JP3093481B2 - 基板の保持手段 - Google Patents

基板の保持手段

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康行 荒井
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は可撓性を持つ基板材料上に
被膜形成等の処理を行う際の基板を保持する手段に関す
る。特に固体基板に代わって可撓性を持つ有機フィルム
を使用して太陽電池等を形成する際に必要となる基板保
持手段に関する。
【0002】
【従来の技術】電子・電気部品等の小型化、薄型化さら
には軽量化への市場の要求が高まり、これら部品を構成
する材料も多種多様なものが使用され始めている。太陽
電池等の光電変換装置もこの例外ではなく、様々な仕様
の装置が提案されている。この中で、基板材料として可
撓性(フレキシブル)を持つ有機フィルムや金属薄板を
使った薄型で軽量のものが、他の電気製品、産業機械製
品等への応用を前提として、注目されはじめている。
【0003】従来では、このような可撓性を持つ材料を
基板材料として光電変換装置を作製する場合は基板のハ
ンドリングが問題となっていた。特に、化学的気相法等
によってこの基板上に半導体被膜等を形成する場合に基
板の可撓性が問題となる。そのため、このような基板を
使用する際には、その生産設備を他の固体基板を使用す
る際とは異なり、特別に基板を保持する手段が必要とさ
れていた。
【0004】この保持する方法としては、ロール・ツー
・ロールと呼ばれる方式が一般に広く利用されていた。
このロール・ツー・ロール方式とは、可撓性基板をロー
ルに巻いた状態から引き出して、基板処理装置あるいは
基板処理室に可撓性基板を供給し、処理を行なった後に
再びロールに巻き取る方式の基板の保持および供給手段
のことである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなロール・
ツー・ロール方式を採用する場合、一般的な固体基板を
使用した作製装置を使用することはできず、新たにこの
方式専用の装置および生産ラインを設ける必要がある。
製品のコストを考慮した場合、生産設備投資は極力少な
く抑える必要があるため、基板の種類が異なっても、共
通の製造設備で生産できることが好ましい。
【0006】逆に、固体基板と同じ製造設備を使用しよ
うとした場合、可撓性基板を所定の寸法に切断し、基板
支持板に張りつけたり、固体基板上に樹脂層を形成し
て、被膜形成等の処理を行なった後に固体基板より樹脂
層を剥がして、フィルム化する等の方法が考えられる
が、何れの場合も基板ハンドリングに難点があり、非常
に作業性が悪かった。
【0007】さらにまた、半導体膜をこれら基板上に形
成する場合には、被形成基板を加熱する必要がある。前
述のように可撓性基板を所定の基板寸法に切断して利用
する場合、この加熱処理によって、可撓性基板に反りや
カールが発生し、裏面への成膜や基板の反りのため、膜
の剥離等が発生する問題があった。
【0008】また、ロール・ツー・ロール方式にて、複
数の基板処理を連続して行なう際には、基板が各処理領
域に渡って繋がっているために、各処理間の十分な遮蔽
を行なうことができず、不純物の混入等の問題により、
性能および信頼性の低下という問題が発生していた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものであり、可撓性基板を一般的な固体基板と同様
に扱えるような、基板保持手段を提供するものである。
可撓性を持つ基板の少なくとも一部を挟持する第1の支
持部と基板をはさんで対向するような位置に可撓性基板
に張力を与えるように設けられた第2の支持部を有する
基板保持手段であって、第1の支持部をガイドレールに
よって支えることで、第2の支持部の自重が可撓性基板
に加わりこれによって、可撓性基板に張力を与えるもの
である。
【0010】また、可撓性を持つ基板の少なくとも一部
を挟持する第1の支持部と基板をはさんで対向するよう
な位置に可撓性基板に張力を与えるように設けられた第
2の支持部を有する基板保持手段であって、第1の支持
部をガイドレールによって支え、第1の支持部から伸び
た腕によって、第2の支持部を第1の支持部から所定の
距離離すように維持されることによって、可撓性の基板
に張力を与え、一般的な固体基板と同様に扱えるよう
な、基板保持手段である。
【0011】可撓性の基板の少なくとも一部を挟持する
方法としては、図3にその部分の拡大概略図を示してい
る。図3(A)は支持部2は2つの挟み板を分割してい
るものである。可撓性基板1に孔をあけその孔に対応す
る部分に挟み板の一方32からピン34を通して、可撓
性基板1と挟み板32との位置を合わせ、他方の挟み板
33と一方の挟み板32とを螺子あるいはクランプ等で
固定して、可撓性基板を挟持する方法を示している。
【0012】図3(B)は2つの挟み板32、33に各
々対応する位置に凹部35あるいは凸部36を設け、可
撓性基板1と挟み板32、33との位置を合わせ、両方
の挟み板で挟み込み、これらをクランプ37等で固定し
て、可撓性基板を挟持する方法を示している。
【0013】図3(C)は2つの挟み板32、33を一
体に設けている。但し、一方の挟み板例えば33け、他
方の挟み板32に対して、挟み面が平行ではなく、基板
挿入口付近が狭くなるように斜めに設けられている。ま
た、この挟み板32と33の間には円柱状のロール38
が入れられている。可撓性基板1は挟み板32、33と
の位置を合わせ、下方の挿入口よりこの間に挿入したの
ち、一度下方に引出して、挟み板が斜めに設けられてい
るため、ロールで固定される。このようにして可撓性基
板を挟持する方法も使用可能である。
【0014】上記のような可撓性基板の挟持方法以外に
も様々な構造が使用可能である。また、通常使用される
可撓性基板の外形は4角形が使用されるこのような場
合、できるだけ、4角形の一辺の大半を挟み板で挟持す
ることが好ましい。即ち、挟み板の長さが、基板の一辺
の長さに近いか、それ以上の長さであると可撓性基板の
全面に渡って、張力を与えることができ、基板の端部付
近でも基板のたわみのない状態で保持できるからであ
る。しかしながら特にこの構成に限定されることなく、
広い面にわたって基板に張力を与えることができるもの
であれば、その他の構成でも構わない。当然ながら、基
板の外形は4辺形に限定されることはない。
【0015】このような構成の基板支持部の第1の支持
部4をレール3に固定する。その結果、可撓性基板1は
第2の支持部5によって張力を与えられ、固体基板と同
様にたわみのない平面を維持して、基板処理をうけるこ
とができる。また、可撓性基板を複数枚一度に処理、保
管または移動をする場合には、レール3に固定あるいは
吊り下げる第1の支持部および基板を複数枚、所定の間
隔を設ければ、一度に複数枚の処理、保管または移動が
可能である。すなわち、書類の保管等で行われているハ
ギングフォルダーシステムのように、ハンガーレールに
複数のハンガーフォルダー、本発明の場合はレールに複
数の基板支持部と基板をつりさげることで、可能であ
る。
【0016】この基板支持部の材質としては、金属、有
機樹脂あるいはセラミックス等のほぼどのような材料で
も使用可能であるが、基板を保持した後に行われる処
理、あるいは保管の雰囲気によって、この支持部が変
形、損傷あるいは溶解されないような材料を選んで使用
することが好ましい。特に加熱あるいは低温での処理
等、可撓性基板が伸縮するような状況下で使用する場合
には、できるだけ基板と同じかあるいは基板とよく似た
傾向を示す材料を選ぶことが好ましい。例えば、可撓性
基板が有機樹脂のばあいは支持部の材料として、同じ有
機樹脂である、弗素樹脂の材料を使用する等の配慮があ
ればより基板保持の状態を良好に行うことができる。
【0017】
【実施例】
『実施例1』 図1に本実施例の基板保持手段を示す。
厚さ200μmで200mm×260mmの寸法のPE
Tフィルムを可撓性の基板1として、これを2枚重合わ
せて、第1の支持部4に挟持してある。この挟持方法は
図3の(A)の方法を採用して、固定してある。一方、
可撓性基板1の他端にも同様の挟持方法にて、第2の支
持部5を設けてある。これらの支持部はテトラフルオロ
エチレン樹脂で構成し、300℃程度の温度までは加熱
処理可能となっている。
【0018】このような第1の支持部4にはレールに吊
り下げることができるように溝6が形成されており、2
本のレール7にこの溝6を合わせて吊り下げ、第2の支
持部5の自重によって、基板1に張力を与え、基板の曲
げ、たわみ等のない、基板保持を実現するものである。
【0019】本実施例の場合、第2の支持部の重量は約
150gとした。この重量が増せば基板に与える張力は
増すが、基板自身が伸縮するような、有機フィルムの場
合には、フィルムの厚さ、寸法および基板保持の際の雰
囲気温度によって、この重量を調整する必要がある。あ
まりにも重すぎると、基板はたわまないが、基板の寸法
が基板処理の前後で変化する可能性があるためである。
【0020】また、複数の基板を保持する場合は前述の
如く、このレールに複数の支持部と基板を吊り下げれば
よいが、この複数の基板を移動または搬送する場合に
は、基板どおしがぶつかり損傷することが有る。そのた
め、第1の支持部および/または第2の支持部どうしを
金具あるいは冶具等で固定し、基板の間隔を一定に保持
することで、従来の固体基板同様の扱いで基板の移動、
搬送および処理を行うことができる。
【0021】『実施例2』図2に本実施例の基板保持手
段を示す。厚さ250μmで200mm×520mmの
寸法のPETフィルムを可撓性の基板1として、これを
半分におり2枚重合わせて、その一端を第1の支持部4
に挟持してある。この挟持方法は図3の(B)の方法を
採用して、固定してある。一方、可撓性基板1は折り曲
げてあるので、他方の折り曲げ部には第2の支持部5と
して、円柱状の金属棒を設けている。
【0022】このような第1の支持部4にはレールに吊
り下げることができるように溝6が形成されており、2
本のレール7にこの溝6を合わせて吊り下げ、第2の支
持部5の自重によって、基板1に張力を与え、基板の曲
げ、たわみ等のない、基板保持を実現するものである。
また、基板処理の際に基板の裏面に処理が及ぶことが不
要な場合には、この第2の支持部の円柱の直径を小さく
し、基板の間隔をより狭くすることができる。本実施例
の場合、実施例1比べて、同じ外形、同じ専有容積で2
倍の長さを可撓性基板を保持することができた。
【0023】『実施例3』図4に本実施例の基板保持手
段を示す。厚さ200μmで200mm×520mmの
寸法のPETフィルムを可撓性の基板1として、これを
半分におり2枚重合わせて、その両端を第1の支持部4
4に挟持してある。この挟持方法は図3の(B)の方法
を採用して、固定してある。一方、可撓性基板1は折り
曲げてあるので、他方の折り曲げ部には第2の支持部4
5として、円柱状の金属棒を設けている。
【0024】このような第2の支持部45には第1の支
持部44より腕40が伸びており、第2の支持部45を
所定の距離に離すように固定されている。この第2の支
持部45が腕40によって、第1の支持部44とは反対
方向に力をくわえられている為これにより、可撓性基板
1はたえず張力を与えられ続けている。また、基板処理
の際に基板の裏面に処理が及ぶことが不要な場合には、
この第2の支持部の円柱の直径を小さくし、基板の間隔
をより狭くすることができる。
【0025】本実施例の場合、実施例1比べて、同じ外
形、同じ専有容積で2倍の長さを可撓性基板を保持する
ことができた。また、本実施例では第2の支持部45の
自重を利用していないので、基板を鉛直面以外の方向に
保持することも可能であり、基板の搬送、移動の際に、
よりフレキシビリィティがある。
【0026】この第1の支持部44と第2の支持部45
とをつなぐ腕40は電車のパンタグラフのように任意の
距離に設定可能なようにすることが可能で、このように
することで基板の長さを任意に変更することが可能とな
った。
【0027】
【発明の効果】本発明により、基板支持部を固定するだ
けで、可撓性基板はそり、曲げまたはたわみのない状態
で保持できるようになり、従来から使用されていた固体
基板と同様の基板搬送、処理を行うことができ、製造設
備の共通化ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基板保持手段の一例を示す
【図2】本発明の基板保持手段の他の例を示す
【図3】本発明の基板保持手段の基板挟持方法の例を示
す。
【図4】本発明の基板保持手段の他の例を示す
フロントページの続き (72)発明者 阿部 雅芳 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 審査官 守安 太郎 (56)参考文献 特開 昭58−43509(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/50 H01L 21/68 H01L 21/205 H01L 21/31 H01L 31/04 C23C 16/00 C30B 25/00 B65H 1/00 B65H 5/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可撓性を持つ基板の少なくとも一部を挟持
    する第1の支持部と基板をはさんで対向するような位置
    に可撓性基板に張力を与えるように設けられた第2の支
    持部を有する基板保持手段であって、第1の支持部をガ
    イドレールによって支えることにより、第2の支持部の
    自重により、可撓性基板に張力を与えながら基板を保持
    する基板の保持手段。
  2. 【請求項2】可撓性を持つ基板の少なくとも一部を挟持
    する第1の支持部と基板をはさんで対向するような位置
    に可撓性基板に張力を与えるように設けられた第2の支
    持部を有する基板保持手段であって、第1の支持部をガ
    イドレールによって支え、第1の支持部から伸びた腕に
    よって、第2の支持部を第1の支持部から所定の距離離
    すように維持されることによって、可撓性基板に張力を
    与えながら基板を保持する基板の保持手段。
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