JP2001339082A - 真空成膜装置 - Google Patents
真空成膜装置Info
- Publication number
- JP2001339082A JP2001339082A JP2000158647A JP2000158647A JP2001339082A JP 2001339082 A JP2001339082 A JP 2001339082A JP 2000158647 A JP2000158647 A JP 2000158647A JP 2000158647 A JP2000158647 A JP 2000158647A JP 2001339082 A JP2001339082 A JP 2001339082A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- film forming
- tension
- roll
- vacuum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
ムの張力を付与(制御)する機構を装置に備えることに
より、各薄膜の特性を安定して得られる巻き取り式フィ
ルム太陽電池成膜装置(に例示される真空成膜装置)を
提供する。 【解決手段】ロールツーロール方式(または、ステッピ
ングロール方式)の真空成膜装置において、搬送される
フィルムの幅方向に平行なローラ対によりフィルムを表
裏から挟んだ状態で、ローラ対の相対位置を維持しなが
ら、ローラ対の軸線に平行な任意の回転軸を中心にして
回転変位を与えることにより、フィルムの搬送経路を変
位させて、フィルムの張力を制御する機構を備わせる。
Description
方式でフィルム表面に薄膜を形成する構成の真空成膜装
置での、搬送されるフィルムの張力を制御する機構の改
良に関する。特に、ロールツーロール方式のうち、間欠
的にフィルムを搬送→停止・成膜が行なわれるステッピ
ングロール方式の真空成膜装置での上記改良に関する。
本発明の適用される分野としては、複数の電極層および
半導体層などを有する多層の薄膜半導体素子が代表的で
あり、太陽電池素子,透明電極,タッチパネルなどの製
造に好適である。
る薄膜半導体装置の代表例として、アモルファスシリコ
ン(以下a−Siと記す)を主原料とした半導体層を光
電変換層とし、電極層がこの層を挟む構造の薄膜太陽電
池が公知である。
る要求が強く、このような大面積の薄膜太陽電池の製造
方式としては、枚葉方式より生産性の優れているロール
ツーロール方式の連続巻き取り方式またはステッピング
ロール方式による製造の実現が要求されている。
高分子材料あるいはステンレス鋼などの金属材料からな
るフレキシブル(可撓性)の基板を、各成膜室に順次に
送りながら、基板上に光電変換層,電極層などの各層を
各成膜室毎に形成して、薄膜太陽電池を製造する方式で
ある。前者は、各成膜室内を連続的に移動する基板上に
成膜し、後者は各成膜室内で同時に停止させた基板上に
成膜し、成膜の終わった基板部分を次の成膜室へ送り出
している。ステッピングロール方式の成膜装置は、隣接
する成膜室間でのガスの相互拡散を防止できることか
ら、各薄膜の特性が安定して得られる点で優れている。
おいては、光電変換層各層、例えばp−i−n構成の太
陽電池の場合、i層に対してp層およびn層はppmオ
ーダーのジボラン,フォスフィンなどの微量元素の添加
(=ドーパント)によって膜特性を規定しているため、
ステッピングロール方式において、フィルムを搬送する
際に成膜面にローラが接触してしまうと、ロール表面に
残留した微量元素の成膜面上への転移または機械的応力
によりデリケートな各層の界面に影響を与えてしまう。
るフィルム表面には、搬送ロールを接触させないように
する工夫が必要となる。また、成膜準備および成膜自体
において、約200°前後の加熱処理が必要な場合もあ
り、高分子材料(樹脂)製のフィルムでは、温度上昇に
より伸び・たるみを生じてしまい、設計通りの成膜が行
なわれない。本発明は、ステンレス鋼などの金属材料よ
りも「温度上昇による伸び・たるみ」が問題となり、成
膜に十分な耐熱性および可撓性は備える材料からなるフ
レキシブル基板を用いる場合に、特に有効である。
成膜中の温度上昇によるフィルムの伸びを吸収して、成
膜室内のフィルムに張力を付与する機構が必要となる。
従来のそれは、図1に示すダンサロールなどが使用され
ていた。同図に示すように、搬送されるフィルムに接す
るダンサロールが、同図上方に移動することにより、フ
ィルムの搬送路(パス)を長くして、その上流または下
流に位置する温度上昇で伸びたフィルムに張力を付与す
る機構である。しかしながら、ダンサロールの上下動
(ストローク)を大きくとらなければ、吸収できる伸び
の量が少ないこと、軸やロールが移動するためのスペー
スを確保しなければならないという問題があった。
よび成膜室の相互拡散防止において優れるステッピング
ロール方式の成膜装置においても、成膜面の汚染防止・
フィルム搬送の観点からは、未解決の問題点を有してい
る。本発明は、前記問題点を鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、成膜面への種々の影響を排除
した上で、フィルムの張力を付与(制御)する機構を装
置に備えることにより、各薄膜の特性を安定して得られ
る巻き取り式フィルム太陽電池成膜装置(に例示される
真空成膜装置)を提供することにある。
ール方式(または、ステッピングロール方式)でフィル
ム表面に薄膜を形成する真空成膜装置において、搬送さ
れるフィルムの幅方向に平行なローラ対によりフィルム
を表裏から挟んだ状態で、ローラ対の相対位置を維持し
ながら、ローラ対の軸線に平行な任意の回転軸を中心に
して回転変位を与えることにより、フィルムの搬送経路
を変位させて、フィルム張力を制御する機構を有するこ
とを特徴とする真空成膜装置である。
制御機構」によると、フィルムの伸びを、一対のローラ
の回転によって巻き込んで吸収し張力を付与することが
でき、前述のダンサロールのように、軸やロールが大き
く上下動する動作が無く、装置の省スペース化の上で有
効である。
隔を空けて離間できる構成とすることにより、成膜の行
なわれるフィルム表面が搬送されて、ローラー間を通過
する際に、前記フィルム表面はローラ表面に接触するこ
とがないので、成膜面を清浄に保つことができる。
キシブル(可撓性)基材に対して光電変換層を形成する
太陽電池用の真空成膜装置について説明する。図2は、
太陽電池成膜装置の全体構成を示す説明図である。上記
装置は、真空成膜法によりフィルム上に薄膜太陽電池の
光電変換部を形成する成膜室を有するステッピングロー
ル方式の成膜装置であって、フィルムが、巻き出しロー
ル2から巻き取りロール8に搬送される間、成膜に必要
なガス雰囲気以外の気体に曝されることなく、また、搬
送に必要な張力以外の機械的外力に曝されること無く成
膜を施すことができる構成である。
17→p層成膜室19を順に経由して、光電変換部が形
成される。各成膜室の前後には、成膜が行なわれるフィ
ルム表面の清浄や温度調整などの成膜準備と共に、成膜
室内の雰囲気と成膜前後のフィルムを隔離するための中
間室が備えられている。隔離は、ゲートバルブ10〜1
5によって確実にされる。
御機構」は、各中間室内に備えられている。前記機構
は、前述の通り、フィルムの幅方向に平行な一対のロー
ラーが、フィルムを挟んで対抗する位置に配置され、こ
の一対のローラの軸線に平行した軸を中心に回転変位を
与えることにより、フィルムの搬送路(パス)を変位さ
せて、ローラで巻き取り、フィルム張力が制御され、一
般には、熱に起因するフィルムの伸びを吸収し、適正な
張力を付与することができる。成膜室と中間室、および
ゲートバルブの構造を、図3に拡大して示す。また、
「フィルム張力の制御機構」の駆動の一例を、図4に示
す。
する。まず、図2および図3に従って、ステッピングロ
ール方式による本発明に係る太陽電池成膜装置の説明を
する。
フィルム2は、アイドルロール3からテンションロール
4を経て第一の中間室5に入る。この間、フィルム6
は、テンションロール4に設置された(図示しない)張
力検出器により検出された張力値が電気信号に変換さ
れ、(図示しない)巻き出し軸に連結されたモータの制
御ループにフィードバックされることにより、所定の張
力に制御されることになる。
張力の制御が行われ、成膜後のロールフィルム8として
巻き取られる。所定の長さ、即ち成膜室−中間室の間隔
相当分の長さが繰り出されて搬送された後、フィルムは
停止する。停止後、中間室では、図3に示すように、駆
動ロールが隣接した成膜室内のフィルムに適正な張力を
与え、電極に対するフィルムの距離を一定に保たれる。
この際の張力は、駆動ロールの回転角により定義され制
御される。
置に係る説明であるが、ロールツーロール方式の成膜装
置についても、フィルムの搬送は一対のローラの間で行
われるので、例えば、単層のみの成膜が行なわれるよう
な装置では、成膜されるフィルム表面には非接触な構成
をとるならば、本発明が適用される。
主要部である「フィルムの張力制御機構」の駆動の一例
について説明する。図4は、一対の巻き込みローラ22
の軸線に平行な軸を、巻き込みローラ22同士の中心を
結んだ中点に置き、回転変位を与えることによってフィ
ルムに張力を付与する例に係る説明図である。
mm、巻き込みローラ,フリーロールの径をφ50mm
とした場合の、駆動ロールの回転変位(deg)とフィ
ルム行程距離の増分(mm)との関係を図5に示す。こ
れにより、一対の巻き込みローラ22の回転変位量に応
じてフィルムの行程距離が変化し、任意の張力を付与す
ることができ、本発明の目的が果たされる。
ステッピングロール方式で成膜が行われる場合は、成膜
室内のフィルムに適正な張力が与えられると共に、成膜
面への種々の悪影響が排除され、各薄膜の特性を安定し
て得られるような、生産性の高い巻き取り式フィルム太
陽電池の生産が可能となる。
は、前記機構を配置する間隔や数量を調整することによ
り、上流〜下流の複数の成膜箇所のそれぞれで、任意の
張力をフィルムに付与することができる。
よってフィルムを巻き込んで張力を付与する性質を有し
ており、装置前後のフィルムの行程(パス)に大幅な変
化が生じないことから、従来のダンサロールと比べて、
設置スペース上の制約は受けない構成である。
ている従来技術の1つであるダンサロールの説明図。
太陽電池成膜装置の全体を示す説明図(側面図)。
示す説明図。
おける駆動ロールの回転変位(deg)とフィルム行程
距離の増分(mm)との関係を示すグラフ。
Claims (5)
- 【請求項1】ロールツーロール方式でフィルム表面に薄
膜を形成する真空成膜装置において、搬送されるフィル
ムの幅方向に平行なローラ対によりフィルムを表裏から
挟んだ状態で、ローラ対の相対位置を維持しながら、ロ
ーラ対の軸線に平行な任意の回転軸を中心にして回転変
位を与えることにより、フィルムの搬送経路を変位させ
て、フィルムの張力を制御する機構を有することを特徴
とする真空成膜装置。 - 【請求項2】ステッピングロール方式の真空成膜装置で
あり、 複数の成膜室と、 各成膜室の前後には、成膜が行なわれるフィルム表面の
清浄や温度調整などの成膜準備と共に、成膜室内の雰囲
気と成膜前後のフィルムを隔離するための中間室を備
え、 中間室内に、フィルムの張力を制御する機構を備えるこ
とを特徴とする請求項1記載の真空成膜装置。 - 【請求項3】フィルムの張力を制御する機構が、成膜の
準備処理が行われる箇所の上流にも備えられ、各成膜室
の直前の複数箇所に備わることを特徴とする請求項2記
載の真空成膜装置。 - 【請求項4】張力の制御は、成膜が行われない領域にあ
たるフィルム表面が、中間室に存在する際に行なわれ、 前記ローラ対の間を、成膜が行われる領域のフィルム表
面が通過する際には、少なくとも成膜面側に接するロー
ラの接触が解除される構成であることを特徴とする請求
項2または3に記載の真空成膜装置。 - 【請求項5】複数の成膜室では、太陽電池を構成する光
電変換層や電極層などが形成されることを特徴とする請
求項2〜4の何れかに記載の真空成膜装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000158647A JP4857456B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 真空成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000158647A JP4857456B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 真空成膜装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001339082A true JP2001339082A (ja) | 2001-12-07 |
JP4857456B2 JP4857456B2 (ja) | 2012-01-18 |
Family
ID=18663084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000158647A Expired - Fee Related JP4857456B2 (ja) | 2000-05-29 | 2000-05-29 | 真空成膜装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4857456B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101002188B1 (ko) | 2008-12-22 | 2010-12-20 | 주식회사 야스 | 박막형 반도체 소자를 유연한 기판에 제작하는 롤투롤 장치 |
KR101024017B1 (ko) | 2008-06-30 | 2011-03-29 | 세종대학교산학협력단 | 롤투롤 공정에서 분산 처리 장력 관측 방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5442876A (en) * | 1977-08-20 | 1979-04-05 | Philips Nv | Preparation of incandescent lamp |
JPH07254566A (ja) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜生成装置 |
JPH08116077A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜光電変換素子の製造装置 |
JPH09307128A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜光電変換素子の製造装置および製造方法 |
JPH10150216A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Dainippon Printing Co Ltd | 太陽電池の製造装置とそれに使用する印刷装置 |
JPH11236669A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 |
-
2000
- 2000-05-29 JP JP2000158647A patent/JP4857456B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5442876A (en) * | 1977-08-20 | 1979-04-05 | Philips Nv | Preparation of incandescent lamp |
JPH07254566A (ja) * | 1994-03-16 | 1995-10-03 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜生成装置 |
JPH08116077A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜光電変換素子の製造装置 |
JPH09307128A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Fuji Electric Co Ltd | 薄膜光電変換素子の製造装置および製造方法 |
JPH10150216A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-06-02 | Dainippon Printing Co Ltd | 太陽電池の製造装置とそれに使用する印刷装置 |
JPH11236669A (ja) * | 1998-02-23 | 1999-08-31 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | 薄膜形成方法および薄膜形成装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101024017B1 (ko) | 2008-06-30 | 2011-03-29 | 세종대학교산학협력단 | 롤투롤 공정에서 분산 처리 장력 관측 방법 |
KR101002188B1 (ko) | 2008-12-22 | 2010-12-20 | 주식회사 야스 | 박막형 반도체 소자를 유연한 기판에 제작하는 롤투롤 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4857456B2 (ja) | 2012-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5364481A (en) | Apparatus for manufacturing a thin-film photovoltaic conversion device | |
JP5201490B2 (ja) | 可撓性基板の処理装置および薄膜積層体の製造装置 | |
JP5182610B2 (ja) | 薄膜太陽電池の製造装置 | |
JP2009038276A (ja) | 薄膜積層体の製造装置 | |
US20120247388A1 (en) | Roll-to-roll evaporation system and method to manufacture group ibiiiavia photovoltaics | |
US20090047114A1 (en) | Apparatus for manufacturing thin-film laminated member and method of conveying the member therein | |
JP5109301B2 (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
WO2011070960A1 (ja) | 可撓性基板の搬送装置 | |
JP2009057632A (ja) | 薄膜積層体の製造装置 | |
JP2009179838A (ja) | 薄膜製造装置 | |
JP2009038277A (ja) | 薄膜積層体の製造装置 | |
JP2000261015A (ja) | 太陽電池成膜装置 | |
JP2001339082A (ja) | 真空成膜装置 | |
JP2000303178A (ja) | 薄膜形成装置 | |
JP3560134B2 (ja) | 薄膜半導体の製造装置 | |
US20120247389A1 (en) | Apparatus for manufacturing thin film stacked member | |
JP5018523B2 (ja) | 薄膜積層体の製造装置 | |
JPH06291349A (ja) | 薄膜光電変換素子の製造方法および製造装置 | |
JP4780474B2 (ja) | 薄膜積層体の製造方法および製造装置 | |
WO2010032530A1 (ja) | 薄膜構造体及びその製造方法 | |
JP3560109B2 (ja) | 薄膜光電変換素子の製造方法および製造装置 | |
Kook et al. | 82‐1: development of full roll to roll process for flexible display backplane | |
JPH0982652A (ja) | 半導体薄膜の形成方法および形成装置 | |
JP2006045593A (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
JP6624981B2 (ja) | 基材搬送処理装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070424 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090929 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091020 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101210 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111004 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111017 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141111 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |