(57)【要約】  本開示はフレキシブル層スタック（１００）を製造するための方法を提供する。本方法は、フレキシブル基板（１０１）を提供すること（３１０）、フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積すること（３２０）、第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積すること（３３０）、及びフレキシブル基板（１０１）を取り除くこと（３４０）を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル層スタック（１００）を製造するための方法であって、
フレキシブル基板（１０１）を提供することと、
前記フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積することと、
前記第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積することと、
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことと
を含む方法。
【請求項２】
前記第２の層（１２０）の上に第３の層（１３０）を堆積することを更に含み、前記第３の層（１３０）は前記第１の材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の材料は、リチウムなどのアルカリ金属である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の層（１１０）は、約２５μｍ以下の、好ましくは２０μｍ以下の、典型的には１５μｍ以下の、及び／又は好ましくは３μｍ以上の、典型的には５μｍ以上の厚みに形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の材料は導電性材料、好ましくは銅又はニッケルなどの金属であり、典型的には、前記第２の材料は銅である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ローラ装置（２５０）を使用して、前記フレキシブル基板（１０１）を真空チャンバ（２０５）にガイドすることを更に含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記フレキシブル基板（１０１）は、特に前記フレキシブル層スタック（１００）の製造中に、前記第１の層（１１０）に対する保護層として機能するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことは、前記第１の層（１１０）から前記フレキシブル基板（１０１）を剥離することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことは、前記フレキシブル基板（１０１）をエッチングすることを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
具体的には、前記第１の層（１１０）を堆積する前に、前記フレキシブル基板（１０１）の上にリリース層（１０５）を提供することを更に含み、典型的には、前記リリース層（１０５）はピーリング層又はエッチング停止層である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
リチウム電池の負電極（１００）を製造するための方法（３００）であって、
ローラ装置（２５０）を使用してフレキシブル基板（１０１）を真空チャンバ（２０５）へガイドすることと、
前記フレキシブル基板（１０１）の上にリチウムを含む第１の層（１１０）を堆積することと、
前記第１の層（１１０）の上に銅を含む第２の層（１２０）を堆積することと、
前記第２の層（１２０）の上にリチウムを含む第３の層（１３０）を堆積することと、
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことと
を含む方法（３００）。
【請求項１２】
フレキシブル層スタック（１００）を製造するための装置（２００）であって、
フレキシブル基板（１０１）をガイドするためのローラ装置（２５０）と、
前記フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積するように構成された第１の堆積源装置（２１０）と、
前記第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積するように構成された第２の堆積源装置（２２０）と、
前記第２の層（１２０）の上に前記第１の材料を含む第３の層（１３０）を堆積するように構成された第３の堆積源装置（２３０）と
を備える装置（２００）。
【請求項１３】
前記第１の層（１１０）から前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くための除去装置（２６０）
を更に備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
リチウム電池用のフレキシブルな負電極であって、
リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第１の層（１１０）と、
銅を含み、１０μｍ以下の、好ましくは８μｍ以下の、典型的には７μｍ以下の、具体的には５μｍ以下の厚みを有する第２の層（１２０）と、
リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第３の層（１３０）と
を含む、負電極。
【請求項１５】
前記第１の層（１１０）と前記第２の層（１２０）との間の第１の粘着層（１１５）、及び／又は前記第２の層（１２０）と前記第３の層（１３０）との間の第２の粘着層（１２５）を更に備える、請求項１４に記載の負電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］  本開示の実施例は、フレキシブル層スタックを製造するための方法及び装置に関し、また、フレキシブル層スタックにも関する。本開示の実施例は具体的に、リチウム電池の負電極を製造するための方法及び装置、並びにリチウム電池の負電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］  基板に材料を堆積させるための幾つかの方法は既知である。例えば、基板は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセス、化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセス、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）プロセスなどによってコーティングされてよい。典型的にはプロセスは、コーティングすべき基板が配置される処理装置や処理チャンバ内で実施される。装置内には、堆積材料が供給される。複数の材料のみならず、更にその酸化物、窒化物、又は炭化物が、基板上の堆積に使用されうる。更に、非真空コーティング法も使用されうる。例えば、スロットダイコーティングなどのロールツーロールコーティングプロセスがリチウム（Ｌｉ）電池の製造に使用されうる。
【０００３】
［０００３］  コーティングされた材料は、幾つかの用途および幾つかの技術分野で使用されうる。例えば、コーティングされた材料は、リチウム電池の製造など、マイクロエレクトロニクスの分野で使用されうる。一般的に、更なる用途には、薄膜バッテリー、エレクトロクロミックウインドウ、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネル、ＴＦＴ付き基板、カラーフィルタなどがある。
【０００４】
［０００４］  リチウム電池の場合には、高いエネルギー密度又はエネルギー貯蔵密度を有することが望ましく、これは、所定のシステムに貯蔵されるエネルギー量、すなわち、単位体積あたりの空間領域に貯蔵されるエネルギー量（Ｗｈ／ｌ）、又は重量あたりの貯蔵エネルギー量（Ｗｈ／ｋｇ）とみなすことができる。例えば、エネルギー密度は、２つの隣接するセル間を共通アノードによって相互接続した幾つかのセルをリチウム電池に結合することによって、高めることができる。
【０００５】
［０００５］  以上を考慮すると、フレキシブル層スタックを製造するための方法、フレキシブル層スタックを製造するための装置、及び少なくとも当該技術分野の問題点の幾つかを克服するフレキシブル層スタックは有利である。本開示は、高いエネルギー密度を可能にする、及び／又は特に薄いフレキシブル層を提供することを目的としている。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］  上記に照らして、独立請求項による、処理チャンバ及び基板を冷却するための方法が提供される。本願の更なる態様、利点、及び特徴は、従属請求項、明細書、及び添付の図面から明らかである。
【０００７】
［０００７］  本開示の別の態様によれば、フレキシブル層スタックを製造するための方法が提供される。本方法には、フレキシブル基板を提供すること、フレキシブル基板の上に第１の材料を含む第１の層を堆積すること、第１の層の上に第２の材料を含む第２の層を堆積すること、及びフレキシブル基板を取り除くことが含まれる。
【０００８】
［０００８］  本開示の更なる態様によれば、リチウム（Ｌｉ）電池の負電極を製造するための方法が提供される。本方法には、ローラ装置を使用してフレキシブル基板を真空チャンバへガイドすること、フレキシブル基板の上にリチウムを含む第１の層を堆積すること、第１の層の上に銅を含む第２の層を堆積すること、第２の層の上にリチウムを含む第３の層を堆積すること、及び、フレキシブル基板を取り除くこと、が含まれる。
【０００９】
［０００９］  本開示の別の態様によれば、フレキシブル層スタックを製造するための装置が提供される。本装置は、フレキシブル基板をガイドするためのローラ装置と、フレキシブル基板の上に第１の材料を含む第１の層を堆積するように構成された第１の堆積源装置と、第１の層の上に第２の材料を含む第２の層を堆積するように構成された第２の堆積源装置と、第２の層の上に第１の材料を含む第３の層を堆積するように構成された第３の堆積源装置とを含む。
【００１０】
［００１０］  本開示の別の態様によれば、リチウム電池用の負電極が提供される。負電極はフレキシブルで、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第１の層と、銅を含み、１０μｍ以下の、好ましくは８μｍ以下の、典型的には７μｍ以下の、具体的には５μｍ以下の厚みを有する第２の層と、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第３の層とを含む。
【００１１】
［００１１］  実施例はまた、開示された方法を実行する装置も対象としており、記載された方法ブロックを実行する装置部品を含む。これらの方法ブロックは、ハードウェア構成要素、適切なソフトウェアによってプログラミングされたコンピュータによって、これらの２つの任意の組合せによって、又はそれ以外の任意の方法で、実行されうる。更に、本願による実施例は、記載される装置を操作する方法も対象とする。それは、装置の機能を実行するための方法ブロックを含む。
【００１２】
［００１２］  本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施例を参照することによって、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は、本開示の実施例に関し、以下において説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックの概略図を示す。
【図２Ａ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。
【図２Ｂ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。
【図２Ｃ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。
【図３Ａ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。
【図３Ｂ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。
【図３Ｃ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。
【図３Ｄ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックが異なる処理状態にある概略図を示す。
【図４Ａ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックからのフレキシブル層基板の除去の概略図を示す。
【図４Ｂ】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックからのフレキシブル層基板の除去の概略図を示す。
【図５】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックの概略図を示す。
【図６】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックを製造するための装置の概略図を示す。
【図７】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックを製造するための装置の概略図を示す。
【図８】本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタックを製造するための方法のフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［００１３］  本開示の様々な実施例について、これより詳細に参照する。これらの一又は複数の実施例は、図面で示されている。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。概して、個々の実施例に関する相違のみが説明される。実施例は、本開示の説明のために提供されているが、本開示を限定することが意図されているわけではない。更に、１つの実施例の一部として図示または記載された特徴を、他の実施例で使用すること、又は他の実施例とともに使用して、別の実施例を得ることもできる。本記載がこのような修正例及び変形例を含むことが意図されている。
【００１５】
［００１４］  更に、以下の説明では、例えばローラ装置の一部としてローラ又はローラデバイスは、堆積装置（堆積装置又は堆積チャンバなど）の中に基板が存在する間、基板（又は基板の一部）が接触し得る表面を提供するデバイスと理解されうる。ローラデバイスの少なくとも一部は、基板と接触する円形のような形状を含みうる。幾つかの実施例では、ローラデバイスは、実質的に円筒形状を有しうる。実質的な円筒形状は、真っすぐな長手方向軸の周りに形成されてもよく、又は湾曲した長手方向軸の周りに形成されてもよい。幾つかの実施例によれば、本書に記載のローラデバイスは、フレキシブル基板と接触するように適合されうる。本書で言及されるローラデバイスは、基板がコーティングされる（又は基板の一部がコーティングされる）間に、又は基板が堆積装置に存在する間に、基板をガイドするように適合されたガイドローラであってもよく、規定された張力をコーティングされる基板に提供するように適合されたスプレッダローラであってもよく、規定された伝達経路に従って基板を偏向するための偏向ローラであってもよい。
【００１６】
［００１５］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板は、本書で記載されているように、膜とも称されるが、ＰＥＴ、ＨＣ−ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＩ、ＰＵ、ＴａＣのような材料、一又は複数の金属、紙、それらの組み合わせ、及びハードコートＰＥＴ（例えば、ＨＣ−ＰＥＴ、ＨＣ−ＴＡＣ）など既にコーティングされている基板を含みうる。
【００１７】
［００１６］  他の実施例と組み合わせることができる本書に記載に実施例によれば、フレキシブル層スタックを製造するための方法、具体的には、リチウム（Ｌｉ）電池の負電極を製造するための方法が提供される。ここで、フレキシブル基板が提供される。第１の材料を含む第１の層はフレキシブル基板の上に堆積する。第２の材料を含む第２の層は第１の層の上に堆積する。次に、フレキシブル基板は取り除かれる。フレキシブル基板は一時的なキャリアとみなされうる。本書に記載の実施例によれば、所定の厚みの一又は複数の層は、フレキシブル基板上に堆積した層からフレキシブル基板が取り除かれるまで、フレキシブル基板上に堆積しうる。具体的には、個々の層の厚みは正確に制御可能である。更に、製造中には、フレキシブル層はその上に堆積した層を環境から保護することができるため、フレキシブル層スタックの取扱いは改善されうる。
【００１８】
［００１７］  図１に、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００を示す。図１に示したフレキシブル層スタック１００は、第１の層１１０、第２の層１２０、及び第３の層１３０を含む。フレキシブル層スタック１００は３つの層を有するように図１には示されているが、当業者であれば、フレキシブル層スタック１００は、図１に示した第１の層１１０、第２の層１２０、及び／又は第３の層１３０の上、下、及び／又は間に提供されうる多数の層或いは少数の層を含みうることが理解されよう。
【００１９】
［００１８］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の層１１０は第１の材料を含むことができ、及び／又は第２の層１２０は第２の材料を含むことができる。更に、第３の層１３０は第３の材料を含むことができるか、第３の層１３０は第１の層１１０の第１の材料を含むことができる。例えば、第１の材料は、リチウムなどのアルカリ金属であってよい。第２の材料は、導電性材料、典型的には銅（Ｃｕ）又はニッケル（Ｎｉ）などの金属であってよい。更には、第２の層１２０は、一又は複数の副層を含みうる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の材料はリチウムで、第２の材料は銅である。例えば、第２の層１２０は電流コレクタ層になりうる。
【００２０】
［００１９］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の層１１０は約２５μｍ以下の、典型的には２０μｍ以下の、具体的には１５μｍ以下の、及び／又は典型的には３μｍ以上の、具体的には５μｍ以上の厚みを有しうる。第１の層１１０は意図した機能を適用するため十分に厚く、かつフレキシブルであるように十分薄くなりうる。具体的には、第１の層１１０は可能な限り薄くてもよく、その結果、第１の層１１０は意図した機能を提供しうる。
【００２１】
［００２０］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、第２の層１２０は１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みを有しうる。幾つかの実施例によれば、第２の層１２０の厚みは４μｍ以下、又は３μｍ以下、又は２μｍ以下になりうる。
【００２２】
［００２１］  図１に示したフレキシブル層スタック１００は、二次電池用の負電極、例えば、リチウム電池用の負電極すなわちアノードなどになりうる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、リチウム電池用のフレキシブル負電極は、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第１の層１１０と、銅を含み、１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みを有する第２の層１２０と、リチウムを含み、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有する第３の層とを含む。リチウム電池の場合には、第２の層１２０は電流コレクタ層になりうる。
【００２３】
［００２２］  例えば、リチウム電池用の負電極は、銅箔の両面にリチウム層を堆積することによって製造される。重量あたりのエネルギー貯蔵密度（Ｗｈ／ｋｇ）又は体積あたりのエネルギー貯蔵密度（Ｗｈ／ｌ）を高めるように電池を軽量化するには、リチウム電池の素子に使用される材料の量を最小化することが望ましい。典型的には、１０μｍを超える厚みを有する銅箔が使用される。しかしながら、層スタックがコーティングドラムに対して十分に押圧されていない場合には、銅箔上へのリチウム層の堆積中に、製造中の銅箔及び／又は層スタックは過熱することがある。但し、製造中の層スタックがコーティングドラムに押圧される際の張力は、銅膜を伸展するためのもので、特に薄い銅膜に対しては、張力の大きさは制限されている。
【００２４】
［００２３］  更に、リチウムは湿気と直ちに反応するため、一般的に環境中では安定的でないとみなされうる。コーティングシステムが換気されるときには、リチウム層は一般的に密閉及び／又は保護される。システムは一般的に乾燥窒素又はアルゴンで換気され、ロール交換は湿気のない乾燥室で行われうる。一般的に、リチウムの取扱い又は処理には、乾燥室又はグローブボックスが使用される。
【００２５】
［００２４］  更には、銅箔は両面をリチウムでコーディングすることができる。銅箔の一方の面にリチウムを堆積するため、銅箔がローラ装置に巻きつけられるときには、銅箔のもう一方の面に堆積したリチウムのコーティングは保護される。例えば、ローラ装置によって損傷されるのを防止するため、ローラ又はローラ装置のドラムにリチウム層が接触する前に、堆積又はコーティングされたリチウム層の上に、保護層又はインターリーフが配置されうる。
【００２６】
［００２５］  リチウム電池のキログラム重量あたりの高いエネルギー密度を有するリチウム電池を得るには、リチウム電池の素子に使用される材料の量を最小限に抑え、その一方で素子の機能を最大化することが望ましい。負電極との関連で、機能最大化の観点から負電極との接触表面積を最大化し、重量最小化の観点から厚みを最小化することが望ましい。しかしながら、上述のように、典型的なアプローチでは、一般的に１０μｍを超える厚みを有する銅箔が使用される。更に薄い銅箔であれば、意図した機能がもたらされうる。しかしながら、現時点では、商業規模で約８μｍよりも薄い銅箔は製造できない。
【００２７】
［００２６］  図２Ａから図２Ｃは、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００を、対応する製造方法の異なる処理時点で示した概略図である。
【００２８】
［００２７］  図２Ａはフレキシブル基板１０１を示す。第１の材料を含む第１の層１１０は、フレキシブル基板１０１の上に堆積している。具体的には、フレキシブル基板１０１上に第１の層１１０などの層又は薄層を堆積するために、スパッタプロセス、蒸発プロセス、例えば熱蒸発プロセス、又はＣＶＤプロセス、例えばプラズマＣＶＤプロセスが利用できる。更に、ロールツーロール堆積システムは、例えば、ディスプレイ産業及び光電池（ＰＶ）産業でも使用できる。例えば、ローラコーティング、スロットダイコーティング又は印刷も使用できる。
【００２９】
［００２８］  図２Ｂからわかるように、第２の材料を含む第２の層１２０は、第１の層１１０の上に堆積することができる。第２の層１２０は、第１の層１１０よりも薄い厚みを有しうる。追加的に又は代替的に、第２の層は第１の層１１０の厚み以上の厚みを有することができる。
【００３０】
［００２９］  その後、フレキシブル基板１０１は、第２の層１２０が上に堆積した第１の層１１０から取り除くことができる。得られたフレキシブル層スタック１００を図２Ｃに示す。すなわち、フレキシブル基板１０１はフレキシブル層スタック１００から取り除くことができる。具体的には、フレキシブル層スタック１００は、フレキシブル基板１０１を含まないとみなすことができるフ。フレキシブル基板１０１は一時的なキャリアとみなすことができる。「一時的なキャリア」は、フレキシブル層スタック１００などの層スタックを製造するための支持体を提供する基板又はキャリアとみなすことができ、層スタックの処理後又は処理中に層スタックから取り除くことが可能である。更に、本願との関連では、フレキシブル層スタック１００はまた、フレキシブル基板１０１を含むようにみなすこともできる。
【００３１】
［００３０］  図３Ａから図３Ｄは、本書に記載の更なる実施例によるフレキシブル層スタック１００を、対応する製造方法の異なる処理時点で示した概略図である。
【００３２】
［００３１］  図３Ａはフレキシブル基板１０１を示す。第１の材料を含む第１の層１１０は、フレキシブル基板１０１の上に堆積している。具体的には、フレキシブル基板１０１上に第１の層１１０などの層又は薄層を堆積するために、スパッタプロセス、蒸発プロセス、例えば熱蒸発プロセス、又はＣＶＤプロセス、例えばプラズマＣＶＤプロセスが利用できる。更に、ロールツーロール堆積システムは、例えば、ディスプレイ産業及び光電池（ＰＶ）産業でも使用できる。例えば、ローラコーティング、スロットダイコーティング又は印刷も使用できる。
【００３３】
［００３２］  図３Ｂからわかるように、第２の材料を含む第２の層１２０は、第１の層１１０の上に堆積することができる。第２の層１２０は、第１の層１１０よりも薄い厚みを有しうる。追加的に又は代替的に、第２の層１２０は第１の層１１０の厚み以上の厚みを有することができる。
【００３４】
［００３３］  図３Ｃによれば、第３の層１３０は第２の層１２０の上に堆積することができる。第３の層１３０は、第１の材料及び第２の材料とは異なる第３の材料を含みうる。代替的に、第３の層１３０は第１の材料を含みうる。
【００３５】
［００３４］  具体的には、第３の層１３０は、同一の材料又は材料組成によって、第１の層１１０と同様又は同一の構造、及び同様又は同一の厚みを有するように、構成されうる。すなわち、第２の層１２０は、２つの実質的に同一の層、例えば、同一の材料及び／又は構造を含む２つの層の間に差し挟まれているとみなすこともできる。
【００３６】
［００３５］  フレキシブル基板１０１は、第２の層１２０及び第３の層１３０が上に堆積している第１の層１１０から取り除くことができる。得られたフレキシブル層スタック１００を図３Ｄに示す。
【００３７】
［００３６］  例えば、図３Ｄに示したフレキシブル層スタック１００は、図１に示したフレキシブル層スタック１００になりうる。すなわち、上述の製造方法によって、フレキシブル層スタック１００を得ることができる。
【００３８】
［００３７］  例えば、図１及び図３Ｄに示したフレキシブル層スタック１００は、リチウム電池用のアノードなど、二次電池用の負電極になりうる。この場合、第１の材料はリチウムであってよく、第２の材料は銅であってよい。第１の層１１０及び第３の層１３０は、５μｍ以上及び／又は１５μｍ以下の厚みを有するように形成可能であり、且つ／又は、第２の層１２０は、１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みを有するように形成可能である。
【００３９】
［００３８］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１は、特にフレキシブル層スタック１００の製造中に、第１の層に対する保護層として機能するように構成されうる。すわなち、フレキシブル基板１０１は、その上に堆積した層、例えば、第１の層１１０を環境ストレスから保護することができる。例えば、リチウムは反応性が高く可燃性であり、リチウムは水分と接触すると腐食する。第１の層１１０に接して又はその上に提供されたフレキシブル基板１０１は、第１の層１１０が環境に触れるのを、及び／又は環境と反応するのを保護することができる。更に、フレキシブル基板１０１は、フレキシブル層スタック１００が実際に使用されるまで、例えば、フレキシブル層スタック１００の保管中に、フレキシブル層スタック１００に接して又はその上に留まることができる。更に、前面が接触していない堆積源を含むコーティングツールが使用される事例では、フレキシブル基板１０１は保護層及び／又はインターリーフとし機能するため、インターリーフの取扱いは回避することができる。
【００４０】
［００３９］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、特に、第３の層１３０を環境ストレスから保護するため、第３の層１３０の上に更なる保護層が提供及び／又は堆積されうる。更なる保護層は、フレキシブル基板１０１と同一の材料、又は第３の層１３０の保護に適した別の材料を含みうる。
【００４１】
［００４０］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１及び／又は更なる保護層は、特に、環境との反応から第１の層１１０及び／又は第３の層１３０をそれぞれ保護するため、水分含有量が少なく、且つ／又は水蒸気透過率及び／又は酸素透過率が低いバリア膜又は金属膜になりうる。
【００４２】
［００４１］  二次電池用の負電極及びその製造について説明されているが、本開示はそれに限定されない。本開示は任意のフレキシブル層スタックに適用されうるが、上述の銅層のように、典型的には層の両面コーティングを利用する層スタックに特に適用されうる。すなわち、本開示は、一連の層をフレキシブル基板上に堆積し、層の堆積後その層からフレキシブル基板を取り除くことによって、フレキシブル層スタックを製造する方法を提供する。
【００４３】
［００４２］  例えば、開示した方法は、第１の層１１０として、また最終的には第３の層１３０として金属メッシュを有するフレキシブル層スタック１００の製造に使用されうる。この場合、絶縁層は第２の層１２０として堆積してもよい。更に、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層又はＩＴＯコーティングを、第１の層１１０として、また最終的には第３の層１３０として有するフレキシブル層スタック１００、並びに、第２の層１２０として絶縁層が製造されうる。本開示は、２つの同様な又は実質的に同一の又は同一の層間に挟まれた中間層を有するフレキシブル層に対して、特に有利に実施されうる。
【００４４】
［００４３］  図４Ａ及び図４Ｂは、本書に記載の実施例による、フレキシブル層スタックからのフレキシブル基板１０１の除去の概略図を示している。
【００４５】
［００４４］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の上に、特にフレキシブル基板１０１に接してリリース層１０５が提供されうる。すなわち、リリース層１０５は、フレキシブル基板１０１と第１の層１１０との間に提供されうる。特に、第１の層１１０が堆積する前に、リリース層１０５はフレキシブル基板１０１の上に、典型的にはフレキシブル基板１０１に接して堆積しうる。本書に記載の実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去は容易になりうる。
【００４６】
［００４５］  例えば、図４Ａに示したように、リリース層１０５はエッチング停止層１０５であってもよい。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去はフレキシブル基板１０１のエッチングを含む。フレキシブル基板１０１は、第１の層１１０までエッチングされうる。フレキシブル基板１０１と第１の層１１０との間にエッチング停止層１０５が提供されている場合には、エッチングはエッチング停止層１０５に達するまで実行されうる。
【００４７】
［００４６］  エッチング停止層１０５が提供されている場合には、第１の材料は、例えば、フレキシブル基板をエッチングするためのエッチング液に接触しないように保護されうる。上に概説したように、環境ストレスから第１の層１１０を保護することが望ましい。エッチング停止層１０５を提供することによって、第１の層１１０は、例えば、エッチング液に接触しないように保護されうる。更に、エッチング停止層１０５、又はフレキシブル基板１０１をエッチングした後のエッチング停止層１５０の残存部分は、環境ストレスから第１の層１１０を保護する保護層として機能しうる。
【００４８】
［００４７］  フレキシブル基板１０１のエッチングは、湿式エッチングプロセス又はドライエッチングプロセスを含みうる。エッチング停止層１０５は、適用されるエッチングプロセスを考慮して、フレキシブル基板１０１の材料よりも遅いエッチング速度を有する材料を含みうる。
【００４９】
［００４８］  更に、図４Ｂに示したように、リリース層１０５はピーリング層１０５になりうる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去は、第１の層１１０のフレキシブル基板１０１を剥離することを含む。フレキシブル基板１０１は、第１の層１１０から剥離することができる。ピーリング層１０５がフレキシブル基板１０１と第１の層１１０との間に提供される場合には、フレキシブル基板１０１及びピーリング層１０５は第１の層１１０から剥離することができる。
【００５０】
［００４９］  ピーリング層１０５は、第１の層１１０に対してよりも、フレキシブル基板１０１に対してより強い粘着又は粘着力を提供することができる。特に、ピーリング層１０５は、第１の層１１０に対するフレキシブル基板１０１の粘着又は粘着力よりも、第１の層１１０に対して弱い粘着又は粘着力を有することができる。ピーリング層は、第１の層１１０又は第１の層１１０の材料に関して弱い粘着層であり、また、フレキシブル基板１０１又はフレキシブル基板１０１の材料に関して強い粘着層とみなすことができる。
【００５１】
［００５０］  ピーリング層１０５は単一層であってよく、或いは、例えば、互いに結合された複数の層を含みうる。例えば、ピーリング層１０５は、フレキシブル基板１０１に面した粘着性の副層、及び第１の層１１０に面した非粘着性の副層を含みうる。この文脈で、「非粘着性」又は「非粘着性副層」は、ある程度の粘着特性を有する層として理解することができるが、近接した又は隣接した層に粘着する能力は低く、それぞれの近接した又は隣接した層に対する「粘着性の」副層の粘着能力よりも低くなりうる。
【００５２】
［００５１］  更には、リリース層１０５はレーザーリリース層であってもよい。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル基板１０１の除去は、レーザーリリース層へのレーザー照射を含む。すなわち、レーザーリリース層は、レーザー光の照射によって粘着特性を失う、及び／又はレーザー光の照射によって破壊される粘着層になりうる。例えば、レーザーリリース層はフレキシブル基板１０１を介してレーザー照射されうる。この場合、フレキシブル基板１０１は、レーザーリリース層の照射に使用されるレーザー光に対して透明な材料を含みうる。
【００５３】
［００５２］  図５は、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００の概略図を示す。
【００５４】
［００５３］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、第１の粘着層１１５は第１の層１１０と第２の層１２０との間に提供されうる。具体的には、第１の粘着層１１５は、典型的には第２の層１２０が堆積する前に、第１の層１１０に接して、又は第１の層１１０の上に堆積することができる。幾つかの実施例によれば、第１の粘着層１１５は向かい合う２つの面を有することができ、向かい合う２つの面の一方は第１の層１１０に接触し、向かい合う２つの面の他方は第２の層１２０に接触する。第１の層１１０と第２の層１２０との間の粘着は促進されうる。フレキシブル層スタック１００の安定性は改善することができる。
【００５５】
［００５４］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、第３の層１３０が提供され、第２の粘着層１２５は第２の層１２０と第３の層１３０との間に提供されうる。具体的には、第２の粘着層１２５は、典型的には第３の層１３０が堆積する前に、第２の層１２０に接して、又は第２の層１２０の上に堆積することができる。幾つかの実施例によれば、第２の粘着層１２５は向かい合う２つの面を有することができ、向かい合う２つの面の一方は第２の層１２０に接触し、向かい合う２つの面の他方は第３の層１３０に接触する。第２の層１２０と第３の層１３０との間の粘着は促進されうる。フレキシブル層スタック１００の安定性は改善することができる。
【００５６】
［００５５］  図６は、本書に記載の実施例による、基板層スタック１００を製造するための装置２００の概略図を示している。
【００５７】
［００５６］  装置２００は、処理装置２００とも称されるが、フレキシブル基板１０１をガイドするためのローラ装置２５０を含む。フレキシブル基板１０１を処理するため、一又は複数の処理ステーションが提供されうる。例えば、フレキシブル基板１０１の上に第１の材料を含む第１の層１１０を堆積するように構成された第１の堆積源装置２００が提供されうる。更に、第１の層１１０の上に第２の材料を含む第２の層１２０を堆積するように構成された第２の堆積源装置２２０が提供されうる。更には、第２の層１２０の上に第３の材料又は第１の材料を含む第３の層１３０を堆積するように構成された第３の堆積源装置２３０が提供されうる。
【００５８】
［００５７］  例えば、第１の堆積源装置２１０は、第１の層１１０を形成するため、リチウムなどのアルカリ金属をフレキシブル基板１０１の上に堆積するように構成されうる。第２の堆積源装置２２０は、第２の層１２０を形成するため、導電性材料、典型的には銅などの金属を第１の層１１０の上に堆積するように構成されうる。第３の堆積源装置２３０は、第３の層１３０を形成するため、リチウムなどのアルカリ金属を第２の層の上に堆積するように構成されうる。
【００５９】
［００５８］  本書に記載の実施例によれば、第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０及び第３の堆積源装置２３０の各々は、一又は複数の堆積源を含みうる。具体的には、第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０及び第３の堆積源装置２３０など、堆積源装置あたりの堆積源の数は、各堆積源装置によって形成される意図した層の厚みに応じて調整することができる。例えば、リチウム電池用の負電極の場合には、間に挿入される銅層よりも厚いリチウム層を有することが望ましい。第１の堆積源装置２１０及び第３の堆積源装置２３０はリチウムを堆積するように構成することができ、銅を堆積するように構成された第２の堆積源装置２２０よりも多くの堆積源を含む。図６に例示的に示したように、第１の堆積源装置２１０及び第３の堆積源装置２３０はそれぞれ２つの堆積源を含み、一方、第２の堆積源装置２２０は１つの堆積源を含む。
【００６０】
［００５９］  ピーリング層１０５、第１の粘着層１１５及び／又は第２の粘着層１２５を堆積するため、更なる堆積源装置が提供されうる。具体的には、ピーリング層１０５を堆積するための堆積源装置は、第１の層１１０を堆積する第１の堆積源装置２１０の前に提供されうる。第１の粘着層１１５を堆積するための堆積源装置は、第１の層１１０を堆積するための第１の堆積源装置２１０と第２の層１２０を堆積するための第２の堆積源装置２２０との間に提供されうる。第２の粘着層１２５を堆積するための堆積源装置は、第２の層１２０を堆積するための第２の堆積源装置２２０と第３の層１３０を堆積するための第３の堆積源装置２３０との間に提供されうる。
【００６１】
［００６０］  装置２００は、真空チャンバ２０５を含みうる。本書に記載の実施例によれば、フレキシブル基板１０１は、ローラ装置２５０を使用して、真空チャンバ２０５へガイドされる。ローラ装置２５０は、真空チャンバ２０５内に提供される処理ドラム２５６又はコーティングドラム２５６を含みうる。一又は複数の処理ステーションは、基板を処理するため真空チャンバ２０５内に提供され、一方、基板は処理ドラム２５６上にガイドされる。図６は、５つの堆積ステーションの形態にある３つの処理ステーションが、第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０及び第３の堆積源装置２３０を形成することを例示的に示している。例示的に、各処理ステーション又は堆積源装置は、回転式スパッタリングターゲット、又は回転式スパッタリングターゲットのペア、又は任意の所望の数の回転式スパッタリングターゲットになりうる。本書に記載の実施例によれば、堆積源装置は、例えばリチウムに対して線形蒸発器を含みうる。
【００６２】
［００６１］  真空チャンバ２０５は真空チャンバであるとして説明されてきたが、ローラコーティング、スロットダイコーティング及び印刷などの非真空堆積技術の場合には、例えば、ドライルーム又はグローブボックスのチャンバ２０５が使用可能である。
【００６３】
［００６２］  図６に更に示したように、コーティングドラム２５６又は処理ドラム２５６は、装置２００に設けられる回転軸を有する。処理ドラム２５６は、湾曲した外面に沿って基板をガイドするための湾曲外面を有する。フレキシブル基板１０１は、第１の真空処理領域及び、例えば、少なくとも１つの第２の真空処理領域を経由してガイドされる。本書では頻繁に堆積源装置を処理ステーションと称しているが、エッチングステーション、加熱ステーションなどの他の処理ステーションも、処理ドラム２５６の湾曲した外面に沿って設けることができる。したがって、本書で説明され、種々の堆積源用の区画を有する装置は、単一の堆積装置、例えば、Ｒ２Ｒコーターでの幾つかのスパッタリング、蒸発、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ及び／又はＰＶＤプロセスのモジュールの組み合わせを可能にする。
【００６４】
［００６３］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、処理ステーションは異なる処理ツールをモジュール的に備えることができる。モジュールのコンセプトでは、あらゆる種類の堆積源が、本書に記載の実施例による処理装置又は堆積装置の中で使用可能で、例えば、フレキシブル層スタックを製造するための装置は、異なる堆積技術又は処理パラメータの込み入った組み合わせを適用して堆積させなければならない複合層スタックの堆積でのコスト低減に役立つ。
【００６５】
［００６４］  概して、本書で説明される幾つかの実施形態によれば、プラズマ堆積源は、薄膜をフレキシブル基板、例えば、ウェブ又は箔、ガラス基板又はシリコン基板などの上に堆積させるように適合することができる。典型的には、プラズマ堆積源は、例えば、フレキシブル層スタック１００を形成するため、第１の層１１０及び／又は第２の層１２０及び／又は第３の層１３０など、フレキシブル基板１０１の上に薄膜を堆積するように適合することができ、また使用することができる。フレキシブル層スタックは、二次電池又はＴＦＴ、タッチスクリーンデバイス又はフレキシブルＰＶモジュールの負電極を提供するためのものであってよい。
【００６６】
［００６５］  本書に記載の実施例により、プラズマ堆積源は、移動するウェブに対向して配設された、２つ、３つ、又はそれ以上にも及ぶＲＦ（高周波）電極を含む、多重領域電極デバイスを有する、ＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相堆積）源として、提供することができる。本書に記載の実施例により、多重領域プラズマ堆積源はまた、ＭＦ（中周波）堆積のためにも提供することができる。本書に記載の更なる実施例により、本書に記載の堆積装置に提供される一又は複数の堆積源は、マイクロ波源であってもよく、及び／又はスパッタターゲットなどのスパッタ源であってもよい。例えば、マイクロ波源に関しては、プラズマはマイクロ波放射によって励起され維持され、マイクロ波源はマイクロ波放射によって励起され、及び／又はプラズマを維持するように構成されている。
【００６７】
［００６６］  図６に示したように、フレキシブル基板１０１は繰り出しドラム２５６までガイドされ、フレキシブル基板１０１の処理後、巻き取りローラ２５７に巻かれる。装置２００を通ってフレキシブル基板１０１をガイドするため、複数のローラ２５３が提供されうる。ローラ２５３は、フレキシブル基板１０１をガイドすること、フレキシブル基板１０１を引っ張ること、フレキシブル基板１０１を広げること、フレキシブル基板１０１に負荷を加えること、フレキシブル基板１０１から負荷を取り除くこと、及びフレキシブル基板１０１を加熱又は冷却すること、からなる機能群から選択される少なくとも１つの機能を提供することができる。
【００６８】
［００６７］  本書に記載の幾つかの実施例によれば、処理ドラム２５６は、所望の処理温度まで加熱又は冷却可能である。コントローラは、処理ドラム２５６内の加熱又は冷却デバイスに接続することができる。本書に記載の典型的な実施例によれば、処理ドラム２５６は堆積を目的として加熱することが可能で、例えば、エッチングプロセス中に冷却することもできる。更に、処理ドラム２５６は、例えば、リチウムなどのように融点の低い材料の堆積中に、冷却することができる。
【００６９】
［００６８］  本書に記載の実施例によれば、第１の層１１０及び／又はフレキシブル層スタック１００からフレキシブル基板１０１を取り除くための除去装置２６０が設けられる。具体的には、除去装置は２６０、装置２００の中で処理ドラム２５６の後、典型的には巻き戻しローラ２５７の前に設けられうる。除去装置２６０は、装置２００の中で巻き戻しローラ２５７の前に設けられると説明されているが、フレキシブル層スタック１００は、フレキシブル基板１０１を含んだまま、或いはその上にフレキシブル基板１０１が載ったまま、巻き戻しローラ２５７に巻き取り可能である。例えば、フレキシブル層スタック１００は、上述の保護の理由により、フレキシブル基板１０１と共に保存することができる。この場合には、フレキシブル層スタックが意図した動作及び／又は機能で使用される前に、フレキシブル基板１０１を取り除くための別個の除去装置を設けることができる。本書に記載の幾つかの実施例によれば、フレキシブル層スタック１００は、特に、フレキシブル基板１０１が取り除かれる前に保存されうる。例えば、リチウム電池の場合には、フレキシブル基板１０１は電池を組み立てる前に取り除くことが可能である。
【００７０】
［００６９］  図７は、本書に記載の実施例に従って、フレキシブル層スタック１００を製造するための、及び／又はフレキシブル基板１０１を処理するための更なる装置２００を示している。
【００７１】
［００７０］  図７に示した装置２００は、図６に示した装置に類似している。しかしながら、図７に示した装置は２つ以上の処理ドラムを含む。そのため、装置のスループット増大に役立ちうる。
【００７２】
［００７１］  本書に記載の実施例によれば、第１の処理ドラム２５６ａは第１の材料を堆積するように構成可能であり、第２の処理ドラム２５６ｂは第２の材料を堆積するように構成可能である。すなわち、第１の処理ドラム２５６ａは第１の材料を堆積するように構成された第１の堆積源装置２１０を備えることが可能で、第２の処理ドラム２５６ｂは第２の材料を堆積するように構成された第２の堆積源装置２２０を備えることが可能である。例えば、第１の処理ドラム２５６ａは、第１の層１１０を形成するため、フレキシブル基板１０１の上にリチウムなどのアルカリ金属を堆積し、更に、第３の層１３０を形成するため、形成予定の第２の層１２０の上にリチウムなどのアルカリ金属を堆積するように構成可能である。第２の処理ドラム２５６ｂは、第２の層１２０を形成するため、第１の層１１０の上に、導電性材料を、典型的には銅などの金属を堆積するように構成可能である。
【００７３】
［００７２］  すなわち、フレキシブル基板１０１は、第１の処理ドラム２５６ａにガイドされて、繰り出しローラ２５１から繰り出し可能で、また、第２の処理ドラムは、第１の層１１０の処理後、第２の層１２０の少なくとも一部で、ローラ２５３によって巻き取り可能である。次に、フレキシブル基板１０１は、巻き戻しローラ２５７から第２の処理ドラム２５６ｂ及び第１の処理ドラム２５６ａを通って、繰り出しローラ２５１へ戻るようにガイド可能で、第１の処理ドラムで最終的に第２の層１２０及び第３の層１３０の残りの部分がそれぞれ堆積可能である。したがって、フレキシブル基板１０１は、フレキシブル層スタック１００を製造するため、装置を通って前方及び後方に巻き取り可能である。
【００７４】
［００７３］  図７に例示的に示したように、第１の除去装置２６０ａは繰り出しローラ２５１の隣に配置可能で、及び／又は第２の除去装置２６０ｂは巻き戻しローラ２５７の隣に設けることができる。具体的には、除去装置は有利には、繰り出しローラ２５１及びフレキシブル層スタック１００を処理した後にフレキシブル層スタック１００が巻かれる巻き戻しローラ２５７、のうちの１つの隣に設けられうる。
【００７５】
［００７４］  更に、第１の処理ドラム２５６ａ及び第２の処理ドラム２５６ｂなどの処理ドラムは具体的に、フレキシブル層スタック１００がそれぞれの処理ドラムを通過する間に、材料が堆積されるように構成可能である。例えば、第１の処理ドラム２５６ａは、第１の処理ドラム２５６ａにガイドされたフレキシブル基板１０１の上にリチウムが堆積する間、冷却することができる。
【００７６】
［００７５］  本書に記載の実施例によれば、一又は複数の処理ドラムは別々の真空チャンバ内に配置されうる。図７に示した実施例では、第１の処理ドラム２５６ａは第１の真空チャンバ２０５ａ内に配置されており、また、第２の処理ドラム２５６ｂは第２の真空チャンバ２０５ｂ内に配置されている。すなわち、第１真空チャンバ２０５ａ及び第２の真空チャンバ２０５ｂなど、各真空チャンバ内の処理環境は、各堆積プロセスが各真空チャンバ内で実行されるように適合可能である。リチウム堆積の場合、高度な汚染になると考えられるが、汚染されるのはリチウム堆積に実際に使用された真空チャンバだけである。
【００７７】
［００７６］  図７の実施例では、２つの処理ドラム２５６ａ、２５６ｂ及び２つの真空チャンバ２０５ａ、２０５ｂが示されている。しかしながら、任意の数の処理ドラム及び／又は真空チャンバを設けることができる。例えば、３つの処理ドラム、すなわち、第１の処理ドラム、第２の処理ドラム及び第３の処理ドラムを設けることができる。第１の処理ドラムは第１の堆積源装置２１０を備えることができ、第２の処理ドラムは第２の堆積源装置２２０を備えることができ、第３の処理ドラムは第３の堆積源装置２３０を備えることができる。第１の堆積源装置２１０、第２の堆積源装置２２０、第３の堆積源装置２３０の各々は、例えば、各堆積源装置によって形成される層の意図した厚みに応じて、所定の数の堆積源を含むことができる。
【００７８】
［００７７］  更に、第１の処理ドラム、第２の処理ドラム、及び第３の処理ドラムの各々は、別個の真空チャンバに、すなわち、第１の真空チャンバ、第２の真空チャンバ、及び第３の真空チャンバの各々に配置することができる。更には、一又は複数の処理ドラムは共通の真空チャンバに配置されてもよく、一方、他の処理ドラムは異なる真空チャンバに配置される。例えば、第１の材料を堆積するように構成された堆積源装置、例えば、第１の堆積源装置２１０と第３の堆積源装置２３０を備える第１の処理ドラムと第３の処理ドラムは共に、共通の真空チャンバ内に設けることが可能で、一方、第２の堆積源装置２２０にように、第２の材料を堆積するように構成された一又は複数の堆積源装置を備える第２の処理ドラムは、別の真空チャンバに配置可能である。すなわち、同一の材料を堆積するための処理ドラムは、同一真空チャンバ内に配置可能なため有利である。更には、使用される堆積プロセスによっては、例えば、ドライルーム又はグローブボックスのチャンバは真空チャンバの代わりに使用することができる。例えば、リチウム堆積プロセスは、チャンバ内、例えば、ドライルーム内で実行可能であり、及び／又は銅堆積プロセスは真空チャンバ内で実行可能である。
【００７９】
［００７８］  幾つかの実施例によれば、一又は複数の処理ドラム２５６は、ローラ装置２５０の一部とみなすことができるが、所望の処理温度まで加熱又は冷却することが可能である。具体的には、フレキシブル基板１０１の温度は、フレキシブル基板１０１が一又は複数の処理ドラム２５６に接触する前に、ローラ装置２５０によって調整可能である。冷却された処理ドラムの場合には、規制のゆるい調整制御によって、温度が処理ドラムの温度をわずかに上回るように調整することが可能で、また規制の強い調整制御によって、温度が処理ドラムの温度をわずかに下回るように調整することが可能である。
【００８０】
［００７９］  図８は、本書に記載の実施例によるフレキシブル層スタック１００の製造方法３００のフロー図である。
【００８１】
［００８０］  フレキシブル層スタック１００の製造方法３００は、ブロック３１０によれば、フレキシブル基板１０１を提供することを含む。ブロック３２０によれば、第１の材料を含む第１の層１１０はフレキシブル基板１０１の上に堆積する。ブロック３３０によれば、第２の材料を含む第２の層１２０は第１の層１１０の上に堆積する。ブロック３４０によれば、フレキシブル基板１０１は取り除かれる。具体的には、フレキシブル層スタック１００は、フレキシブル基板１０１が取り除かれる前に、保存及び／又は移送されうる。
【００８２】
［００８１］  本書に記載の実施例によれば、第３の材料又は第１の材料を含む第３の層１３０は、第２の層１２０の上に堆積しうる。具体的には、方法３００は、上記のブロック又は更なるブロックによれば、更なる層の堆積、及び／又は、フレキシブル基板１０１を引っ張ること、フレキシブル基板１０１を広げること、フレキシブル基板１０１に負荷を加えること、フレキシブル基板１０１から負荷を取り除くこと、及びフレキシブル基板１０１を加熱又は冷却することなどの他の処理操作を含みうる。
【００８３】
［００８２］  本書に記載の特定の実施例によれば、方法３００はリチウム電池用の負電極を製造するために提供される。その際、フレキシブル基板１０１は、ローラ装置２５０を使用して真空チャンバ２０５内にガイドされうる。リチウムを含む第１の層１１０は、フレキシブル基板１０１の上に堆積することができる。具体的には、第１の層１１０はリチウム層であってもよい。銅を含む第２の層１２０は、第１の層１１０の上に堆積することができる。具体的には、第２の層１２０は銅層であってもよい。リチウムを含む第３の層１３０は、第２の層１２０の上に堆積することができる。具体的には、第３の層１３０はリチウム層であってもよい。フレキシブル基板１０１は取り除くことができる。
【００８４】
［００８３］  第１の層１１０及び第３の層１３０は、約２５μｍ以下の、好ましくは２０μｍ以下の、典型的には１５μｍ以下の、及び／又は好ましくは３μｍ以上の、典型的には５μｍ以上の厚みに形成されうる。第２の層１２０は、１０μｍ以下の、典型的には８μｍ以下の、有利には７μｍ以下の、具体的には６μｍ以下の、特に５μｍ以下の厚みに形成されうる。
【００８５】
［００８４］  本書に記載の実施例は、以下の利点をもたらしうる。リチウムはキャリアの上に一時的に堆積することができる。温度制御と製造中又は処理中の取扱いは、このようにして促進されうる。更に、銅層などの堆積層の厚みは調整可能である。したがって、市販の銅箔などに関しては、層の厚みの制限は発生しない。リチウム電池などの二次電池との関連では、薄い銅層が処理可能である。リチウム電池のエネルギー密度を高めること、すなわち、同一エネルギー蓄積能力に対する重量及び体積を減らすことが可能である。更に、例えばリチウムによる第１の面のコーティング、保護膜によるコーティング層の保護、例えばリチウムにより第２の面をコーティングするための層スタックの反転、などの作業は省くことができる。有利には、コーティングプロセス又は堆積プロセスは、それ自体が堆積したリチウムに対する保護又は保護層として機能しうるフレキシブル基板などのキャリア膜上で実行可能である。
【００８６】
［００８５］  以上の記述は、本開示の実施例を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施例及び更なる実施例が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2018532231.tif 000003
【図２Ａ】
2018532231.tif 000004
【図２Ｂ】
2018532231.tif 000005
【図２Ｃ】
2018532231.tif 000006
【図３Ａ】
2018532231.tif 000007
【図３Ｂ】
2018532231.tif 000008
【図３Ｃ】
2018532231.tif 000009
【図３Ｄ】
2018532231.tif 000010
【図４Ａ】
2018532231.tif 000011
【図４Ｂ】
2018532231.tif 000012
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月25日(2018.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル層スタック（１００）を製造するための方法であって、
フレキシブル基板（１０１）を提供することと、
前記フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積することと、
前記第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積することと、
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことと
を含む方法。
【請求項２】
前記第２の層（１２０）の上に第３の層（１３０）を堆積することを更に含み、前記第３の層（１３０）は前記第１の材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の材料はアルカリ金属である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の層（１１０）は、約２５μｍ以下の厚みに形成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の材料は導電性材料である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ローラ装置（２５０）を使用して、前記フレキシブル基板（１０１）を真空チャンバ（２０５）にガイドすることを更に含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記フレキシブル基板（１０１）は、前記第１の層（１１０）に対する保護層として機能するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことは、前記第１の層（１１０）から前記フレキシブル基板（１０１）を剥離することを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことは、前記フレキシブル基板（１０１）をエッチングすることを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記フレキシブル基板（１０１）の上にリリース層（１０５）を提供することを更に含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
リチウム電池の負電極（１００）を製造するための方法（３００）であって、
ローラ装置（２５０）を使用してフレキシブル基板（１０１）を真空チャンバ（２０５）へガイドすることと、
前記フレキシブル基板（１０１）の上にリチウムを含む第１の層（１１０）を堆積することと、
前記第１の層（１１０）の上に銅を含む第２の層（１２０）を堆積することと、
前記第２の層（１２０）の上にリチウムを含む第３の層（１３０）を堆積することと、
前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くことと
を含む方法（３００）。
【請求項１２】
フレキシブル層スタック（１００）を製造するための装置（２００）であって、
フレキシブル基板（１０１）をガイドするためのローラ装置（２５０）と、
前記フレキシブル基板（１０１）の上に第１の材料を含む第１の層（１１０）を堆積するように構成された第１の堆積源装置（２１０）と、
前記第１の層（１１０）の上に第２の材料を含む第２の層（１２０）を堆積するように構成された第２の堆積源装置（２２０）と、
前記第２の層（１２０）の上に前記第１の材料を含む第３の層（１３０）を堆積するように構成された第３の堆積源装置（２３０）と
を備える装置（２００）。
【請求項１３】
前記第１の層（１１０）から前記フレキシブル基板（１０１）を取り除くための除去装置（２６０）
を更に備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
リチウム電池用のフレキシブルな負電極であって、
リチウムを含み、５μｍ以上及び１５μｍ以下からなる群から選択される少なくとも１つの厚みを有する第１の層（１１０）と、
銅を含み、１０μｍ以下の厚みを有する第２の層（１２０）と、
リチウムを含み、５μｍ以上及びは１５μｍ以下からなる群から選択される少なくとも１つの厚みを有する第３の層（１３０）と
を含む、負電極。
【請求項１５】
前記第１の層（１１０）と前記第２の層（１２０）との間の第１の粘着層（１１５）、及び前記第２の層（１２０）と前記第３の層（１３０）との間の第２の粘着層（１２５）からなる群から選択される少なくとも１つを更に備える、請求項１４に記載の負電極。
【国際調査報告】
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