JP2016094629A - Substrate carrying and processing apparatus - Google Patents

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博史 酒井
誠樹 森
Seiki Mori
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate carrying and processing apparatus capable of processing a substrate with a carrying position being stabilized by suppressing the disturbance of tension generated in the substrate, in a roll-to-roll substrate processing apparatus.SOLUTION: In a substrate carrying and processing apparatus, a substrate processing part includes a main roll part and a sub-roll part between which a substrate 2 is stretched a plurality of times and which forms a substrate parallel-traveling part where a plurality of substrates 2 travel. The main roll part and the sub-roll par respectively include a plurality of individual main rolls 51a and a plurality of individual sub-rolls 52a. The plurality of individual main rolls 51a are arranged so that the directions of their rotation axes are the same and so that their arrangement direction is the direction of the rotation axes, and each can rotate independently. In the plurality of individual sub-rolls 52a, their arrangement directions are arranged parallel to the direction of the rotation axis of the main roll part. The rotation axes of the individual sub-rolls 52a are arranged to be inclined with respect to the direction of the rotation axis of the main roll part, and each individual sub-roll 52a can rotate independently. The plurality of individual main rolls 51a includes individual main rolls 51a freely rotating without transmission of a drive force from a drive device 54.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、いわゆるロールトゥロールにより搬送される薄板長尺体の基材上に所定の処理を行う基材搬送処理装置に関するものである。   The present invention relates to a base material transport processing apparatus that performs a predetermined process on a thin plate long base material transported by a so-called roll-to-roll.

基材上に所定の処理を行う基材処理装置として、例えば、基材上に薄膜を形成する製膜装置(基材処理装置)では、スパッタやCVD法などによりチャンバ内で枚葉の基材を固定した状態で基材上に薄膜を形成するものが知られており、このような製膜装置により、例えば太陽電池モジュール、有機EL等が形成されている。   As a substrate processing apparatus that performs a predetermined process on a substrate, for example, in a film forming apparatus (substrate processing apparatus) that forms a thin film on a substrate, a single-wafer substrate is formed in a chamber by sputtering, CVD, or the like. It is known that a thin film is formed on a base material in a state where is fixed, and for example, a solar cell module, an organic EL, and the like are formed by such a film forming apparatus.

最近では、基材を無駄なく使用できること、製膜処理速度が各製膜チャンバでの製膜レートに依存しないというメリットが得られることから、ロールトゥロールタイプの搬送製膜装置(基材搬送処理装置)が開発されている。このロールトゥロールタイプの搬送製膜装置は、例えば図9に示すように、送出ロールBと、巻取ロールCと、複数の製膜処理部Dとを備えており、送出ロールBに巻回された基材Aが複数の製膜処理部Dを通過することにより基材A上に所定の薄膜が順次製膜される。そして、最終的に巻取ロールCに巻き取られることにより、すべての製膜処理が完了した製膜基材Aが巻回された状態で形成されるようになっている。   Recently, the advantage is that the substrate can be used without waste, and the film forming process speed does not depend on the film forming rate in each film forming chamber. Equipment) has been developed. For example, as shown in FIG. 9, this roll-to-roll type transport film-forming apparatus includes a sending roll B, a winding roll C, and a plurality of film-forming processing units D. A predetermined thin film is sequentially formed on the base material A by the base material A having passed through the plurality of film forming processing units D. And by finally winding up by the winding roll C, the film-forming base material A in which all the film-forming processes are completed is formed in a wound state.

この製膜処理部Dは、製膜処理が行われるチャンバD1と、このチャンバD1内に配置されるロール部D2とを有している。このロール部D2は、図10に示すように、円筒形状の主ロール部Fと副ロール部Gとを有している。主ロール部Fは、その回転軸f(主ロール軸)が基材Aの搬送方向に対して略垂直に配置されており、副ロール部Gは、その回転軸g(副ロール軸)が主ロール部Fの回転軸fに対してねじれの関係になる所定角度に傾斜させて配置されており、例えばネルソンロールとして構成されている。すなわち、副ロール軸方向に延びる円筒形状の副ロール部Gは、その全体が所定角度傾斜させた状態で、主ロール部F及び副ロール部Gの外周面がそれぞれ対向するように配置されている。   This film forming process part D has a chamber D1 in which a film forming process is performed, and a roll part D2 disposed in the chamber D1. As shown in FIG. 10, the roll part D <b> 2 includes a cylindrical main roll part F and a sub roll part G. The main roll part F has a rotation axis f (main roll axis) arranged substantially perpendicular to the conveying direction of the substrate A, and the sub roll part G has a rotation axis g (sub roll axis) as the main. The roll portion F is disposed at a predetermined angle that is twisted with respect to the rotation axis f of the roll portion F, and is configured as, for example, a Nelson roll. That is, the cylindrical secondary roll portion G extending in the secondary roll axial direction is disposed so that the outer peripheral surfaces of the main roll portion F and the secondary roll portion G are opposed to each other with the whole inclined at a predetermined angle. .

この主ロール部Fと副ロール部Gに、基材Aが複数回交互に架け渡されることにより、主ロール部Fと副ロール部Gとの間を基材Aが所定間隔で複数列走行するようになっている。そして、基材Aが複数列走行する部分(基材並走部)には、製膜材料供給部Hが対向して配置されており、この製膜材料供給部Hから原料ガスが供給されることにより、基材A上に所定厚さの薄膜が形成されるようになっている(例えば、特許文献1参照)。そして、製膜材料供給部Hに備えられた熱源(不図示)と主ロール部Fと副ロール部Gとの間に設置される熱源(不図示)とによって原料ガスと基材Aとが熱せられることにより、所定の製膜温度下で製膜できるようになっている。   The base material A travels between the main roll portion F and the sub roll portion G in a plurality of rows at a predetermined interval by the base material A being alternately bridged between the main roll portion F and the sub roll portion G a plurality of times. It is like that. And the film-forming material supply part H is arrange | positioned facing the part (base material parallel running part) where the base material A runs in multiple rows, and raw material gas is supplied from this film-forming material supply part H. As a result, a thin film having a predetermined thickness is formed on the substrate A (see, for example, Patent Document 1). The source gas and the base material A are heated by a heat source (not shown) provided in the film forming material supply unit H and a heat source (not shown) installed between the main roll unit F and the sub roll unit G. As a result, the film can be formed at a predetermined film forming temperature.

特開2013−139621号公報JP 2013-139621 A

しかし、上記製膜搬送装置では、製膜処理が安定しないという問題があった。すなわち、製膜材料供給部Hに備えられた熱源及び主ロール部Fと副ロール部Gとの間に設置される熱源の影響を受けることにより、基材並走部の基材Aの熱膨張に伴って、それぞれの基材Aの周長が不規則に変化してそれぞれの基材Aの張力が異なることにより、製膜処理が安定しないという問題があった。すなわち、基材Aの張力が異なると、基材並走部における基材Aの走行位置が次第にずれることにより、基材並走部を走行する基材Aと製膜材料供給部Hとの対向位置関係が次第にずれてしまい、基材Aに形成される薄膜の厚みに影響が出る問題が生じる虞がある。さらに、基材Aのずれが大きい場合には、基材並走部における隣りの基材Aに接触するという問題もある。   However, the film forming and conveying apparatus has a problem that the film forming process is not stable. That is, the thermal expansion of the base material A of the base material parallel running part is affected by the heat source provided in the film forming material supply part H and the heat source installed between the main roll part F and the sub roll part G. As a result, the peripheral length of each base material A changes irregularly and the tension of each base material A is different, which causes a problem that the film forming process is not stable. That is, when the tension of the base material A is different, the traveling position of the base material A in the base material parallel running part gradually shifts, so that the base material A that travels the base material parallel part and the film forming material supply part H are opposed to each other. The positional relationship gradually shifts, and there is a possibility that the problem of affecting the thickness of the thin film formed on the substrate A may occur. Furthermore, when the deviation | shift of the base material A is large, there also exists a problem of contacting the adjacent base material A in a base material parallel running part.

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、ロールトゥロールを用いた基材搬送処理装置において、基材を処理するチャンバ内に対向して配置されるロール間を複数列で走行する基材それぞれに生じる張力の乱れを抑えることができ、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことができる基材搬送処理装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a base material transport processing apparatus using a roll-to-roll, a base that travels in a plurality of rows between rolls disposed facing each other in a chamber for processing the base material. It is an object of the present invention to provide a base material transport processing apparatus that can suppress disturbance of tension generated in each material, stabilize the base material transport position, and perform stable base material processing.

上記課題を解決するために本発明の基材搬送処理装置は、薄板長尺体の基材を送出ロール部から巻取ロール部に基材処理部を通過させて連続的に搬送し、前記基材処理部により搬送中の基材に所定の処理を行って、基材の表面を処理する基材搬送処理装置であって、前記基材処理部は、互いに対向して配置され、前記基材が複数回架け渡されることにより複数の基材が走行する基材並走部を形成する主ロール部と副ロール部とを有しており、前記主ロール部および前記副ロール部は、前記基材並走部の基材に応じた複数の個別主ロールおよび個別副ロールを有し、複数の前記個別主ロールは、回転軸の方向が全て同一でありかつ配列方向が当該回転軸の方向となるように配置されて、それぞれが独立して回転可能であり、複数の前記個別副ロールは、その配列方向が前記主ロール部の回転軸の方向と平行になるように配置され、かつ、それぞれの前記個別副ロールの回転軸は、前記主ロール部の回転軸の方向に対して傾斜して配置されて、それぞれが独立して回転可能であり、複数の前記個別主ロールは、駆動装置からの駆動力は伝達されずに自由に回転する前記個別主ロールを含むことを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, the base material transport processing apparatus of the present invention continuously transports a thin plate long base material from the feed roll portion to the take-up roll portion through the base material processing portion, A base material transport processing device for processing a surface of a base material by performing a predetermined process on the base material being transported by a material processing unit, wherein the base material processing units are arranged to face each other, and the base material Has a main roll portion and a sub roll portion that form a base material parallel running portion in which a plurality of base materials travel by being bridged a plurality of times, and the main roll portion and the sub roll portion are There are a plurality of individual main rolls and individual sub-rolls corresponding to the base material of the material parallel running section, and the plurality of individual main rolls have the same rotation axis direction and the arrangement direction is the same as the rotation axis direction Are arranged so that each of them can be rotated independently, Are arranged such that the arrangement direction thereof is parallel to the direction of the rotation axis of the main roll part, and the rotation axis of each of the individual sub-rolls is relative to the direction of the rotation axis of the main roll part. A plurality of the individual main rolls, which are arranged in an inclined manner and are rotatable independently, include the individual main rolls that rotate freely without transmitting a driving force from a driving device. Yes.

上記基材搬送処理装置によれば、主ロール部と副ロール部との間に架け渡される複数の基材の間で張力の差を少なくし、安定した基材処理を行うことができる。具体的には、複数の個別主ロールは、駆動装置に接続されずに自由に回転する個別主ロールを含み、また、それぞれが独立して回転可能であることから、駆動装置に接続されない個別主ロールは駆動装置に接続された個別主ロールの回転に影響されず、その個別主ロールに巻回された基材の張力に応じた回転速度で回転することが可能であるため、基材並走部を構成する複数列の基材の張力を平準化することが容易である。また、それぞれの個別副ロールは、回転軸が主ロール部の回転軸の方向に対して傾斜して配置されており、いわゆるネルソンロールの形態を構成するが、配列方向が前記主ロール部の回転軸の方向と平行になるように配置されていることにより、配列を形成する個別副ロール同士で主ロール部との距離が均一となるため、基材に対する抱き角を容易に均一にすることができ、基材並走部を構成する複数列の基材のピッチを容易に均一にすることができる。   According to the said base material conveyance processing apparatus, the difference of tension | tensile_strength can be decreased between the some base material spanned between a main roll part and a sub roll part, and the stable base material process can be performed. Specifically, the plurality of individual main rolls include individual main rolls that freely rotate without being connected to the driving device, and each of the individual main rolls can be rotated independently, and thus the individual main rolls that are not connected to the driving device. The roll is not affected by the rotation of the individual main roll connected to the drive unit, and can rotate at a rotation speed corresponding to the tension of the base material wound around the individual main roll. It is easy to level the tension of a plurality of rows of base materials constituting the part. In addition, each individual sub-roll is arranged so that the rotation axis is inclined with respect to the direction of the rotation axis of the main roll portion, and forms a so-called Nelson roll, but the arrangement direction is the rotation of the main roll portion. Since the distance from the main roll portion is uniform between the individual sub-rolls forming the array by being arranged so as to be parallel to the direction of the axis, the holding angle with respect to the base material can be easily made uniform. It is possible to easily make the pitch of the plurality of rows of base materials constituting the base material parallel running portion uniform.

また、駆動装置から駆動力が伝達される前記個別主ロールの近傍には、基材にかかる張力を測定する張力測定手段が設けられている構成としても良い。   Moreover, it is good also as a structure provided with the tension | tensile_strength measurement means which measures the tension concerning a base material in the vicinity of the said individual main roll to which a driving force is transmitted from a drive device.

この構成によれば、張力測定手段による測定結果を個別主ロールの回転制御に反映させることにより、この個別主ロールに架け渡された基材をはじめ、基材並走部を構成する複数列の基材全体の張力を正確に制御できる。   According to this configuration, by reflecting the measurement result by the tension measuring means in the rotation control of the individual main rolls, a plurality of rows constituting the base material parallel running section including the base material spanned over the individual main rolls are included. The tension of the entire substrate can be accurately controlled.

また、駆動装置からの駆動力は伝達されずに自由に回転する前記個別主ロールは、クラウン形状を有する構成としても良い。   In addition, the individual main roll that freely rotates without transmitting the driving force from the driving device may have a crown shape.

この構成によれば、基材と個別主ロールとの接触位置は個別主ロールの径が最も大きい部分に規制されるため、基材の走行位置を正確に制御することができる。   According to this configuration, since the contact position between the base material and the individual main roll is restricted to the portion where the diameter of the individual main roll is the largest, the travel position of the base material can be accurately controlled.

また、前記個別副ロールは、クラウン形状を有する構成としても良い。   The individual sub roll may have a crown shape.

この構成によれば、基材と個別副ロールとの接触位置は個別副ロールの径が最も大きい部分に規制されるため、基材の走行位置を正確に制御することができる。   According to this configuration, the contact position between the base material and the individual sub-roll is restricted to the portion where the diameter of the individual sub-roll is the largest, so that the travel position of the base material can be accurately controlled.

本発明の基材搬送処理装置によれば、ロールトゥロールを用いた基材搬送処理装置において、複数列で走行するそれぞれの基材に生じる張力の乱れを抑えることができ、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことができる。   According to the base material transport processing apparatus of the present invention, in the base material transport processing apparatus using roll-to-roll, it is possible to suppress the disturbance of tension generated in each base material traveling in a plurality of rows, and the base material transport position It is possible to stabilize and perform stable substrate processing.

本発明の一実施形態における搬送製膜装置(基材搬送処理装置)を示す図である。It is a figure which shows the conveyance film forming apparatus (base material conveyance processing apparatus) in one Embodiment of this invention. 上記搬送製膜装置(基材搬送処理装置)の製膜処理部を拡大した図である。It is the figure which expanded the film forming process part of the said conveyance film forming apparatus (base material conveyance processing apparatus). 製膜用ロールの概略図であり、図2におけるa方向から見た図である。It is the schematic of the roll for film forming, and is the figure seen from the a direction in FIG. 製膜用ロールの概略図であり、図2におけるb方向から見た図である。It is the schematic of the roll for film forming, and is the figure seen from the b direction in FIG. 第2の実施形態における個別主ロールの概略図である。It is the schematic of the separate main roll in 2nd Embodiment. 第3の実施形態における製膜用ロールの概略図である。It is the schematic of the roll for film forming in 3rd Embodiment. 第4の実施形態における製膜用ロールの概略図である。It is the schematic of the roll for film forming in 4th Embodiment. (a)は、太陽電池モジュールを示す図であり、(b)は太陽電池セルを示す図である。(A) is a figure which shows a solar cell module, (b) is a figure which shows a photovoltaic cell. 従来の搬送製膜装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional conveyance film forming apparatus. 従来のネルソンロールを示す図である。It is a figure which shows the conventional Nelson roll.

次に、本発明の搬送製膜装置の実施の形態について説明する。ここで、図1は、本実施形態における基材搬送処理装置全体を示す概略図であり、図2は、基材処理部の主要構成を示す図である。なお、本実施形態では、基材搬送処理装置として基材に製膜処理を行う搬送製膜装置を例に説明する。そして、搬送製膜装置の対象として、太陽電池セルの製膜形成に適用した場合を一例として説明する。   Next, an embodiment of the transport film forming apparatus of the present invention will be described. Here, FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the entire substrate transport processing apparatus in the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a main configuration of the substrate processing unit. In the present embodiment, a transport film forming apparatus that performs a film forming process on a base material will be described as an example of the base material transport processing apparatus. And the case where it applies to the film forming formation of a photovoltaic cell as an object of a conveyance film forming apparatus is demonstrated as an example.

図1及び図2に示すように、搬送製膜装置(基材処理装置)は、送出ロール部10と、巻取ロール部20と、製膜処理部(基材処理部)30とを有しており、送出ロール部10に巻回された基材2が製膜処理部30を通過することにより基材2上に太陽電池セル4を形成する表面処理が行われ(製膜処理が行われ)、巻取ロール部20に巻き取られることにより、ロール状の太陽電池セル母材4’が形成される。すなわち、送出ロール部10から巻取ロール部20に基材2が連続的に搬送される、いわゆるロールトゥロールにより、基材2上に太陽電池に必要な薄膜が積層されて太陽電池セル母材4’が形成される。この太陽電池セル母材4’は、後工程である切断工程により、図8(b)に示す短冊状の太陽電池セル4が形成され、さらに接合工程などを経ることにより、太陽電池セル4同士が短手方向に配列して接合された太陽電池モジュール1が形成される(図8(a))。   As shown in FIGS. 1 and 2, the transport film forming apparatus (base material processing apparatus) includes a delivery roll unit 10, a winding roll unit 20, and a film forming processing unit (base material processing unit) 30. Then, the base material 2 wound around the delivery roll unit 10 passes through the film forming processing unit 30, so that the surface treatment for forming the solar cells 4 on the base material 2 is performed (the film forming processing is performed). ), The roll-shaped solar cell base material 4 ′ is formed by being wound around the winding roll unit 20. That is, a thin film necessary for a solar cell is laminated on the base material 2 by a so-called roll-to-roll, in which the base material 2 is continuously conveyed from the delivery roll unit 10 to the take-up roll unit 20, and the solar cell base material 4 'is formed. In this solar cell base material 4 ′, the strip-shaped solar cell 4 shown in FIG. 8B is formed by a subsequent cutting step, and further through a bonding step, the solar cells 4 Are arranged in the short direction and joined together (FIG. 8A).

なお、本実施形態では、送出ロール部10側を上流側とし、基材2が処理される後工程側、すなわち、巻取ロール部20側を下流側として説明を進めることにする。   In the present embodiment, the description will proceed with the delivery roll unit 10 side as the upstream side and the subsequent process side where the base material 2 is processed, that is, the take-up roll unit 20 side as the downstream side.

送出ロール部10は、基材2を下流側に供給するためのものである。送出ロール部10は、基材2を巻き付ける送出ロール11を有しており、この送出ロール11を駆動制御することにより基材2を送り出すことができるようになっている。すなわち、図示しない制御装置により送出ロール11の回転が制御されることにより、基材2の送出量を増加及び減少させることができる。具体的には、基材2が下流側から引張力を受けた状態で送出ロール11を回転させることにより基材2が下流側に送り出され、適宜、送出ロール11にブレーキをかけることにより基材2が撓むことなく一定速度で送り出されるようになっている。   The delivery roll unit 10 is for supplying the substrate 2 to the downstream side. The delivery roll unit 10 includes a delivery roll 11 around which the base material 2 is wound, and the base material 2 can be sent out by controlling the drive of the delivery roll 11. That is, by controlling the rotation of the delivery roll 11 by a control device (not shown), the delivery amount of the base material 2 can be increased and decreased. Specifically, the base material 2 is sent to the downstream side by rotating the delivery roll 11 while the base material 2 receives a tensile force from the downstream side, and the base material 2 is appropriately braked to apply the brake to the base material. 2 is sent out at a constant speed without bending.

ここで、基材2は、薄板の長尺体であり、たとえば、厚み0.01mm〜0.2mm、幅5mm〜50mmの平板形状を有する長尺体が適用される。また、材質として、特に限定しないが、ステンレス、銅等が好適に用いられる。   Here, the base material 2 is a thin plate-like long body, and for example, a long body having a flat plate shape with a thickness of 0.01 mm to 0.2 mm and a width of 5 mm to 50 mm is applied. Moreover, although it does not specifically limit as a material, Stainless steel, copper, etc. are used suitably.

巻取ロール部20は、供給された基材2を巻き取るものである。巻取ロール部20は、送出ロール部10と同様に、巻取ロール21を有しており、この巻取ロール21を駆動制御することにより基材2を巻き取ることができるようになっている。すなわち、図示しない制御装置により巻取ロール21の回転が制御されることにより、基材2の巻取量を増加及び減少させることができる。具体的には、巻取ロール21の回転が調節されることにより、送り出された基材2が撓むのを抑えつつ、逆に基材2が必要以上の張力がかからないように巻き取られるようになっている。そして、本実施形態では、送出ロール部10を出た基材2が一定速度で搬送され、巻取ロール部20に巻き取られるように駆動制御されている。なお、これら送出ロール部10と巻取ロール部20は、真空環境を形成するチャンバー(破線で示す)内に配置されている。   The take-up roll unit 20 takes up the supplied base material 2. The take-up roll unit 20 has a take-up roll 21, as with the delivery roll unit 10, and the base material 2 can be taken up by driving the take-up roll 21. . That is, the amount of winding of the base material 2 can be increased and decreased by controlling the rotation of the winding roll 21 by a control device (not shown). Specifically, by adjusting the rotation of the take-up roll 21, it is possible to prevent the substrate 2 that has been sent out from being bent, and the substrate 2 is wound so that it does not receive excessive tension. It has become. In the present embodiment, the base material 2 that has exited the delivery roll unit 10 is transported at a constant speed and is controlled to be taken up by the take-up roll unit 20. In addition, these delivery roll part 10 and winding roll part 20 are arrange | positioned in the chamber (it shows with a broken line) which forms a vacuum environment.

製膜処理部(基材処理部)30は、基材2上に太陽電池に必要な薄膜を形成する(製膜する)ためのものであり、本実施形態では、複数の製膜処理部30が設けられている。具体的には、送出ロール部10と巻取ロール部20との間に複数の製膜処理部30が直線的に配置されており、送出ロール部10から送り出された基材2が各製膜処理部30を走行して通過することにより基材2上に順次薄膜が形成される。すなわち、基材2側から下部電極層3a、光電変換層3b、上部電極層3c等の薄膜がこの順に製膜され、太陽電池セル母材4’が形成される(図8(b)参照)。   The film formation processing unit (base material processing unit) 30 is for forming (forming a film) a thin film necessary for the solar cell on the base material 2, and in the present embodiment, a plurality of film formation processing units 30. Is provided. Specifically, a plurality of film forming units 30 are linearly arranged between the sending roll unit 10 and the take-up roll unit 20, and the base material 2 sent out from the sending roll unit 10 is formed into each film forming unit. A thin film is sequentially formed on the base material 2 by running through the processing unit 30 and passing therethrough. That is, thin films such as the lower electrode layer 3a, the photoelectric conversion layer 3b, and the upper electrode layer 3c are formed in this order from the base material 2 side to form the solar cell base material 4 ′ (see FIG. 8B). .

これら製膜処理部30は、CVD、スパッタ、または蒸着装置などで構成されており、図2に示すように、チャンバー31と、このチャンバー31に収容される製膜用ロール(基材処理用ロール)5と材料供給部6とを有している。チャンバー31は、その内部を真空環境に保つものである。そして、真空環境に保たれたチャンバー31内に材料供給部6から特定の原料(薄膜を形成する材料、ガス等。以下、「原料」と呼ぶ。)が供給されることにより基材2上に所定の薄膜が形成される。チャンバー31には、入口部31aと出口部31bが形成されており、上流側から搬送される基材2が入口部31aからチャンバー31内に供給され、チャンバー31内で製膜処理された後、出口部31bを通じて下流側に搬送される。これら入口部31aと出口部31bとは、基材2が通過可能にシールされており、基材2が搬送により走行した場合でも、各チャンバー31は各薄膜を形成するのに適切な真空度に保たれるようになっている。   These film forming units 30 are configured by a CVD, sputtering, or vapor deposition apparatus. As shown in FIG. 2, a chamber 31 and a film forming roll (base material processing roll) accommodated in the chamber 31 are formed. ) 5 and a material supply unit 6. The chamber 31 maintains the inside in a vacuum environment. A specific raw material (a material for forming a thin film, a gas, etc., hereinafter referred to as “raw material”) is supplied from the material supply unit 6 into the chamber 31 maintained in a vacuum environment. A predetermined thin film is formed. The chamber 31 is formed with an inlet portion 31a and an outlet portion 31b. After the base material 2 conveyed from the upstream side is supplied into the chamber 31 from the inlet portion 31a and subjected to film formation in the chamber 31, It is conveyed downstream through the outlet 31b. The inlet portion 31a and the outlet portion 31b are sealed so that the base material 2 can pass therethrough, and even when the base material 2 travels by conveyance, each chamber 31 has a vacuum degree appropriate for forming each thin film. It is supposed to be kept.

材料供給部6は、基材2上に薄膜を形成するための材料を供給するためのものである。材料供給部6は、薄膜の原料を噴出する噴出部(不図示)を有している。そして、噴出部から噴出した原料が基材2上に堆積することにより所定の薄膜が形成される。この材料供給部6は、噴出部が基材並走部2aと対向した状態で設けられている。具体的には、図2の例では、主ロール部51と副ロール部52との間に配置されており、材料供給部6の噴出部が主ロール部51と副ロール部52との間に形成される基材並走部2aと対向する状態で設けられている。すなわち、基材並走部2aを形成する複数列の基材2に対して材料供給部6が基材2の配列方向にわたって共通に設けられている。これにより、原料が基材2上に堆積することにより所定の薄膜が形成される。そして、基材2が主ロール部51と副ロール部52との間を複数回走行することにより、基材2上に複数の薄膜が積層されるようになっている。このとき、基材並走部2aを形成する複数列の基材2に同じ原料からなる薄膜を形成させ続けることにより、同じ原料の層が重なった厚膜を形成することができ、また、異なる原料を供給する材料供給部6を基材並走部2aを形成する複数列の基材2の配列方向に沿って配列することにより、図8(b)に示すような複数種の薄膜を基材2に形成させることができる。   The material supply unit 6 is for supplying a material for forming a thin film on the substrate 2. The material supply unit 6 has an ejection unit (not shown) that ejects the raw material of the thin film. A predetermined thin film is formed by depositing the raw material ejected from the ejection part on the substrate 2. The material supply unit 6 is provided in a state where the ejection unit faces the base material parallel running unit 2a. Specifically, in the example of FIG. 2, the material supply unit 6 is disposed between the main roll unit 51 and the sub-roll unit 52, and the ejection portion of the material supply unit 6 is interposed between the main roll unit 51 and the sub-roll unit 52. It is provided in a state of facing the base material parallel running portion 2a to be formed. That is, the material supply part 6 is provided in common over the arrangement direction of the base material 2 with respect to the multiple rows of base materials 2 forming the base material parallel running part 2 a. Thereby, a predetermined thin film is formed by depositing the raw material on the substrate 2. A plurality of thin films are stacked on the substrate 2 by the substrate 2 traveling between the main roll portion 51 and the sub roll portion 52 a plurality of times. At this time, it is possible to form a thick film in which layers of the same raw material are overlapped by continuing to form thin films made of the same raw material on a plurality of rows of the base materials 2 forming the base material parallel running portion 2a. By arranging the material supply unit 6 for supplying the raw materials along the arrangement direction of the plurality of rows of base materials 2 forming the base material parallel running portion 2a, a plurality of types of thin films as shown in FIG. The material 2 can be formed.

製膜用ロール5は、基材2が複数列並んだ状態の基材並走部2aを形成するためのものである。ここで、図3、図4は、製膜用ロール5の概略図であり、図3は、図2におけるa方向から見た図であり、図4は、図2におけるb方向から見た図である。製膜用ロール5は、主ロール部51と副ロール部52とを有しており、これらが所定の距離をおいて対向して配置されている。そして、この主ロール部51及び副ロール部52に基材2が交互に架け渡され、1本の基材2が軸方向に所定間隔をおいて複数列並んだ状態の基材並走部2aを形成して走行している。   The roll 5 for film formation is for forming the base material parallel running part 2a in which the base materials 2 are arranged in a plurality of rows. Here, FIG. 3 and FIG. 4 are schematic views of the film-forming roll 5, FIG. 3 is a view seen from the direction a in FIG. 2, and FIG. 4 is a view seen from the direction b in FIG. It is. The film-forming roll 5 has a main roll portion 51 and a sub-roll portion 52, which are arranged facing each other at a predetermined distance. Then, the base material 2 is alternately bridged between the main roll portion 51 and the sub roll portion 52, and the base material parallel running portion 2a in a state where one base material 2 is arranged in a plurality of rows at predetermined intervals in the axial direction. Running to form.

主ロール部51は、入口部31aから搬送される基材2の搬送方向に対して直交する状態で配置されるロールである複数の個別主ロール51aの集合体である。この複数の個別主ロール51aは、それぞれ個別に回転軸(主ロール軸53)を有し、それぞれの個別主ロール51aが独立して回転可能である。また、個別主ロール51aは、それぞれの主ロール軸53の延びる方向が全て同一であり、かつ配列方向がこの主ロール軸53の延びる方向となるように配列されており、上流側の入口部31aから搬送される基材2の搬送方向と直交する状態で配置されている。また、個別主ロール51aは、配列方向にほぼ等間隔に配置されている。   The main roll unit 51 is an aggregate of a plurality of individual main rolls 51a which are rolls arranged in a state orthogonal to the conveyance direction of the base material 2 conveyed from the inlet unit 31a. Each of the plurality of individual main rolls 51a individually has a rotation shaft (main roll shaft 53), and each individual main roll 51a can rotate independently. In addition, the individual main rolls 51a are arranged such that the extending directions of the main roll shafts 53 are all the same, and the arrangement direction is the extending direction of the main roll shaft 53, and the upstream inlet portion 31a. It arrange | positions in the state orthogonal to the conveyance direction of the base material 2 conveyed from. Further, the individual main rolls 51a are arranged at substantially equal intervals in the arrangement direction.

これら複数の個別主ロール51aは、駆動装置に接続されて駆動装置54から駆動力が伝達され回転が制御される個別主ロール51aと、駆動装置に接続されず、駆動装置からの駆動力は伝達されずに自由に回転する個別主ロール51aとを含んでいる。すなわち、一部の個別主ロール51a(図3でハッチングで示した個別主ロール51a)には、サーボモータなどの駆動装置54が連結されており、この駆動装置54を駆動制御することにより主ロール軸53を軸回りに回転及び停止できるようになっている。これに対し、その他の駆動装置54が連結されていない個別主ロール51aは自由に回転することが可能なように主ロール軸53が支持されており、個別主ロール51aに架け渡された基材2との摩擦力などにより従動回転する。   The plurality of individual main rolls 51a are connected to the driving device, the driving force is transmitted from the driving device 54 and the rotation is controlled, and the individual main roll 51a is not connected to the driving device, and the driving force from the driving device is transmitted. And an individual main roll 51a that freely rotates without being included. That is, a drive device 54 such as a servomotor is connected to a part of the individual main rolls 51a (individual main rolls 51a shown by hatching in FIG. 3), and the main roll is controlled by driving the drive device 54. The shaft 53 can be rotated and stopped around the shaft. On the other hand, the main roll shaft 53 is supported so that the individual main roll 51a to which the other driving devices 54 are not connected can freely rotate, and the base material spanned over the individual main roll 51a. 2 driven by frictional force with 2

また、各個別主ロール51aは、略円筒形状を有しており、主ロール軸53の軸方向に延びる外周面55を有している。そして、この外周面55に沿って基材2が搬送される。すなわち、搬送された基材2が個別主ロール51aの外周面55に沿って走行した後、後述する個別副ロール52aを経て、隣接する個別主ロール51aの外周面55に沿って走行するというように、それぞれの個別主ロール51aの外周面55に一度ずつ基材2が巻回されて走行する。そして、主ロール部51と副ロール部52とに基材2が交互に架け渡されることにより、主ロール部51と副ロール部52との間には、基材2が主ロール軸53の軸方向に所定間隔で並んだ基材並走部2aが形成される。すなわち、駆動装置54に連結された個別主ロール51aが回転すると、各個別主ロール部51aの外周面55に沿う基材2に張力が掛かり、1本の基材2が主ロール軸53の軸方向に複数列並んだ状態で走行するようになっている。なお、本実施形態では、駆動装置54に連結された個別主ロール51aの近傍には張力計56(張力測定手段)が設けられており、この個別主ロール51aの近傍における基材2にかかる張力を測定する。   Each individual main roll 51 a has a substantially cylindrical shape, and has an outer peripheral surface 55 that extends in the axial direction of the main roll shaft 53. Then, the base material 2 is conveyed along the outer peripheral surface 55. That is, after the conveyed base material 2 travels along the outer peripheral surface 55 of the individual main roll 51a, it travels along the outer peripheral surface 55 of the adjacent individual main roll 51a through the individual sub-roll 52a described later. In addition, the base material 2 is wound around the outer peripheral surface 55 of each individual main roll 51a and travels. The base material 2 is alternately bridged between the main roll portion 51 and the sub roll portion 52, so that the base material 2 is an axis of the main roll shaft 53 between the main roll portion 51 and the sub roll portion 52. The base material parallel running portions 2a arranged in the direction at predetermined intervals are formed. That is, when the individual main roll 51 a connected to the drive device 54 rotates, tension is applied to the base material 2 along the outer peripheral surface 55 of each individual main roll portion 51 a, and one base material 2 is the axis of the main roll shaft 53. It is designed to run with multiple rows in the direction. In the present embodiment, a tension meter 56 (tension measuring means) is provided in the vicinity of the individual main roll 51a connected to the driving device 54, and the tension applied to the base material 2 in the vicinity of the individual main roll 51a. Measure.

なお、基材並走部2aにおける基材2の走行方向は、主ロール軸53の軸方向に直交する方向である。図3では、主ロール軸53に対して一定角度を有しているが、実際は直交方向に走行し、副ロール部52付近で副ロール部52の外周面に沿ってねじれるように走行している。したがって、基材並走部2aの走行方向とは、主ロール軸53および後述する副ロール軸58に対して直交する方向である。   The travel direction of the base material 2 in the base material parallel running portion 2 a is a direction orthogonal to the axial direction of the main roll shaft 53. In FIG. 3, although it has a fixed angle with respect to the main roll axis | shaft 53, it is actually drive | working so that it may drive along the outer peripheral surface of the sub roll part 52 in the orthogonal | vertical direction and twisted along the outer peripheral surface of the sub roll part 52. . Therefore, the traveling direction of the base material parallel running portion 2a is a direction orthogonal to the main roll shaft 53 and the sub roll shaft 58 described later.

また、本実施形態では、主ロール部51と副ロール部52とは、同じ高さ位置に設定されており、それぞれの径も同一に設定されているため、基材2は、主ロール部51の外周面55のほぼ半分と接触して走行する。   Moreover, in this embodiment, since the main roll part 51 and the sub roll part 52 are set to the same height position, and each diameter is also set the same, the base material 2 is the main roll part 51. The vehicle travels in contact with almost half of the outer peripheral surface 55 of the vehicle.

副ロール部52は、主ロール部51に対向して配置されるロールである。副ロール部52は、複数の個別副ロール52aを有しており、図3の例では4つの個別副ロール52aを有している。これら4つの個別副ロールは、独立してそれぞれの回転軸57回りに従動回転するロールであり、それぞれの個別副ロール52aが主ロール軸53の軸方向に沿って配列されている。すなわち、個別副ロール52aの中心が主ロール軸53に平行な線上に配置されている。   The sub-roll unit 52 is a roll disposed to face the main roll unit 51. The sub-roll unit 52 has a plurality of individual sub-rolls 52a, and in the example of FIG. 3, has four individual sub-rolls 52a. These four individual sub-rolls are rolls that are independently driven and rotated about the respective rotation shafts 57, and the individual sub-rolls 52 a are arranged along the axial direction of the main roll shaft 53. That is, the center of the individual sub roll 52 a is arranged on a line parallel to the main roll axis 53.

これらの個別副ロール52aには基材2が巻回されている。すなわち、個別主ロール51aから搬送された基材2が個別副ロール52aに巻かれ、個別主ロール51aを経た後、隣接する個別副ロール52aに巻かれるというように基材2が個別主ロール51aと個別副ロール52aとに交互に架け渡されている。したがって、駆動装置54と連結された個別主ロール51aを駆動させると、入口部31aから搬送された基材2は、個別主ロール51a及び個別副ロール52aを交互に走行し、出口部31bから搬出されるようになっている。   The base material 2 is wound around these individual sub rolls 52a. That is, the base material 2 conveyed from the individual main roll 51a is wound around the individual sub roll 52a, passed through the individual main roll 51a, and then wound around the adjacent individual sub roll 52a. And individual sub-rolls 52a. Therefore, when the individual main roll 51a connected to the driving device 54 is driven, the base material 2 conveyed from the inlet portion 31a travels alternately between the individual main roll 51a and the individual sub-roll 52a and is carried out from the outlet portion 31b. It has come to be.

また、個別主ロール51aと個別副ロール52aとによって基材並走部2aが形成されている。この基材並走部2aは、複数本の基材2が並走する部分であり、個別主ロール51aと個別副ロール52aの間に形成される。また、個別副ロール52aは、配列方向にほぼ等間隔に配置されており、個別副ロール52aの径が個別主ロール51aの径と同一に形成されていることにより、基材並走部2aでは、複数の基材2が同一高さで、個別副ロール52aの配列方向にほぼ等間隔に配列された状態で走行するようになっている。この基材並走部2aに材料供給部6を対向させることにより、各基材2に複数層の薄膜を形成することができる。すなわち、入口部31aから搬送してきた基材2が基材並走部2aを走行することにより、原料ガスが基材2上に1層目を形成する。その後、隣接する個別主ロール51aおよび隣接する個別副ロール52aを移り再度基材並走部2aを走行することにより1層目の上に2層目を形成する。このように基材並走部2aを複数回走行することにより、基材2上には走行回数に応じた複数の薄膜が積層される。なお、図3における1点鎖線で示す線分は、個別副ロール52aの中心を結ぶ線分であり、副ロール軸58と呼ぶことにする。すなわち、個別副ロール52aの配列方向は、副ロール軸58の軸方向と同一である。   Moreover, the base material parallel running part 2a is formed by the individual main roll 51a and the individual sub roll 52a. This base material parallel running part 2a is a part where a plurality of base materials 2 run side by side, and is formed between the individual main roll 51a and the individual sub roll 52a. Further, the individual sub rolls 52a are arranged at substantially equal intervals in the arrangement direction, and the diameter of the individual sub rolls 52a is formed to be the same as the diameter of the individual main rolls 51a. The plurality of base materials 2 run at the same height and are arranged at substantially equal intervals in the arrangement direction of the individual sub-rolls 52a. A plurality of thin films can be formed on each substrate 2 by making the material supply unit 6 face the substrate parallel running unit 2a. That is, the raw material gas forms the first layer on the base material 2 when the base material 2 conveyed from the inlet portion 31a travels on the base material parallel running portion 2a. Then, the second layer is formed on the first layer by moving the adjacent individual main roll 51a and the adjacent individual sub-roll 52a and running the substrate parallel running portion 2a again. In this way, a plurality of thin films corresponding to the number of times of traveling are laminated on the substrate 2 by traveling the substrate parallel running portion 2 a a plurality of times. A line segment indicated by a one-dot chain line in FIG. 3 is a line segment connecting the centers of the individual sub rolls 52 a and is referred to as a sub roll shaft 58. That is, the arrangement direction of the individual sub rolls 52 a is the same as the axial direction of the sub roll shaft 58.

また、各個別副ロール52aは、主ロール軸53に対して所定の傾きを有する状態で支持されている。具体的には、各個別副ロール52aが主ロール軸53に対して所定角度を有するように図示しないホルダにより支持されており、本実施形態では、図4に示すように、個別副ロール52aは、その回転軸57が図4の方向から見て主ロール軸53に対して角度αを有するように配置されており、すべての個別副ロール52aは、主ロール軸53に対して一定の角度αを有する状態で配置されている。すなわち、主ロール軸53と個別副ロール52aの回転軸57とがねじれの関係になることにより、主ロール部51と個別副ロール52aとがネルソンロールの関係を有しており、主ロール部51に対して所定角度αを有する状態で走行するため、基材2が主ロール部51と副ロール部52とに架け渡されて走行させた場合でも、基材2が軸方向に移動することなく個別副ロール52a上の初期の走行位置を保った状態で安定して走行することができる。   Each individual sub roll 52 a is supported in a state having a predetermined inclination with respect to the main roll shaft 53. Specifically, each individual sub roll 52a is supported by a holder (not shown) so as to have a predetermined angle with respect to the main roll shaft 53. In this embodiment, as shown in FIG. The rotation shaft 57 is disposed so as to have an angle α with respect to the main roll shaft 53 when viewed from the direction of FIG. 4, and all the individual sub-rolls 52 a have a constant angle α with respect to the main roll shaft 53. It is arranged in a state having. That is, when the main roll shaft 53 and the rotating shaft 57 of the individual sub roll 52a are in a torsional relationship, the main roll portion 51 and the individual sub roll 52a have a Nelson roll relationship, and the main roll portion 51 Therefore, even when the base material 2 is run over the main roll portion 51 and the sub roll portion 52, the base material 2 does not move in the axial direction. It is possible to travel stably while maintaining the initial travel position on the individual sub roll 52a.

また、個別副ロール52aそれぞれと、主ロール部51とは、同じ高さ位置に設定されており、それぞれの径も同一に設定されているため、基材2は、個別副ロール52aの外周面59のほぼ半分と接触して走行する。すなわち、基材2は、個別副ロール52aの外周面59のうち、主ロール部51と反対側部分と接触しつつ走行する。すなわち、基材2に対する全ての個別副ロール52aの抱き角はほぼ180度を維持した状態で走行する。なお、図4では、図を理解しやすくするために主ロール部51(個別主ロール51a)の径と個別副ロール部52aの径を異なる径とし、本実施形態とは異なる形態で表している。   Moreover, since each individual sub roll 52a and the main roll part 51 are set to the same height position, and each diameter is also set the same, the base material 2 is the outer peripheral surface of the individual sub roll 52a. Drive in contact with almost half of 59. That is, the base material 2 travels in contact with the main roll portion 51 and the opposite side portion of the outer peripheral surface 59 of the individual sub roll 52a. That is, it travels in a state where the holding angles of all the individual sub rolls 52a with respect to the base material 2 are maintained at approximately 180 degrees. In FIG. 4, the diameter of the main roll part 51 (individual main roll 51 a) and the diameter of the individual sub-roll part 52 a are different from each other in order to facilitate understanding of the drawing, and are shown in a different form from the present embodiment. .

このように基材2に対する個別副ロール52aの抱き角が均一となることにより、基材2のピッチの制御が容易となり、容易に基材2のピッチを均一にすることができる。これに対し、主ロール軸53と副ロール軸58とがねじれの関係にある場合は個別主ロール51aおよび個別副ロール52aの配列のピッチを均一にするだけでは基材2に対する個別副ロール52aの抱き角はそれぞれ異なる値となり、基材走行部2aを形成する基材2のピッチを均一にすることができない。したがって、本実施形態のように容易に基材2のピッチを均一にすることが困難である。   Thus, by making the holding angle of the individual sub roll 52a with respect to the base material 2 uniform, the control of the pitch of the base material 2 becomes easy, and the pitch of the base material 2 can be made uniform easily. On the other hand, when the main roll shaft 53 and the sub roll shaft 58 are in a torsional relationship, the individual sub rolls 52a with respect to the substrate 2 can be made uniform only by making the pitch of the arrangement of the individual main rolls 51a and the individual sub rolls 52a uniform. The holding angles are different from each other, and the pitch of the base material 2 forming the base material traveling portion 2a cannot be made uniform. Therefore, it is difficult to make the pitch of the base material 2 uniform easily as in this embodiment.

ここで、本実施形態では、図4に示すように、副ロール軸58は主ロール軸53と平行であるように設けられている。したがって、個別副ロール52aの外周面59上を走行する基材2が主ロール部51から最も離れる点P1〜P5は副ロール軸58に沿って配列され、P1〜P5は、主ロール部51と等距離に位置している。そして、これらP1〜P5と、基材2が主ロール部51の外周面55に接する接点との距離k1〜k5は全て等しい関係(k1=・・・=k5)になる。   Here, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the sub roll shaft 58 is provided so as to be parallel to the main roll shaft 53. Therefore, the points P1 to P5 where the base material 2 traveling on the outer peripheral surface 59 of the individual sub roll 52a is farthest from the main roll portion 51 are arranged along the sub roll shaft 58, and P1 to P5 are connected to the main roll portion 51. Located equidistant. The distances k1 to k5 between P1 to P5 and the contact point at which the base material 2 contacts the outer peripheral surface 55 of the main roll portion 51 are all equal (k1 =... = K5).

これにより、たとえ個別主ロール51aと個別副ロール52aの径が異なっていたとしても、各個別副ロール52aの基材2に対する抱き角は均一となり、個別主ロール51aおよび個別副ロール52aの配列のピッチを均一にすることによって容易に基材走行部2aを形成する基材2のピッチを均一にすることが可能となる。   Thereby, even if the diameters of the individual main rolls 51a and the individual sub-rolls 52a are different, the holding angles of the individual sub-rolls 52a with respect to the base material 2 are uniform, and the arrangement of the individual main rolls 51a and the individual sub-rolls 52a By making the pitch uniform, it becomes possible to easily make the pitch of the base material 2 forming the base material traveling portion 2a uniform.

以上の構成の製膜処理部30によって主ロール部51と副ロール部52との間に基材2が架け渡されて搬送されることにより、主ロール部51と副ロール部52との間に架け渡される複数の基材2の間での張力の差を少なくし、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことができる。具体的には、複数の個別主ロール51aは、駆動装置54に接続されて回転が制御される個別主ロール51aと、駆動装置54に接続されずに自由に回転する個別主ロール51aとを含み、また、それぞれが独立して回転可能であることから、駆動装置54に接続されない個別主ロール51aは駆動装置54に接続された個別主ロール51aの回転に影響されず、その個別主ロール51aに巻回された基材2の張力に応じた回転速度で回転することが可能である。   The base material 2 is bridged and conveyed between the main roll unit 51 and the sub roll unit 52 by the film forming processing unit 30 having the above configuration, so that the main roll unit 51 and the sub roll unit 52 are interposed. It is possible to reduce the difference in tension between the plurality of substrates 2 to be bridged, stabilize the substrate conveyance position, and perform stable substrate processing. Specifically, the plurality of individual main rolls 51 a include an individual main roll 51 a that is connected to the drive device 54 and whose rotation is controlled, and an individual main roll 51 a that rotates freely without being connected to the drive device 54. Moreover, since each can rotate independently, the individual main roll 51a not connected to the drive unit 54 is not affected by the rotation of the individual main roll 51a connected to the drive unit 54, and the individual main roll 51a It is possible to rotate at a rotation speed corresponding to the tension of the wound base material 2.

ここで、仮に図10に示す主ロール部Fのように1本の駆動ロールに基材が複数回巻回される場合、巻回されたそれぞれの基材に対して駆動ロールの回転速度は一律であるため、一部の基材においてたわみがあり基材の張力が不均一であったとしても、主ロール部Fと基材Aとの間の滑りが小さい場合には張力が平準化されず、基材並走部を形成する複数の基材の間で張力が不安定となる。特に、基材2上に薄膜を形成する手段としてプラズマCVD法、スパッタリング、もしくは蒸着などを用いる場合、製膜と同時に基材2が加熱されるため、基材2の温度上昇度に応じて基材2に伸びが生じるため上記のような基材の張力の不均一が生じやすくなる。   Here, if the base material is wound around a single drive roll a plurality of times as in the main roll portion F shown in FIG. 10, the rotational speed of the drive roll is uniform for each wound base material. Therefore, even if there is deflection in some base materials and the tension of the base material is non-uniform, if the slip between the main roll part F and the base material A is small, the tension is not leveled. The tension becomes unstable among the plurality of base materials forming the base material parallel running portion. In particular, when plasma CVD, sputtering, or vapor deposition is used as a means for forming a thin film on the substrate 2, the substrate 2 is heated at the same time as the film formation. Since elongation occurs in the material 2, the above-described non-uniform tension of the base material is likely to occur.

これに対し、本実施形態のように各個別主ロール51aが独立して回転することが可能であり、それぞれの個別主ロール51aに巻回された基材2の張力に応じた回転速度で回転することにより、基材並走部2aを形成する複数の基材2の間で張力が自然に平準化される。すなわち、基材2の一部においてたわみなどが生じたとしても、基材2の張力を平準化させることができる。   On the other hand, each individual main roll 51a can rotate independently like this embodiment, and it rotates with the rotational speed according to the tension | tensile_strength of the base material 2 wound by each individual main roll 51a. By doing, tension | tensile_strength is naturally leveled among the several base materials 2 which form the base material parallel running part 2a. That is, even if a deflection or the like occurs in a part of the substrate 2, the tension of the substrate 2 can be leveled.

さらに、駆動装置に接続されている個別主ロール51aの近傍に張力計56が設けられていることにより、張力計による測定結果をこの個別主ロール51aの回転制御に反映させることにより、この個別主ロール51aに架け渡された基材2をはじめ、基材並走部2aを構成する複数列の基材2全体の張力を正確に制御できるようになる。すなわち、基材2の張力を安定させることが可能である。したがって、基材2の姿勢を常に安定させることができるため、薄膜の形成状態が安定し、基材2上に均質な薄膜を形成することができる。   Further, since the tension meter 56 is provided in the vicinity of the individual main roll 51a connected to the driving device, the result of measurement by the tension meter is reflected in the rotation control of the individual main roll 51a. In addition to the base material 2 laid over the roll 51a, the tensions of the entire plurality of rows of base materials 2 constituting the base material parallel running portion 2a can be accurately controlled. That is, the tension of the base material 2 can be stabilized. Therefore, since the posture of the base material 2 can always be stabilized, the formation state of the thin film is stable, and a homogeneous thin film can be formed on the base material 2.

また、主ロール部51と副ロール部52とがネルソンロールの関係となっていることにより、基材2の幅が個別主ロール51a(個別副ロール52a)の各ロール間のピッチより小さければ、どのような幅の基材2であっても安定して搬送することが可能である。また、ヤング率などの物性についてもさまざまな条件の基材2を同一の製膜用ロール5で搬送することが可能である。   Moreover, if the width | variety of the base material 2 is smaller than the pitch between each roll of the individual main roll 51a (individual sub roll 52a) by the main roll part 51 and the sub roll part 52 having a Nelson roll relationship, It is possible to stably convey the substrate 2 of any width. Further, regarding the physical properties such as Young's modulus, the base material 2 under various conditions can be conveyed by the same film-forming roll 5.

次に、第2の実施形態における個別主ロールの形状について、図5に示す。この実施形態において、個別主ロール51aは、図5の通り、回転軸方向に関して中央に近いほど径が大きくなる形状を有する。いわゆるクラウン形状を有している。このように回転軸方向に関して径が変化する形状にすることにより、個別主ロール51aに巻回されて搬送される基材2は、径の最も大きい中央部に寄る傾向を示す。これにより、個別主ロール51aから基材2が外れることを防止すると同時に、基材並走部2aを形成する基材2のピッチを個別主ロール51aのピッチと同等にすることができ、基材2上に均質な薄膜を形成することができる。   Next, the shape of the individual main roll in the second embodiment is shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 5, the individual main roll 51a has a shape in which the diameter increases as it is closer to the center in the rotation axis direction. It has a so-called crown shape. Thus, the base material 2 wound and conveyed by the individual main roll 51a shows the tendency which approaches the center part with the largest diameter by setting it as the shape from which a diameter changes regarding a rotating shaft direction. Thereby, it is possible to prevent the base material 2 from coming off from the individual main roll 51a, and at the same time, the pitch of the base material 2 forming the base material parallel running portion 2a can be made equal to the pitch of the individual main roll 51a. A homogeneous thin film can be formed on 2.

また、このようなクラウン形状は、個別副ロール52aの形状に採用しても良い。   Moreover, you may employ | adopt such a crown shape as the shape of the separate sub roll 52a.

ここで、クラウン形状のロールは、駆動装置54に接続されていない個別主ロール51aおよび個別副ロール52aのような、いわゆる従動ロールに対して採用することが好ましい。これに対し、駆動装置54に接続されている個別主ロール51aに対しては、基材2に十分駆動力を伝えることができるように個別主ロール51aと基材2との接触面積をできるだけ大きくする必要があり、ロール側面の形状は、回転軸方向に関して径が均一であることが好ましいが、図5のようなクラウン形状であっても基材2に十分駆動力が伝わるのであれば、駆動装置54に接続されている個別主ロール51aもクラウン形状であっても構わない。   Here, it is preferable to employ the crown-shaped rolls for so-called driven rolls such as the individual main rolls 51 a and the individual sub-rolls 52 a that are not connected to the driving device 54. On the other hand, for the individual main roll 51a connected to the drive device 54, the contact area between the individual main roll 51a and the base material 2 is made as large as possible so that a sufficient driving force can be transmitted to the base material 2. As for the shape of the roll side surface, it is preferable that the diameter is uniform in the direction of the rotation axis. However, even if the roll shape is a crown shape as shown in FIG. The individual main roll 51a connected to the device 54 may also have a crown shape.

次に、第3の実施形態における製膜用ロールを図6に示す。この実施形態において、図3に示した製膜用ロール5とは異なり、駆動装置54に接続されていない個別主ロール51aに混ざり、配列の途中にも駆動装置54に接続されている個別主ロール51aが設けられている。すなわち、図6に示す製膜用ロール5は、図3に示した実施形態の製膜用ロール5が複数連結された形態となっている。   Next, the roll for film formation in 3rd Embodiment is shown in FIG. In this embodiment, unlike the film-forming roll 5 shown in FIG. 3, the individual main rolls mixed with the individual main rolls 51 a not connected to the driving device 54 and connected to the driving device 54 in the middle of the arrangement. 51a is provided. That is, the film-forming roll 5 shown in FIG. 6 has a form in which a plurality of film-forming rolls 5 according to the embodiment shown in FIG. 3 are connected.

このようにすることにより、搬送の途中で基材2に駆動力を与えることができるため、個別主ロール51aおよび個別副ロール52aの数が多くなり、個別主ロール51a、個別副ロール52aの外周面55、59における摩擦力および個別主ロール51a、個別副ロール52aの回転部のベアリングにおけるメカニカルロスの合計が大きくなったとしても、基材2にかかる張力が小さい条件でかつ基材2の張力を平準化させながら基材2を搬送させることができる。   By doing in this way, since driving force can be given to substrate 2 in the middle of conveyance, the number of individual main roll 51a and individual subroll 52a increases, and the perimeter of individual main roll 51a and individual subroll 52a Even if the total of the frictional force on the surfaces 55 and 59 and the mechanical loss in the bearings of the rotating parts of the individual main rolls 51a and individual sub-rolls 52a is increased, the tension applied to the substrate 2 is small and the tension of the substrate 2 is increased. The substrate 2 can be transported while leveling.

ここで、以上の説明にかかる製膜用ロール5は、個別副ロール52aが一列に並んだ構成で説明を行っているが、これに限らない。図7に本発明の第4の実施形態を示す。この実施形態における製膜用ロール5では、主ロール軸53に平行な副ロール軸58aに沿って配列された複数の個別副ロール52aの組と、主ロール軸53に平行であり主ロール軸53との距離が副ロール軸58aと異なる副ロール軸58bに沿って配列された複数の個別副ロール52aの組とが設けられているが、このような構成であっても良い。これにより、少なくとも副ロール軸58aに沿って配列された各個別副ロール52aにおいてピッチを均一にすることが可能であり、また、副ロール軸58bに沿って配列された各個別副ロール52aにおいてピッチを均一にすることが可能である。   Here, the film-forming roll 5 according to the above description has been described with a configuration in which the individual sub-rolls 52a are arranged in a line, but the present invention is not limited thereto. FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. In the film-forming roll 5 in this embodiment, a set of a plurality of individual sub-rolls 52 a arranged along a sub-roll axis 58 a parallel to the main roll axis 53 and the main roll axis 53 are parallel to the main roll axis 53. And a set of a plurality of individual sub-rolls 52a arranged along a sub-roll shaft 58b different from the sub-roll shaft 58a. However, such a configuration may be used. Thereby, it is possible to make the pitch uniform in at least the individual sub-rolls 52a arranged along the sub-roll shaft 58a, and the pitches in the individual sub-rolls 52a arranged along the sub-roll shaft 58b. Can be made uniform.

また、この実施形態においては、個別副ロール52aの径が個別主ロール51aの径と同一であることがさらに好ましい。こうすることにより、副ロール軸58aに沿って配列された個別副ロール52aの抱き角も副ロール軸58bに沿って配列された個別副ロール52aの抱き角も180度で同一となり、主ロール部51との距離が異なっていても全ての個別副ロール52aの搬送位置を容易に安定させることができる。   In this embodiment, it is more preferable that the diameter of the individual sub roll 52a is the same as the diameter of the individual main roll 51a. By doing so, the holding angle of the individual sub-rolls 52a arranged along the sub-roll shaft 58a and the holding angle of the individual sub-rolls 52a arranged along the sub-roll shaft 58b are also the same at 180 degrees, and the main roll portion Even if the distance to 51 is different, the transport positions of all the individual sub-rolls 52a can be easily stabilized.

以上の基材搬送処理装置により、ロールトゥロールを用いた基材搬送処理装置において、複数列で走行するそれぞれの基材に生じる張力の乱れを抑えることができ、基材搬送位置を安定させて、安定した基材処理を行うことが可能である。   With the above-mentioned base material transport processing device, in the base material transport processing device using roll-to-roll, it is possible to suppress the disturbance of tension generated in each base material traveling in a plurality of rows, and to stabilize the base material transport position. It is possible to perform stable substrate processing.

なお、上記の説明では、複数の個別主ロール51aの中に駆動装置54に接続されている個別主ロール51aが設けられている形態について説明を行ったが、複数の個別主ロール51aが全て駆動装置54に接続されていない個別主ロール51aであっても構わない。この場合、駆動装置に接続された搬送ロールが主ロール部51と副ロール部52とで形成された製膜用ロール5の上流もしくは下流に設けられることになる。   In the above description, the form in which the individual main rolls 51a connected to the driving device 54 are provided in the plurality of individual main rolls 51a has been described, but the plurality of individual main rolls 51a are all driven. It may be an individual main roll 51 a that is not connected to the device 54. In this case, the transport roll connected to the driving device is provided upstream or downstream of the film-forming roll 5 formed by the main roll portion 51 and the sub roll portion 52.

また、上記の説明では、主ロール部51と副ロール部52とが高さ方向において水平に配置されている場合について説明したが、主ロール部51と副ロール部52とが高さ方向において鉛直方向に配置されているものであってもよい。   In the above description, the case where the main roll portion 51 and the sub roll portion 52 are horizontally arranged in the height direction has been described. However, the main roll portion 51 and the sub roll portion 52 are vertical in the height direction. It may be arranged in a direction.

1 太陽電池モジュール
2 基材
2a 基材並走部
3a 下部電極層
3b 光電変換層
3c 上部電極層
4 太陽電池セル
4’ 太陽電池セル母材
5 製膜用ロール
6 材料供給部
10 送出ロール部
11 送出ロール
20 巻取ロール部
21 巻取ロール
30 製膜処理部(基材処理部)
31 チャンバー
31a 入口部
31b 出口部
51 主ロール部
51a 個別主ロール
52 副ロール部
52a 個別副ロール
53 主ロール軸
54 駆動装置
55 外周面
56 張力計
57 回転軸(個別副ロールの回転軸)
58 副ロール軸
58a 副ロール軸
58b 副ロール軸
59 外周面
A 基材
B 送出ロール
C 巻取ロール
D 製膜処理部
D1 チャンバ
D2 ロール部
F 主ロール部
f 回転軸
G 副ロール部
g 回転軸
H 基材供給部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell module 2 Base material 2a Base material parallel part 3a Lower electrode layer 3b Photoelectric conversion layer 3c Upper electrode layer 4 Solar cell 4 'Solar cell base material 5 Film-forming roll 6 Material supply part 10 Sending roll part 11 Delivery roll 20 Winding roll part 21 Winding roll 30 Film-forming treatment part (base material treatment part)
31 Chamber 31a Inlet part 31b Outlet part 51 Main roll part 51a Individual main roll 52 Sub roll part 52a Individual sub roll 53 Main roll shaft 54 Drive device 55 Outer peripheral surface 56 Tension meter 57 Rotating shaft (Rotating shaft of individual sub roll)
58 Sub roll shaft 58a Sub roll shaft 58b Sub roll shaft 59 Outer peripheral surface A Substrate B Delivery roll C Winding roll D Film-forming processing part D1 Chamber D2 Roll part F Main roll part f Rotating shaft G Sub roll part g Rotating shaft H Substrate supply unit

Claims (4)

薄板長尺体の基材を送出ロール部から巻取ロール部に基材処理部を通過させて連続的に搬送し、前記基材処理部により搬送中の基材に所定の処理を行って、基材の表面を処理する基材搬送処理装置であって、
前記基材処理部は、互いに対向して配置され、前記基材が複数回架け渡されることにより複数の基材が走行する基材並走部を形成する主ロール部と副ロール部とを有しており、
前記主ロール部および前記副ロール部は、前記基材並走部の基材に応じた複数の個別主ロールおよび個別副ロールを有し、
複数の前記個別主ロールは、回転軸の方向が全て同一でありかつ配列方向が当該回転軸の方向となるように配置されて、それぞれが独立して回転可能であり、
複数の前記個別副ロールは、その配列方向が前記主ロール部の回転軸の方向と平行になるように配置され、かつ、それぞれの前記個別副ロールの回転軸は、前記主ロール部の回転軸の方向に対して傾斜して配置されて、それぞれが独立して回転可能であり、
複数の前記個別主ロールは、駆動装置からの駆動力は伝達されずに自由に回転する前記個別主ロールを含むことを特徴とする、基材搬送処理装置。
The base material of the thin sheet long body is continuously conveyed by passing the base material processing part from the feed roll part to the take-up roll part, and a predetermined process is performed on the base material being transported by the base material processing part, A substrate transport processing device for processing the surface of a substrate,
The base material processing unit is disposed to face each other, and has a main roll unit and a sub roll unit that form a base material parallel running unit in which a plurality of base materials travel by the base material being spanned multiple times. And
The main roll part and the sub roll part have a plurality of individual main rolls and individual sub rolls according to the base material of the base material parallel running part,
The plurality of individual main rolls are arranged so that the directions of the rotation axes are all the same and the arrangement direction is the direction of the rotation axes, and each of them can be independently rotated,
The plurality of individual sub-rolls are arranged so that the arrangement direction thereof is parallel to the direction of the rotation axis of the main roll unit, and the rotation axis of each individual sub-roll is the rotation axis of the main roll unit Are inclined with respect to each other direction, and each is independently rotatable,
The plurality of individual main rolls include the individual main rolls that freely rotate without transmitting a driving force from a driving device.
駆動装置から駆動力が伝達される前記個別主ロールの近傍には、基材にかかる張力を測定する張力測定手段が設けられていることを特徴とする、請求項1に記載の基材搬送処理装置。   The base material conveyance process according to claim 1, wherein a tension measuring means for measuring a tension applied to the base material is provided in the vicinity of the individual main roll to which the driving force is transmitted from the driving device. apparatus. 駆動装置からの駆動力は伝達されずに自由に回転する前記個別主ロールは、クラウン形状を有することを特徴とする、請求項1もしくは2のいずれかに記載の基材搬送処理装置。   The base material conveyance processing apparatus according to claim 1, wherein the individual main roll that freely rotates without being transmitted with a driving force from the driving apparatus has a crown shape. 前記個別副ロールは、クラウン形状を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の基材搬送処理装置。   The substrate transport processing apparatus according to claim 1, wherein the individual sub-roll has a crown shape.
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