung (310, 460) mit der Rolle (102L) gekuppelt ist und zumindest teilweise die rücktreibende Kraft bereitstellt.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Rolle (102L) eine lose Rolle ist, so dass eine auf das Bandsubstrat mittels der Rolle (102L) aufgebrachte Zugspannung (115) vor und nach einem Umlenken des Bandsubstrats mittels der Rolle (102L) im Wesentlichen gleich ist.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine oder mehrere weitere Rollen (102) der mehreren Rollen als Antriebsrollen (102, 402a) eingerichtet sind.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Transportanordnung (100) derart eingerichtet ist, dass das Bandsubstrat mittels der Rolle (102L) in dem Prozessierbereich (202b) zumindest teilweise geradlinig transportiert wird.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Prozessierkammer (202) eine Vakuumkammer ist, derart eingerichtet, dass innerhalb des Prozessierbereichs (202b) ein Vakuum bereitgestellt werden kann.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Transportanordnung (100) derart eingerichtet ist, dass das Bandsubstrat mittels der Rolle (102L) umgelenkt wird, wobei die mindestens eine Beschichtungsvorrichtung (204b) derart relativ zum innerhalb des Prozessierbereichs (202b) transportierten Bandsubstrat angeordnet ist und derart eingerichtet ist, dass das Bandsubstrat (120) vor und nach dem Umlenken des Bandsubstrats in dem Prozessierbereich (202b) beschichtet werden kann.
Prozessieranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die mindestens eine Beschichtungsvorrichtung (204b) und die Transportanordnung (100) derart eingerichtet sind, dass das transportierte Bandsubstrat (120) im Prozessierbereich (202b) beim Beschichten geradlinig geführt wird.
Verfahren (500) zum Beschichten eines Bandsubstrats (120), das Verfahren aufweisend: • Führen des Bandsubstrats (120) zwischen einer ersten Rolle (102) und einer zweiten Rolle (102) durch einen Prozessierbereich (202b) einer Prozessierkammer (202) hindurch, • Umlenken des Bandsubstrats (120) mittels einer verschiebbar eingerichteten Umlenkrolle (102L), wobei die Umlenkrolle (102L) von dem Bandsubstrat (120) getragen wird, so dass das Bandsubstrat (120) in dem Prozessierbereich (202b) zwischen der ersten Rolle (102) und der zweiten Rolle (102) gespannt wird; und • Beschichten einer ersten Oberfläche des mittels der verschiebbar eingerichteten Umlenkrolle (102L) zwischen der ersten Rolle (102) und der zweiten Rolle (102) gespannten Bandsubstrats (120) mittels einer Beschichtungsvorrichtung.
Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei das Beschichten der ersten Oberfläche des in dem Prozessierbereich (202b) mittels der verschiebbar eingerichteten Umlenkrolle (102L) gespannten Bandsubstrats (120) innerhalb des Prozessierbereichs vor und nach dem Umlenken des Bandsubstrats (120) erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 13 oder 14, ferner aufweisend: Beschichten einer zweiten Oberfläche des in dem Prozessierbereich (202b) mittels der verschiebbar eingerichteten Umlenkrolle (102L) gespannten Bandsubstrats (120) mittels einer weiteren Beschichtungsvorrichtung, wobei die erste Oberfläche des Bandsubstrats (120) der zweiten Oberfläche des Bandsubstrats (120) gegenüberliegt.