JP2012099606A - Extending apparatus for flexible film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、帯状の可撓性基板を、縦姿勢で横方向に搬送する搬送経路において、幅方向に展張するための展張装置に関する。 The present invention relates to a stretching device for stretching a strip-shaped flexible substrate in a width direction in a transport path for transporting a strip-shaped flexible substrate in a lateral direction in a vertical posture.
半導体薄膜などの薄膜積層体の基板には、通常、剛性基板が用いられるが、軽量でロールを介した取り扱いの利便性による生産性向上やコスト低減を目的として、プラスチックフィルムなどの可撓性基板が用いられる場合がある。特許文献1〜3には、巻出しロールから供給される帯状可撓性基板(ポリイミドフィルム)を所定ピッチでステップ搬送しながら、前記可撓性基板の搬送方向に配列された複数の成膜ユニットで、前記可撓性基板上に性質の異なる複数の薄膜を積層形成し、製品ロールとして巻取る薄膜積層体の製造装置が開示されている。
A rigid substrate is usually used as a substrate for a thin film laminate such as a semiconductor thin film. However, a flexible substrate such as a plastic film is used for the purpose of improving productivity and reducing costs due to the convenience of handling through a roll. May be used. In
このような薄膜積層体の製造装置には、横姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を水平方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプと、特許文献1〜3のように、縦姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を上下方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプがある。後者は、前者に比べて設置面積が小さく、基板表面が汚染されにくい等の利点があるが、搬送ロール間の距離が長くなると、重力に抗して搬送高さを一定に維持するのが困難になり、可撓性基板の表面に皺が発生したり、可撓性基板が垂れ下がったりする傾向が顕著になる。
In such a thin film laminate manufacturing apparatus, a lateral posture, that is, a type in which film formation is performed while transporting the width direction of the belt-like flexible substrate in a horizontal direction, and a vertical posture, as in
可撓性基板の搬送経路に設置される成膜ユニット、例えば、プラズマCVDなどの化学蒸着や、スパッタなどの物理蒸着を行なうための真空蒸着ユニットは、真空室の内部に配置され、ヒータによって高温に加熱されている。そのため、可撓性基板も急激な温度変化を避けるため巻出し部などで予熱された状態で成膜ユニットに導入される。したがって、可撓性基板の全幅に亘り接触する搬送ロールは、極力間隔を開けて必要最小限に設置されることが要求され、上記問題は避けて通れない。 A film forming unit installed in a flexible substrate transfer path, for example, a vacuum vapor deposition unit for performing chemical vapor deposition such as plasma CVD or physical vapor deposition such as sputtering, is disposed inside a vacuum chamber and is heated by a heater. Has been heated. Therefore, the flexible substrate is also introduced into the film forming unit in a state of being preheated by an unwinding unit or the like in order to avoid a rapid temperature change. Therefore, it is required that the transport rolls that are in contact with each other over the entire width of the flexible substrate be installed at the minimum necessary with an interval as much as possible, and the above problem cannot be avoided.
そこで、特許文献1〜3に開示された装置では、可撓性基板の側縁部を挟持する挟持ローラ対を成膜ユニット間に配設し、各挟持ローラの挟持部における回転方向が、可撓性基板の搬送方向に対して斜上方および斜下方に向かう傾斜角を有するようにして、可撓性基板の縁部に上方および下方に向かう展張力を作用させ、可撓性基板の下垂や皺の発生を防止するようにしている。
Therefore, in the apparatuses disclosed in
しかし、上記装置では、可撓性基板の縁部に作用する展張力が、可撓性基板の搬送方向に依存するため、可撓性基板の逆方向への搬送を含む往復成膜プロセスを実施する場合には、それぞれの傾斜角を反転させる必要がある。搬送経路に沿って多数配設された挟持ローラ対を一斉に反転させる機構を具備することはコスト増となる。そこで、特許文献4に開示された装置では、傾斜配置された挟持ローラ対の代わりに、回転軸方向に対して傾斜した周面を有する円錐形状の挟持ローラ対を用いることで、正逆双方向の搬送において同様の展張力を付与できるようにしている。
However, in the above apparatus, since the tensile force acting on the edge of the flexible substrate depends on the direction of conveyance of the flexible substrate, a reciprocating film forming process including conveyance of the flexible substrate in the reverse direction is performed. In order to do so, it is necessary to reverse the respective inclination angles. Providing a mechanism for reversing a plurality of sandwiching roller pairs arranged along the transport path all at once increases the cost. Therefore, in the apparatus disclosed in
上述した各形式の挟持ローラ対では、挟持面に作用する摩擦力を介して可撓性基板に展張力が伝達されるので、挟持ローラ対の接圧を調節することにより、可撓性基板の縁部に付与される展張力を制御可能である。当然ながら、可撓性基板の上下縁部を挟持することによるガイドローラとしての機能も持ち合わせている。しかし、可撓性基板の搬送力に対しては抵抗となり、挟持ローラ対の接圧が大きくなるほど、あるいは、挟持ローラ対の設置数が多くなるほど、可撓性基板の搬送負荷が増大することになる。 In each of the above-described types of sandwiching roller pair, the tension is transmitted to the flexible substrate through the frictional force acting on the sandwiching surface. Therefore, by adjusting the contact pressure of the sandwiching roller pair, The tension applied to the edge can be controlled. Of course, it also has a function as a guide roller by sandwiching the upper and lower edges of the flexible substrate. However, it becomes resistance to the conveyance force of the flexible substrate, and as the contact pressure of the sandwiching roller pair increases or the number of the sandwiching roller pairs increases, the transportation load of the flexible substrate increases. Become.
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、搬送負荷の増加を抑えつつ帯状可撓性基板の下垂や皺を抑制でき高品質の処理を可能にする可撓性基板の展張装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to enable high-quality processing by suppressing drooping or wrinkling of the strip-shaped flexible substrate while suppressing an increase in the transport load. An object of the present invention is to provide a stretching device for a flexible substrate.
上記課題を解決するために、本発明は、帯状の可撓性基板を、搬送ロールで張力付与しながら縦姿勢で横方向に搬送する搬送経路において、幅方向に展張するための展張装置であって、前記可撓性基板の縁部を搬送基準面にて転支すべく搬送方向に並設された2つの基準ローラと、前記2つの基準ローラの間で前記可撓性基板の縁部を反対側から転支する押込ローラとを備え、前記可撓性基板の縁部が、前記2つの基準ローラに対する前記押込ローラの押込量に応じた屈曲状態に案内されることで、前記縁部の搬送方向の張力が、前記可撓性基板の幅方向中間部分よりも高められるように構成されていることを特徴とする、可撓性基板の展張装置にある。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a stretching device for stretching a strip-shaped flexible substrate in a width direction in a transport path for transporting a belt-like flexible substrate in a vertical posture while applying tension with a transport roll. Two reference rollers arranged in parallel in the transport direction to transfer the edge of the flexible substrate on the transport reference surface, and the edge of the flexible substrate between the two reference rollers. A pressing roller that is pivoted from the opposite side, and the edge of the flexible substrate is guided in a bent state corresponding to the pressing amount of the pressing roller with respect to the two reference rollers, The apparatus for extending a flexible substrate is characterized in that a tension in a conveying direction is higher than an intermediate portion in the width direction of the flexible substrate.
可撓性基板は、搬送経路の上流側および下流側に配置された搬送ロールで張力付与された状態で搬送され、これら搬送ロールまたは必要に応じて追加されるガイドロールの中間では、ロール間に張架されることで基本的に非接触の状態で搬送され、成膜等の処理を行う空間に通過される。このような搬送経路において、上記展張装置により、可撓性基板の縁部における搬送方向の張力が高められ、縁部に沿って搬送方向に延在する高張力ゾーンが形成されることで、可撓性基板の面積の大部分を占める幅方向中間ゾーンが展張状態に維持され、皺の発生や下垂が抑制される。 The flexible substrate is conveyed in a tensioned state by conveyance rolls arranged on the upstream side and downstream side of the conveyance path, and between these conveyance rolls or guide rolls added as necessary, between the rolls. By being stretched, it is basically transported in a non-contact state and passed through a space for performing processing such as film formation. In such a transport path, the above stretching device increases the tension in the transport direction at the edge of the flexible substrate and forms a high tension zone extending in the transport direction along the edge. The intermediate zone in the width direction that occupies most of the area of the flexible substrate is maintained in a stretched state, and wrinkles and drooping are suppressed.
しかも、高張力ゾーンは、上記展張装置の位置に留まらず、縁部に沿って搬送方向に延在するので、搬送ロールによる支持がない区間すなわち搬送スパンが長い場合に有利である。また、高張力ゾーンによる展張作用は、可撓性基板の搬送方向に依存しないので、正逆双方向の搬送を含むプロセスに好適に実施可能であり、かつ、可撓性基板の停止状態でも展張作用が得られるので、可撓性基板の搬送と停止を繰り返すステップ搬送の停止期間中に成膜等の処理を行う装置への実施にも好適である。さらに、展張作用を得るためにローラを傾斜配置する必要はなく、ローラと基板との間に摩擦抵抗を生じないので、搬送負荷の増加を抑制できる利点もある。 In addition, the high tension zone is not limited to the position of the expansion device, but extends in the transport direction along the edge, which is advantageous when there is no support by the transport roll, that is, when the transport span is long. In addition, since the stretching action by the high tension zone does not depend on the direction of conveyance of the flexible substrate, it can be suitably applied to a process including forward / reverse bidirectional conveyance, and even when the flexible substrate is stopped. Since the action can be obtained, it is also suitable for implementation in an apparatus that performs processing such as film formation during the stop period of step conveyance that repeats conveyance and stop of the flexible substrate. In addition, it is not necessary to incline the rollers in order to obtain a stretching action, and no frictional resistance is generated between the rollers and the substrate, so that there is an advantage that an increase in conveying load can be suppressed.
なお、本発明において、上記「搬送ロール」には、可撓性基板との全幅に亘る接触によって、搬送経路の下流側で可撓性基板に搬送力を付与する駆動ロール、および、搬送経路の上流側で搬送張力(制動力)を付与する張力付与ロールが含まれることは勿論、駆動ロールの下流側で可撓性基板に巻取り張力を付与する巻取りロール、搬送経路の上流側で巻出し張力を付与する巻出しロール、および、各ロール間に必要に応じて追加されるガイドロール等が含まれ、張力付与ロールが巻出しロールによって代用される態様や、駆動ロールが巻取りロールによって代用される態様が含まれる。 In the present invention, the “conveying roll” includes a drive roll that applies a conveying force to the flexible substrate on the downstream side of the conveying path by contact over the entire width with the flexible substrate, and a conveying path. Of course, a tension applying roll for applying a transport tension (braking force) on the upstream side is included, a winding roll for applying a winding tension to the flexible substrate on the downstream side of the driving roll, and a winding on the upstream side of the transport path. An unwinding roll that imparts unwinding tension, a guide roll that is added between the rolls as necessary, and the like are used. Alternative embodiments are included.
本発明において、前記押込ローラを前記搬送基準面と交差する方向に変位可能に支持する支持機構をさらに備え、前記支持機構を介して前記押込量を調整可能であることが好ましい。押込量の調整により、可撓性基板の縁部に付加される搬送方向の張力を調整可能となり、搬送系全体としての搬送張力や搬送速度、可撓性基板の厚さ、搬送スパンの長さ、処理空間の温度および処理時間などの設定や変更に応じて、展張作用を調整できる利点がある。 In the present invention, it is preferable to further include a support mechanism that supports the pressing roller so as to be displaceable in a direction intersecting the conveyance reference surface, and the pressing amount can be adjusted via the support mechanism. By adjusting the push-in amount, it is possible to adjust the tension in the transport direction applied to the edge of the flexible substrate. The transport tension and transport speed of the entire transport system, the thickness of the flexible substrate, and the length of the transport span There is an advantage that the stretching action can be adjusted according to the setting and change of the temperature and processing time of the processing space.
本発明において、前記押込ローラを、前記支持機構を介して前記押込量を増す方向に付勢する付勢手段をさらに備え、前記押込量が、前記付勢手段の付勢力によって調整されるようにしても良い。押込ローラによる押込力が一定に維持されることで、系全体の搬送張力に応じた展張作用を得ることができる。 In the present invention, the pressing roller further includes a biasing unit that biases the pressing roller in a direction to increase the pressing amount via the support mechanism, and the pressing amount is adjusted by a biasing force of the biasing unit. May be. By maintaining the pressing force by the pressing roller constant, it is possible to obtain a stretching action according to the transport tension of the entire system.
本発明において、前記押込ローラの前記押込量を上限値に規制する調整可能な規制手段をさらに備えることが好ましい。押込ローラの押込量が付勢手段の付勢力によって調整される場合、何らかの自体で系全体の搬送張力が低下し、押込量が過大になると、展張装置自体によって生じる皺が、幅方向中間ゾーンに影響する虞があるが、押込量の上限値が規制されていれば、このような事態を回避できる。 In the present invention, it is preferable to further include an adjustable regulating means for regulating the pushing amount of the pushing roller to an upper limit value. When the pushing amount of the pushing roller is adjusted by the urging force of the urging means, the conveyance tension of the entire system decreases by itself, and if the pushing amount becomes excessive, wrinkles generated by the stretching device itself are generated in the intermediate zone in the width direction. Although there is a possibility of influencing, such a situation can be avoided if the upper limit value of the push-in amount is regulated.
本発明において、前記基準ローラまたは前記押込ローラの何れかが、軸方向に対して傾斜した周面を有する円錐ローラからなり、前記円錐ローラは、その小径側が前記可撓性基板の幅方向中央側に位置しかつ前記搬送基準面における回転方向が前記搬送方向と同方向になるように支持されていても良い。円錐ローラは、周面の径差によって、可撓性基板の縁部に対する展張作用を有するので、基準ローラまたは押込ローラの何れかを円錐ローラとすることで、基準ローラと押込ローラの張力付加による上述した展張作用との相乗的な展張効果が得られる。 In the present invention, either the reference roller or the pushing roller is a conical roller having a circumferential surface inclined with respect to the axial direction, and the conical roller has a smaller diameter side on the center side in the width direction of the flexible substrate. And the rotation direction on the conveyance reference plane may be supported in the same direction as the conveyance direction. Since the conical roller has a stretching action on the edge of the flexible substrate due to the difference in the diameter of the peripheral surface, either the reference roller or the pressing roller is used as a conical roller, thereby adding tension between the reference roller and the pressing roller. A synergistic stretching effect with the above-described stretching action can be obtained.
なお、本発明に係る展張装置では、ローラ対の挟持によらず、可撓性基板が屈曲状態に案内されることによって、基準ローラおよび押込ローラに圧接されるが、円錐ローラによる展張作用を確実に得るために、一対の円錐ローラにより可撓性基板が挟持されるように構成することもできる。 In the stretching device according to the present invention, the flexible substrate is guided in a bent state without being held between the pair of rollers, and is pressed against the reference roller and the pushing roller. Therefore, the flexible substrate can be sandwiched between a pair of conical rollers.
すなわち、本発明において、前記円錐ローラに対して前記可撓性基板の縁部を挟んだ状態で圧接される円錐ローラをさらに備え、前記円錐ローラは、その小径側が前記可撓性基板の幅方向中央側に位置しかつ前記搬送基準面における回転方向が前記搬送方向と同方向になるように支持されていても良い。この態様では、基準ローラと押込ローラの張力付加による展張作用に加えて、円錐ローラ対の接圧に応じた展張力が得られるので、円錐ローラ対の接圧を制御することで、可撓性基板の幅方向の位置制御を行うこともできる。 That is, in the present invention, it further includes a conical roller pressed against the conical roller in a state where an edge portion of the flexible substrate is sandwiched, and the conical roller has a smaller diameter side in the width direction of the flexible substrate. It may be supported so that it may be located in the center and the rotation direction on the conveyance reference plane may be the same as the conveyance direction. In this mode, in addition to the expansion action by adding tension between the reference roller and the pushing roller, the expansion tension corresponding to the contact pressure of the conical roller pair can be obtained. Position control in the width direction of the substrate can also be performed.
本発明において、前記2つの基準ローラの一方が、前記可撓性基板をその全幅に亘って転支する搬送ロール(駆動ロール、張力付与ロール、巻出しロール、巻取りロール、ガイドロールなど)で代用されていても良い。本発明に係る展張装置が、搬送スパンの上流側または下流側に配置された搬送ロールに隣接して設置される場合、搬送ロール側に位置した基準ロールが搬送ロールで代用されることで、装置の構成を簡略化でき、設置スペースを節減できる利点がある。 In the present invention, one of the two reference rollers is a transport roll (a driving roll, a tension applying roll, an unwinding roll, a winding roll, a guide roll, or the like) that rolls the flexible substrate over its entire width. It may be substituted. When the stretching device according to the present invention is installed adjacent to a transport roll arranged on the upstream side or the downstream side of the transport span, the reference roll located on the transport roll side is substituted with the transport roll, so that the device The configuration can be simplified and the installation space can be saved.
本発明に係る可撓性基板の展張装置は、上述したように、搬送負荷の増加を抑えつつ帯状可撓性基板の下垂や皺の発生を抑制でき、平面化された可撓性基板に対して高品質の処理を可能にするとともに、可撓性基板の逆方向への搬送を含む往復プロセスにも低コストで対応可能である。 As described above, the flexible substrate stretching apparatus according to the present invention can suppress the occurrence of drooping or wrinkling of the belt-shaped flexible substrate while suppressing an increase in the conveyance load. High-quality processing is possible, and a reciprocating process including conveyance in the reverse direction of the flexible substrate can be handled at low cost.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において、各実施形態に共通または対応する構成には、共通または対応する符号を付すことで説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, components common or corresponding to each embodiment may be denoted by common or corresponding reference numerals, and description thereof may be omitted.
図1(a)および(b)は、本発明に係る基本的な実施形態の展張装置10A,10Bが設置された成膜部、例えば、太陽電池用の薄膜光電変換素子を構成する薄膜積層体の製造装置における1つの成膜ユニット4付近を示している。薄膜積層体製造装置は、所定の真空度に維持された真空室の内部で、図示しない巻出しロールから巻出された帯状の可撓性基板1(フレキシブルフィルム)を縦姿勢で水平方向に搬送し、その搬送経路に沿って複数の成膜ユニット4が並設された成膜部において、可撓性基板1の表面に薄膜を積層形成し、図示しない巻取りロールに巻き取るものである。
1 (a) and 1 (b) show a film forming unit in which the
図1は、1つの成膜ユニット4の両側に搬送ロール2,2が配設される例を示しているが、搬送ロール2,2間に複数の成膜ユニット4が配設され、総計10以上にもなる成膜ユニット4が2つの搬送ロール2,2間に配設される場合もある。搬送ロール2,2はガイドロールであり、図中右側となる搬送方向(F)下流側の搬送ロール2のさらに下流側には、搬送速度および搬送量を制御する不図示の駆動ロールが配設され、上流側の搬送ロール2のさらに上流側には、可撓性基板1に所定の搬送張力を付与する張力付与ロールが配設されており、可撓性基板1は、所定の搬送速度および搬送張力に維持された状態で、連続的または間欠的に搬送される。但し、駆動ロールおよび張力付与ロールの何れかまたは両方が、搬送ロール2,2の位置に配設されていても良い。また、逆方向(R)への搬送を含む正逆双方向の成膜プロセスが実施される場合は、駆動ロール/張力付与ロール、および、巻出し/巻取りロールの駆動方向および制御動作が、正逆双方向に切り替えて実施される。
FIG. 1 shows an example in which the transport rolls 2 and 2 are disposed on both sides of one
成膜ユニット4は、プラズマCVDなどの化学蒸着(CVD)や、スパッタなどの物理蒸着(PVD)を行なうための真空蒸着ユニットで構成され、可撓性基板1を挟んでその両側に対向配置されたカソード(表面に多数の原料ガス噴出孔を有する高周波電極またはスパッタターゲット)とアノード(ヒータを内蔵した接地電極)で構成される。可撓性基板1の搬送・成膜方式としては、可撓性基板1を一定速度で連続的に搬送しながら成膜を行う連続成膜方式(ロールツーロール方式)と、可撓性基板1を成膜ユニット4毎にステップ搬送しその停止期間中に成膜プロセスを実施するステップ成膜方式(ステッピングロール方式)がある。ステップ成膜方式では、成膜ユニット4を構成する電極対が、可撓性基板1の搬送面に向かって開口した開閉式チャンバーに収容されている。これらの構成は周知であるので詳細な図示および説明を省略する。
The
展張装置10A,10Bは、成膜ユニット4の搬送方向上流側および下流側に、搬送ロール2,2に隣接して配置され、可撓性基板1の上縁部1aを展張するための上側展張装置10Aと、可撓性基板1の下縁部1bを展張するための下側展張装置10Bとで構成されており、それぞれが、可撓性基板1の縁部1a,1bを、搬送ロール2,2と同側から搬送基準面(搬送ロール2,2の周面に共に接する仮想平面)にて転支する基準ローラ12,12と、各基準ローラ12,12と搬送ロール2,2との間で可撓性基板1の縁部1a,1bを反対側から転支する押込ローラ11,11とで構成されている。
The stretching
基準ローラ12および押込みローラ11は、何れも搬送ロール2,2の回転軸と平行な軸を中心として回転自在に支持され、基準ローラ12は、搬送基準面に沿って固定配置されている。一方、押込ローラ11は、搬送基準面を越えて、搬送基準面と交差する方向における基準ローラ12側にオフセットされており、このオフセットすなわち押込量dに応じて、可撓性基板1の縁部1a,1bのみが屈曲状態で案内されるようになっている。
The
先述したように、可撓性基板1は、搬送経路の下流側に配置された図示しない駆動ロールおよび上流側に配置された図示しない張力付与ロールで、幅方向全体に亘って均一に張力付与された状態で搬送されるが、搬送ロール2,2間では、上記押込ローラ11の押込量dに応じた屈曲の分だけ、可撓性基板1の縁部1a,1bにおける搬送方向の張力が高められ、縁部1a,1bに沿って搬送方向に延びる高張力ゾーンが形成される。このような上下縁部1a,1bの高張力ゾーンによって、搬送ロール2,2間における可撓性基板1全体としての下垂が防止されることは勿論、可撓性基板1の面積の大部分を占める幅方向中間ゾーン(製品領域)が、上下の縁部1a,1b側に展張され、すなわち平面化され、皺の発生が抑制されることになる。
As described above, the
仮に、可撓性基板1の下垂や皺の防止を目的として、幅方向全体に均一に付加される搬送張力を増加させれば、搬送ロール2,2間では、上下縁部1a,1bが幅方向中央寄りに収縮し、幅方向中間部には、搬送方向に延びる張力皺が発生するうえ、成膜による加熱皺も誘発されることになる。しかし、本発明に係る展張装置10A,10Bでは、搬送張力自体は変化させず、上下縁部1a,1bの張力を局部的に高めるのみであるため、幅方向への収縮や、張力皺は生じない。押込ローラ11を通過する際に縁部1a,1bが屈曲されるが、これら縁部1a,1bは、製品領域外の加工マージンであり、薄膜光電変換素子を積層形成した後に裁断されるので、製品部分への影響はない。
If the conveyance tension uniformly applied to the entire width direction is increased for the purpose of preventing drooping or wrinkling of the
展張装置10A,10Bにより可撓性基板1の縁部1a,1bに付与される張力は、押込ローラ11の押込量d(押込力P)に応じて決定される。したがって、可撓性基板1の搬送張力に応じた最適な押込量dを設定するために、押込ローラ11は、搬送基準面と交差する方向に変位可能に構成されることが好ましい。また、押込量dを設定する代わりに、スプリングなどの付勢部材によって押込ローラ11を付勢し、押込力Pを付与するように構成することもできる。さらに、押込ローラ11や基準ローラ12の形態によって、本発明に係る展張装置には、種々の実施形態が存在する。以下、代表的な実施形態について説明する。
The tension applied to the
(第1実施形態)
図2および図3は、本発明第1実施形態に係る展張装置10を示している。図1に示した基本的実施形態では、展張装置10A,10Bが搬送ロール2,2に隣接して配置され、これら搬送ロール2,2が、可撓性基板1を搬送基準面に転支する基準ローラの機能を有していたが、本実施形態の展張装置10では、搬送ロール2,2とは別に基準ローラ13を備える場合を示している。すなわち、展張装置10は、2つの基準ローラ12,13とそれらの間に配設された1つの押込ローラ11とを備えている。
(First embodiment)
2 and 3 show a stretching
基準ローラ12,13は、それぞれ軸(支軸)12a,13aの先端部(下端部)に図示しないベアリングを介して回転自在に支持され、各軸12a,13aの基部(上部)は、それぞれ固定ブラケット12b,13bを介して真空室構造(図示せず)に固定されている。基準ローラ12,13は、何れも細長い円筒状をなし、かつ、上下幅方向の端部は滑らかに面取りされている。
The
押込ローラ11も、基準ローラ12,13と同様に細長い円筒状をなし、軸11aの先端部(下端部)に図示しないベアリングを介して回転自在に支持され、軸11aの基部(上部)は、可動ブラケット14の先端部に支持されている。可動ブラケット14の基端部は、一方の固定ブラケット12bの上下両側で、基準ローラ12の軸12aに枢支されている。この構成により、押込ローラ11は、図2(a)に破線で示されるように、軸12aを中心として回動可能であり、搬送基準面(1)と交差する方向(可撓性基板1の厚さ方向)に変位可能となっている。
The pushing
可動ブラケット14の先端部には、押込ローラ11が可撓性基板1を転支する方向(押込方向)への付勢力すなわち押込力Pを付与するためのスプリング15(付勢部材)が連結されている。図3に示される例では、スプリング15は、搬送基準面(1)と交差する方向に張架されたコイルスプリング(引張ばね)で構成されているが、可動ブラケット14をクランクアームとして機能させ得る他の位置に連結される形態、圧縮ばねとして反対側に連結される形態、スパイラルスプリングなど他の形式のスプリングで構成される形態であっても良い。また、ワイヤーやレバーで連結された重錘で付勢部材を構成することもできる。
A spring 15 (a biasing member) for applying a biasing force in the direction (pushing direction) in which the
スプリング15の他端は、図示しない支持部材を介して真空室構造(図示せず)に固定されている。その場合、前記支持部材が、例えば長孔を通じて螺合するネジを介して、変位可能に固定されることで、スプリング15の支持位置が調整可能であり、スプリング15によって押込ローラ11に付与される押込力Pまたは初期変位が調整可能であることが好ましい。
The other end of the
さらに、固定ブラケット12bの先端から、押込ローラ11の軸11a側に延出した延出部12cに、ストッパー16が設けられている。このストッパー16は、延出部12cに螺合するネジ部材として構成され、その螺合位置に応じて、押込ローラ11の変位すなわち押込量dを上限値に規制可能である。この構成により、可撓性基板1の正逆搬送方向F,Rの転換時などに搬送張力が一時的に低下した場合でも、押込ローラ11によって可撓性基板1が過度に押し込まれるのを防止できる。
Furthermore, a
なお、ストッパー16と同様の機構を、押込ローラ11(軸11a)の反対側にも設け、ゼロまたはそれ以上の押込量dが得られる下限値を設定可能とすることもできる。一方、ストッパー16を設ける代わりに、スプリング15の弾性変形の上限または下限によって、押込量dの上限値または下限値が与えられるように構成することもできる。また、ストッパー16の先端を軸11aに連結し、ストッパー16の螺合位置に応じて押込量dが設定されるように構成することもできる。上記各場合において、ストッパー16が当接または連結する位置は、軸11a以外に、可動ブラケット14の他の部分であっても良い。
A mechanism similar to the
また、各ローラ11,12,13が軸(支軸)11a,12a,13aに回転自在に支持される代わりに、各ローラ11,12,13の何れかまたは全てが回転軸(11a,12a,13a)と一体に構成され、各回転軸(11a,12a,13a)がベアリングを介して各ブラケット11b,12b,13bに回転自在に支持されても良い。その場合、各ローラ11,12,13を小径にすなわち細く形成でき、可撓性基板1の搬送方向における展張装置10の所要スペースを少なくできる利点がある。
Further, instead of each of the
上記第1実施形態の展張装置10では、搬送ロール2,2とは別に基準ローラ13を備えているので、可撓性基板1の搬送経路上の任意の位置に設置でき、搬送ロール2,2の間に複数の成膜ユニット4が並設される場合に、開閉式成膜ユニット間への設置や、固定式の成膜ユニットの電極対間への設置に好適である。特に、本実施形態の展張装置10の各ローラ11,12,13は、可撓性基板1に対する挟持力を得るためのゴム被覆を省略でき、金属やセラミックなどの高耐熱性の素材でローラ表面を構成できる利点がある。
In the stretching
(第2実施形態)
図4および図5は、本発明第2実施形態に係る展張装置20を示している。第2実施形態の展張装置20では、一方の基準ローラ23が、軸方向に対して傾斜した周面を有する円錐ローラ(23)からなり、かつ、該円錐ローラ(23)に対して可撓性基板1の縁部1aを挟んだ状態で圧接される円錐ローラ24をさらに備え、円錐形状の挟持ローラ対(23,24)として構成されている。
(Second Embodiment)
4 and 5 show a stretching
各円錐ローラ23は、図4(c)に示すように、それぞれの小径側が可撓性基板1の幅方向中央側に位置し、かつ、搬送基準面(1)における回転方向が搬送方向(F,R)と同方向になるように、軸23a,24aに回転自在に支持されている。軸23aは、固定支持部材25の先端(下端)に支持され、軸24aは可動支持部材26の先端(下端)に支持されている。
As shown in FIG. 4C, each of the
固定支持部材25は、固定ブラケット25bを介して真空室構造(図示せず)に固定されている。一方、可動支持部材26の基端(上端)は、固定支持部材25の上端から延出した延出部25aに軸26aを介して回動自在に支持され、かつ、中間部において、固定支持部材25との間に加圧力調整ネジ28を介してスプリング27が張架されており、このスプリング27の付勢により、円錐ローラ24が円錐ローラ(基準ローラ23)に圧接されるように構成されている。
The fixed
以上のように構成された第2実施形態の展張装置20では、先述した実施形態10A,10B,10における押込ローラ11の押込力Pによる展張作用に加えて、各円錐ローラ(23,24)の周面の傾斜角(大径部と小径部の周長差)に応じて、小径側から大径側に向かう展張力Qが可撓性基板1の縁部1a,1bに付与され、これらの相乗的な効果により、可撓性基板1の縁部1a,1bが効果的に展張されることになる。
In the extending
(第3実施形態)
図6は、本発明第3実施形態に係る展張装置30を示している。第3実施形態の展張装置30は、上記第2実施形態と同様に、一方の基準ローラ23が、円錐形状の挟持ローラ対(23,24)として構成されていることに加えて、中央の押込ローラ31が、テーパーローラ(31)に変更されている点に特徴がある。押込ローラ31は、図6(c)に示されるように、軸31aが、周面の傾斜に応じた傾斜角を有して可動ブラケット34に支持されており、可撓性基板1を搬送基準面と平行に転支可能である。
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a stretching
先述した円錐ローラ(23,24)による小径側から大径側に向かう展張力Qは、可撓性基板1に圧接される限りにおいて、1つの円錐ローラ(テーパーローラ31)でも同様に生じる。第3実施形態の展張装置30では、可撓性基板1の縁部1aは、2つの基準ローラ23,12によって転支され、中央の押込ローラ31(テーパーローラ)はそれらの中間において反対側から押込力Pによって押し込まれることで可撓性基板1の縁部1aに圧接される。
The extension tension Q from the small diameter side to the large diameter side by the above-described conical rollers (23, 24) is similarly generated in one conical roller (taper roller 31) as long as it is pressed against the
したがって、第3実施形態の展張装置30では、中央の押込ローラ31の押込力Pによる展張作用に加えて、押込ローラ31の周面の傾斜角に応じた展張力q、および、円錐形状の基準ローラ(23,24)による展張力Qが、可撓性基板1の縁部1a,1bに付与されることになる。
Therefore, in the stretching
(第4実施形態)
図7は、本発明第4実施形態に係る展張装置40を示している。第4実施形態の展張装置40では、第3実施形態と同様に中央の押込ローラ41がテーパーローラで構成されているが、2つの基準ローラ12,13は何れも円筒状ローラとしてある。押込ローラ41の軸41aが、周面の傾斜に応じた傾斜角を有して可動ブラケット44に支持されている点も第3実施形態と同様である。この第4実施形態の展張装置40では、中央の押込ローラ41の押込力Pによる展張作用に加えて、押込ローラ41の周面の傾斜角に応じた展張力qが、可撓性基板1の縁部1a,1bに付与される。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows a stretching
(第5実施形態)
図8は、本発明第5実施形態に係る展張装置50を示している。第5実施形態の展張装置50では、中央の押込ローラ11を円筒状ローラとする一方、2つの基準ローラ23,53が、何れも円錐形状の挟持ローラ対(23,24;53,54)として構成されている。したがって、第2実施形態の展張装置20において、他の基準ローラ12も円錐形状の挟持ローラ対(53,54)に変更された形態であり、押込ローラ11の押込力Pによる展張作用に加えて、2つの円錐形状の挟持ローラ対(23,24;53,54)によって、大きな展張力Qを得ることができる。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 shows a stretching
(他の実施形態)
図9(a)〜(c)は、本発明の他の実施形態に係る展張装置60,70,80を示している。これらの展張装置60,70,80では、何れも中央の押込ローラ21が、円錐形状の挟持ローラ対(21,22)で構成されている点に共通の特徴がある。これらのうち、図9(a)に示す本発明第6実施形態に係る展張装置60では、2つの基準ローラ12,13が何れも円筒状ローラからなる。
(Other embodiments)
9 (a) to 9 (c) show stretching
一方、図9(b)に示す本発明第7実施形態に係る展張装置70では、2つの基準ローラ23,53が何れも円錐形状の挟持ローラ対(23,24および53,54)からなり、すなわち、第7実施形態の展張装置70では、3つのローラ全てが円錐形状の挟持ローラ対(21,22;23,24;53,54)で構成されている。
On the other hand, in the stretching
また、図9(c)に示す本発明第8実施形態に係る展張装置80では、一方の基準ローラ33が、テーパーローラで構成されている。テーパーローラを基準ローラとして用いる場合にも、第4実施形態と同様に、テーパーローラの周面の傾斜角が相殺されるような傾斜角を有して支持されることが好ましい。
Moreover, in the
以上、本発明のいくつかの実施形態につき述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes other than the above can be made based on the technical idea of the present invention. It is.
例えば、上記各実施形態では、押込ローラ(11,21,31,41)が、回動可能に枢支された可動ブラケット14,44によって、搬送基準面(1)と交差する方向に変位可能に支持される場合について述べたが、押込ローラの支持機構はこれに限定されるものではなく、搬送基準面(1)と交差する方向に摺動可能な可動ブラケット(スライド)によって支持されていても良い。また、図4(c)に示したように、軸25aおよび可動支持部材25によって接離可能に支持された円錐ローラ23と同様に、搬送方向(F,R)に平行な軸を中心として揺動可能に枢支されていても良い。
For example, in each of the above embodiments, the push rollers (11, 21, 31, 41) can be displaced in a direction intersecting the conveyance reference plane (1) by the
また、上記各実施形態では、本発明に係る展張装置を、太陽電池用の薄膜積層体の製造装置に実施する場合について述べたが、本発明に係る展張装置は、有機EL等の半導体薄膜の製造装置は勿論、塗装、洗浄、乾燥、熱処理、表面加工など、成膜以外にも、可撓性基板の展張が求められる各種装置に実施可能である。 Further, in each of the above embodiments, the case where the stretching apparatus according to the present invention is implemented in an apparatus for manufacturing a thin film laminate for a solar cell has been described. However, the stretching apparatus according to the present invention is a semiconductor thin film such as an organic EL. In addition to the manufacturing apparatus, it can be applied to various apparatuses that require expansion of a flexible substrate, such as coating, cleaning, drying, heat treatment, and surface processing.
1 可撓性基板
1a,1b 縁部
2 搬送ロール(基準ローラ)
4 成膜ユニット
10,10A,10B,20,30,40,50,60,70,80 展張装置
11 押込ローラ
11a,12a,13a,23a,24a,31a,41a 軸
11b,12b,13b,25b 固定ブラケット
12,13 基準ローラ
14,34,44 可動ブラケット(支持機構)
15 スプリング(付勢部材)
16 ストッパー(規制手段)
21 押込ローラ(円錐ローラ)
23,53 基準ローラ(円錐ローラ)
22,24,54 円錐ローラ
25 固定支持部材
26 可動支持部材
27 スプリング
28 加圧力調整ネジ
31,41 押込ローラ(テーパーローラ)
33 基準ローラ(テーパーローラ)
F,R 搬送方向
P 押込力
Q,q 展張力
d 押込量
DESCRIPTION OF
4
15 Spring (biasing member)
16 Stopper (regulation means)
21 Push roller (conical roller)
23,53 Reference roller (conical roller)
22, 24, 54
33 Reference roller (taper roller)
F, R Transport direction P Pushing force Q, q Expanding tension d Pushing amount
Claims (7)
前記可撓性基板の縁部を搬送基準面にて転支すべく搬送方向に並設された2つの基準ローラと、前記2つの基準ローラの間で前記可撓性基板の縁部を反対側から転支する押込ローラとを備え、前記可撓性基板の縁部が、前記2つの基準ローラに対する前記押込ローラの押込量に応じた屈曲状態に案内されることで、前記縁部の搬送方向の張力が、前記可撓性基板の幅方向中間部分よりも高められていることを特徴とする可撓性基板の展張装置。 In a transport path for transporting a belt-shaped flexible substrate in a horizontal position in a vertical posture while applying tension with a transport roll, a stretching device for stretching in the width direction,
Two reference rollers arranged in parallel in the transport direction to transfer the edge of the flexible substrate on the transport reference surface, and the edge of the flexible substrate on the opposite side between the two reference rollers The edge of the flexible substrate is guided in a bent state corresponding to the amount of pushing of the pushing roller with respect to the two reference rollers, so that the conveying direction of the edge The apparatus for extending a flexible substrate is characterized in that the tension of the flexible substrate is higher than that of the intermediate portion in the width direction of the flexible substrate.
The apparatus for stretching a flexible substrate according to claim 1, wherein one of the two reference rollers is replaced with a transport roll that transfers the flexible substrate over its entire width.
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2010
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