JP5880553B2 - 薄膜ガラスの搬送方法及び搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は薄膜ガラスの搬送方法及び搬送装置に関する。

近年、薄型ＴＶ需要の高まりに伴い、液晶・プラズマ・有機エレクトロルミネッセンス・フィールドエミッション等、各種方式のディスプレイ技術が開発されている。これら表示方式の異なる何れのディスプレイにおいても、透明電極は必須の構成技術となっている。また、テレビ以外でも、タッチパネルや携帯電話、電子ペーパー、各種太陽電池、各種エレクトロルミネッセンス調光素子においても、透明電極は欠くことのできない技術要素となっている。

従来、透明電極としては、薄膜ガラス上にインジウム−スズの複合酸化物（ＩＴＯ）膜を真空蒸着法やスパッタリング法で製膜したＩＴＯ透明電極が主に使用されている。薄膜ガラスは薄型化を進めることで可撓性が高められている。可撓性があることでロールトゥロールでの搬送が可能となり、結果としてデバイスの連続生産が可能となっている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−１３２３５号公報

ところで、搬送装置の小型化を図るために薄膜ガラスの搬送経路を蛇行させることが考えられる。こうした場合、どうしても薄膜ガラスを一時的にも曲げなければならず、その曲げた箇所で薄膜ガラスにクラックが発生するおそれがあった。これを防止すべく、例えば特許文献１では、薄膜ガラスに対して樹脂フィルムをラミレートして強度を高めた状態で搬送する技術が記載されている。しかしながら、ガラスのメリットでもある耐熱性が損なわれてしまうだけでなく、ガラスと樹脂とで線膨張係数の違いがあることから新たな応力発生に伴う破損が懸念される。
本発明の課題は、装置の小型化を図りつつも、薄膜ガラス単体をロールトゥロールで搬送する際に生じる破損を防止することである。

請求項１記載の発明は、
薄膜ガラスをロールトゥロールで搬送する薄膜ガラスの搬送方法において、
前記薄膜ガラスの搬送経路のうち、曲がった部分の環境を相対湿度１０％ＲＨ以下とすることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
前記曲がった部分の環境を相対湿度１％ＲＨ以下とすることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
前記曲がった部分の環境での相対湿度調整は、当該環境に対してドライエアーを吹き付けることで行うことを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
前記曲がった部分を通過する前に前記薄膜ガラスを乾燥処理することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
前記薄膜ガラスの乾燥処理は、前記薄膜ガラスにドライエアーを吹き付けることで行うことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項４記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
前記薄膜ガラスの乾燥処理は、水分置換法によって行うことを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
前記薄膜ガラスの厚みは２００μｍ以下であることを特徴としている。

請求項８記載の発明は、
薄膜ガラスをロールトゥロールで搬送する薄膜ガラスの搬送装置において、
前記薄膜ガラスの搬送経路のうち、曲がった部分の環境を相対湿度１０％ＲＨ以下とすることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
前記曲がった部分の環境を相対湿度１％ＲＨ以下とすることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項８又は９に記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
前記曲がった部分の環境での相対湿度調整は、当該環境に対してドライエアーを吹き付けることで行うことを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
前記曲がった部分を通過する前に前記薄膜ガラスを乾燥処理する乾燥処理手段を有することを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
前記乾燥処理手段は、前記薄膜ガラスにドライエアーを吹き付けることで前記薄膜ガラスに乾燥処理を施すことを特徴としている。

請求項１３記載の発明は、請求項１１記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
前記乾燥処理手段は、水分置換法によって前記薄膜ガラスに乾燥処理を施すことを特徴としている。

請求項１４記載の発明は、請求項８〜１３のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
前記薄膜ガラスの厚みは２００μｍ以下であることを特徴としている。

本発明によれば、装置の小型化を図りつつも、薄膜ガラス単体をロールトゥロールで搬送する際に生じる破損を防止することができる。

本実施形態に係る薄膜ガラスの搬送装置の概略構成を示す説明図である。 本実施形態に係る薄膜ガラスの搬送装置の変形例を示す説明図である。 実施例で用いたテスト用の搬送装置の概略構成を示す説明図である。 実施例で用いた他のテスト用の搬送装置の概略構成を示す説明図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

図１は本実施形態に係る薄膜ガラスの搬送装置の概略構成を示す正面図である。この図１に示すように、薄膜ガラスの搬送装置１は、ロール状に巻かれた厚さ２００μｍ以下の薄膜ガラス２を回転自在に保持する引出部３と、薄膜ガラス２をロール状に巻き取る巻き取り部４とを備えており、これにより薄膜ガラス２をロールトゥロールで搬送できるようになっている。引出部３と、巻き取り部４との間には、薄膜ガラス２に対して種々の処理を行う各工程部５，６，７，８が設けられている。

搬送方向の最も上流に位置する第一工程部５では、薄膜ガラス２を洗浄する処理が実行される。第一工程部５の直下流に位置する第二工程部６では、ＨＦＥやＩＰＡ等の水分置換法によって薄膜ガラス２に乾燥処理を施す。そして、第二工程部６の直下流に位置する第三工程部７では、薄膜ガラス２に対してドライエアーを吹き付けることで乾燥処理を施す。ここで、各工程部５，６，７においては、薄膜ガラス２が外部に露出しないようにカバー９によって覆われている。また、第一工程部５〜第三工程部７までの間は、薄膜ガラス２が平坦性を維持したまま搬送されるようになっている。つまり、第二工程部６及び第三工程部７は、薄膜ガラス２の搬送経路のうち、曲がった部分を通過する前に薄膜ガラス２を乾燥処理する乾燥処理手段である。

第四工程部８は、第三工程部７の直下流に配置されている。この第四工程部８では、ラミレート工程や、印刷工程、成膜工程、切断工程などの少なくとも一つの処理が薄膜ガラス２に対して実行されるようになっている。第四工程部８には、薄膜ガラス２を蛇行させるための複数の蛇行用ローラ８１が搬送方向に沿って千鳥状となるように配置されている。また、第四工程部８は薄膜ガラス２が露出しないようにカバー１０によって覆われている。このカバー１０には、上流側にドライエアーが供給される供給口１１が設けられていて、下流側に排気口１２が設けられている。供給口１１には、ドライエアーを噴出する乾燥手段（図示省略）が接続されており、乾燥手段から噴出されたドライエアーは供給口１１から第四工程部８のカバー１０内部を通過して排気口１２から排出される。これにより、第四工程部８の内部、つまり薄膜ガラス２の搬送経路のうち、曲がった部分の環境の相対湿度を調整することができる。

ここで、第四工程部８の内部は、大気圧であってもいいし、真空環境であってもよい。
また、ドライエアーは空気に限ったものではなく、例えばＮ_２等の不活性ガスであっても構わない。ドライエアーはＵＬＰＡフィルター等のパーティクル除去エアーであることが好ましい。ドライエアーを供給する乾燥手段は、デシカントロータ式除湿装置であることが好ましい。

そして、第四工程部８の環境は相対湿度４０％ＲＨ以下となるように、乾燥手段の出力値を設定している。本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、薄膜ガラス２のクラックの成長は、応力だけでなくその周囲の湿度に影響することを見出した。クラック内に水分が浸透した状態で薄膜ガラス２を曲げてしまうとクラックの成長が進行してしまう。しかしながら、上述したように相対湿度４０％ＲＨ以下であれば、薄膜ガラス２を曲げて搬送したとしても、クラックの成長を十分に抑制することができる。
なお、第四工程部８の環境としてより好ましいのは相対湿度１０％ＲＨ以下であり、さらに好ましいのは相対湿度１％ＲＨ以下である。

次に、本実施形態の搬送方法について説明する。
まず、引出部３から搬送された薄膜ガラス２は、第一工程部５を通過することで平坦性を維持したまま洗浄される。その後、薄膜ガラス２は第二工程部６を通過することで平坦性を維持したまま水分置換法が施される。そして、薄膜ガラス２は第三工程部７を通過することで平坦性を維持したまま乾燥される。
薄膜ガラス２は第四工程部８に進入すると、蛇行するように搬送されながら、所定の処理が施される。このとき、第四工程部８の内部環境は、相対湿度４０％以下に設定されているので、薄膜ガラス２の搬送経路のうち、曲がった部分の環境が相対湿度４０％ＲＨ以下となり、蛇行したとしても薄膜ガラス２にクラックが生じることが防止されている。そして、所定の処理が施された薄膜ガラス２は、巻き取り部４によってロール状に巻き取られる。

以上のように、本実施形態によれば、薄膜ガラス２の搬送経路のうち、曲がった部分の環境を相対湿度４０％ＲＨ以下の低湿度環境として薄膜ガラス２にクラックが発生することを防止しているので、樹脂等を薄膜ガラスにコーティングしなくとも搬送経路を蛇行させることが可能となる。これにより、蛇行させる経路も含めることが可能となるので、全体を平坦なままで搬送する場合と比較しても、搬送装置１の全体を小型化することができる。したがって、装置の小型化を図りつつも、薄膜ガラス２単体をロールトゥロールで搬送する際に生じる破損を防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。なお、以下の説明において上記実施形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
例えば、上記実施形態では第四工程部８のみの相対湿度を調整可能としているが、引出部３や巻き取り部４をカバーで覆ってこれらの相対湿度も調整可能とすることも可能である。こうした場合、引出部３や巻き取り部４においても低湿度環境にすることが好ましい。

また、上記実施形態では、第四工程部８の全体を低湿度環境にした場合を例示して説明したが、薄膜ガラス２の搬送経路のうち曲がった部分のみを低湿度環境にすることも可能である。例えば、図２に示す搬送装置１Ａのように、各蛇行用ローラ８１の周囲をカバー１３で囲み、それらカバー１３内の環境をドライエアーの吹き付けを用いて湿度調整可能とすることで、曲がった部分のみを低湿度環境にすることが可能である。なお、カバー１３で覆わなくとも、搬送経路が曲がった部分における薄膜ガラス２の縁にドライエアーを吹き付けて乾燥させる手法を用いてもよい。これはクラックが薄膜ガラス２の縁に最も発生しやすいためである。

［実施例］
以下、図３に示すテスト用の搬送装置１００を用いて厚みの異なる薄膜ガラス２を一部曲げながら搬送した場合の実験結果を示す。
まず、テスト用の搬送装置１００について説明する。この搬送装置１００には、ロール状に巻かれた薄膜ガラス２を回転自在に保持する引出部１０３と、薄膜ガラス２をロール状に巻き取る巻き取り部１０４とを備えている。引出部１０３に巻かれた薄膜ガラス２は、幅３００ｍｍ、長さ５０ｍのシート状部材であり、全てが巻かれた状態であると外径が５００ｍｍとなっている。
引出部１０３と、巻き取り部１０４との間には、薄膜ガラス２を蛇行させる蛇行搬送部１０５が設けられている。蛇行搬送部１０５には、薄膜ガラス２を蛇行させるための複数の蛇行用ローラ１０６が搬送方向に沿って千鳥状となるように配置されている。複数の蛇行用ローラ１０６のうち、上流側から順に第一ローラ１０６ａ、第二ローラ１０６ｂ、第三ローラ１０６ｃ、第四ローラ１０６ｄ、第五ローラ１０６ｅとすると、第一ローラ１０６ａの直径は４００ｍｍ、第二ローラ１０６ｂの直径は２００ｍｍ、第三ローラ１０６ｃの直径は１００ｍｍ、第四ローラ１０６ｄの直径は１０ｍｍ、第五ローラ１０６ｅの直径は４００ｍｍである。各蛇行用ローラ１０６間のフリースパン長さは１２００ｍｍであり、中間の蛇行用ローラ１０６の抱角は１８０度である。また、各蛇行用ローラ１０６は、ＳＵＳから形成されていて、その表面粗さが０．８ｓとなるように表面にＨＣｒメッキが施されている。また、搬送時における張力は５０Ｎ／ｍ幅であり、搬送速度は２ｍ／ｍｉｎに設定されている。

そして、下方に配置された第一ローラ１０６ａ、第三ローラ１０６ｃ及び第五ローラ１０６ｅはカバー１０７により囲まれている。同様に上方に配置された第二ローラ１０６ｂ及び第四ローラ１０６ｄはカバー１０８により囲まれている。これらカバー１０７，１０８内の環境は、ドライエアーの吹き付け又は水分置換法を用いて湿度調整可能となっており、これにより曲がった部分のみを低湿度環境にすることが可能である。

薄膜ガラス２は無アルカリガラスであり、それぞれの厚みは、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍである。
これら各厚みの薄膜ガラス２を引出部１０３から蛇行搬送部１０５を介して巻き取り部１０４まで搬送し、５０ｍ全て巻き取った際の破断発生の有無及び破断を発生させた蛇行用ローラ１０６の直径を確認した。
各条件及び実験結果を表１に示す。

表１の結果欄において「×」は直径４００ｍｍの蛇行用ローラ１０６で薄膜ガラス２が破断した場合を示している。また、「△」は直径２００ｍｍの蛇行用ローラ１０６で薄膜ガラス２が破断した場合を示している。「○」は直径１００ｍｍの蛇行用ローラ１０６で薄膜ガラス２が破断した場合を示している。「○○」は直径１０ｍｍの蛇行用ローラ１０６で薄膜ガラス２が破断した場合を示している。「○○○」は破断なしを示している。

表１に示すように、相対湿度が４０％ＲＨよりも大きい場合はいずれの厚みも結果が「×」となっているが、４０％ＲＨ以下の場合はいずれの厚みにおいても「×」という結果はでていない。また、相対湿度が低くなればなるほど評価が高まっているが、特にいずれの厚みの薄膜ガラス２においても１０％ＲＨ、１％ＲＨを境目に評価が高まっている。
また、厚みが２５０μｍの薄膜ガラス２では相対湿度が１０％ＲＨであると「△」という結果が得られ、厚みが３００μｍの薄膜ガラス２では相対湿度が１％ＲＨでも「△」という結果が得られている。一方、２００μｍの厚みの薄膜ガラス２では、相対湿度が１０％ＲＨならば「○○」という結果で、相対湿度が１％ＲＨならば「○○○」という結果が得られている。薄膜ガラス２の厚みが薄くなるとより好結果が得られている。これらのことから、薄膜ガラス２の厚みは２００μｍ以下であることが好ましいことが分かる。

次に、図４に示すテスト用の搬送装置２００を用いて厚みが１００μｍの薄膜ガラス２を一部曲げながら搬送した場合の実験結果を示す。
まず、テスト用の搬送装置２００について説明する。この搬送装置２００は、搬送装置１００の引出部１０３と、蛇行搬送部１０５との間に、薄膜ガラス２を洗浄する洗浄部１０９と、洗浄部１０９により洗浄された薄膜ガラス２に乾燥処理を施す乾燥処理部１１０とが設けられたものである。搬送装置１００と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
そして、カバー１０７，１０８内の環境を相対湿度１０％ＲＨに設定し、乾燥処理部１１０での乾燥方法を、「実施せず」、「ドライエアー吹き付け」、「ＩＰＡによる水分置換」、「ＨＦＥによる水分置換」の４条件のそれぞれで、薄膜ガラス２を引出部１０３から蛇行搬送部１０５を介して巻き取り部１０４まで搬送し、５０ｍ全て巻き取った際の破断発生の有無及び破断を発生させた蛇行用ローラ１０６の直径を確認した。
各条件及び実験結果を表２に示す。なお、実験結果の評価については表１の場合と同じである。

表２に示すように、「実施せず」では結果が「△」となっているが、乾燥を施すことで高評価になっていることが分かる。特に、「ドライエアー吹き付け」よりも、いずれの水分置換法の方が高評価になっていることが分かる。

本発明に係るシート部材の搬送方法及び搬送装置は、薄膜ガラス等のシート部材を搬送する搬送分野において利用可能性がある。

１ 搬送装置（薄膜ガラスの搬送装置）
２ 薄膜ガラス
３ 引出部
４ 巻き取り部
５ 第一工程部
６ 第二工程部（乾燥処理手段）
７ 第三工程部（乾燥処理手段）
８ 第四工程部
９ カバー
１０ カバー
１１ 供給口
１２ 排気口
８１ 蛇行用ローラ

Claims (14)

1. 薄膜ガラスをロールトゥロールで搬送する薄膜ガラスの搬送方法において、
   前記薄膜ガラスの搬送経路のうち、曲がった部分の環境を相対湿度１０％ＲＨ以下とすることを特徴とする薄膜ガラスの搬送方法。
2. 請求項１記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
   前記曲がった部分の環境を相対湿度１％ＲＨ以下とすることを特徴とする薄膜ガラスの搬送方法。
3. 請求項１又は２に記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
   前記曲がった部分の環境での相対湿度調整は、当該環境に対してドライエアーを吹き付けることで行うことを特徴とする薄膜ガラスの搬送方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
   前記曲がった部分を通過する前に前記薄膜ガラスを乾燥処理することを特徴とする薄膜ガラスの搬送方法。
5. 請求項４記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
   前記薄膜ガラスの乾燥処理は、前記薄膜ガラスにドライエアーを吹き付けることで行うことを特徴とする薄膜ガラスの搬送方法。
6. 請求項４記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
   前記薄膜ガラスの乾燥処理は、水分置換法によって行うことを特徴とする薄膜ガラスの搬送方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送方法において、
   前記薄膜ガラスの厚みは２００μｍ以下であることを特徴とする薄膜ガラスの搬送方法。
8. 薄膜ガラスをロールトゥロールで搬送する薄膜ガラスの搬送装置において、
   前記薄膜ガラスの搬送経路のうち、曲がった部分の環境を相対湿度１０％ＲＨ以下とすることを特徴とする薄膜ガラスの搬送装置。
9. 請求項８記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
   前記曲がった部分の環境を相対湿度１％ＲＨ以下とすることを特徴とする薄膜ガラスの搬送装置。
10. 請求項８又は９のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
    前記曲がった部分の環境での相対湿度調整は、当該環境に対してドライエアーを吹き付けることで行うことを特徴とする薄膜ガラスの搬送装置。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
    前記曲がった部分を通過する前に前記薄膜ガラスを乾燥処理する乾燥処理手段を有することを特徴とする薄膜ガラスの搬送装置。
12. 請求項１１記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
    前記乾燥処理手段は、前記薄膜ガラスにドライエアーを吹き付けることで前記薄膜ガラスに乾燥処理を施すことを特徴とする薄膜ガラスの搬送装置。
13. 請求項１１記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
    前記乾燥処理手段は、水分置換法によって前記薄膜ガラスに乾燥処理を施すことを特徴とする薄膜ガラスの搬送装置。
14. 請求項８〜１３のいずれか一項に記載の薄膜ガラスの搬送装置において、
    前記薄膜ガラスの厚みは２００μｍ以下であることを特徴とする薄膜ガラスの搬送装置。

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