(57)【要約】【課題】フィルム基材の洗浄工程において、フィルム基材端部から塵埃を容易且つ的確に除去することができる洗浄装置を提供する。【解決手段】フィルム基材２を洗浄する洗浄装置であって、フィルム基材端部２１の表面及び裏面とそれぞれ離間した状態で向かい合う振動素子６ａ、６ｂと、振動素子６ａ、６ｂとフィルム基材端部２１との間隙に洗浄液を供給する洗浄液供給口４と、上記の間隙から洗浄液を回収する洗浄液回収口５ａ、５ｂと、を備える。振動素子６ａ、６ｂは、洗浄液が間隙に入ることで形成される液膜７に振動を加える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材を洗浄する洗浄装置であって、
前記フィルム基材の端部の表面及び裏面の少なくとも一方と離間した状態で向かい合う振動素子と、
前記振動素子と前記端部との間隙に洗浄液を供給する洗浄液供給口と、
前記間隙から前記洗浄液を回収する洗浄液回収口と、を備え、
前記振動素子は、前記洗浄液が前記間隙に入ることで形成される液膜に振動を加えることを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記振動素子と前記洗浄液供給口及び前記洗浄液回収口が設けられたフィルム端部洗浄ヘッド、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄液回収口は、前記振動素子の外周のうちの前記フィルム基材と向かい合う位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記振動素子は、
前記端部の表面と離間した状態で向かい合う第１の振動素子と、
前記端部の裏面と離間した状態で向かい合う第２の振動素子と、を有することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄液供給口は、平面視でフィルム基材の外側に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
一方向に向けて相対的に移動している前記フィルム基材に向けて前記洗浄液供給口から前記洗浄液を連続的に供給し、前記間隙に前記液膜が形成される状態を維持することによって、前記端部を連続的に洗浄することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄液はアルカリ性の洗浄液であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記洗浄液はアルコール系溶剤を含むことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記洗浄液はフッ素系溶剤を含むことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フィルム基材に塵埃等の付着を嫌う電子部材、特に有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）照明等に用いることが可能なフィルム基材を洗浄する洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック等のフィルム基材の表面に酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化珪素等の金属酸化物の薄膜を形成したガスバリアフィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品や工業用品及び医薬品等の変質を防止するための包装用途に広く用いられている。また、包装用途以外にも液晶表示素子、太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）基板等で使用されている。特に有機ＥＬ素子などへの応用が進んでいる透明基材には、近年、軽量化、大型化という要求に加え、長期信頼性や形状のフレキシブル性が可能であること等の高度な要求が加わり、重くて割れやすく大面積化が困難なガラス基板に代わって透明プラスチック等のフィルム基材が採用され始めている。また、プラスチックフィルムは上記要求に応えるだけでなく、ロールツーロール方式が可能であることからガラスよりも生産性が良くコストダウンの点でも期待が持たれている。
【０００３】
また、有機ＥＬはプラスチック等のフィルム基材を用いることにより、低消費電力、薄型、軽量、フレキシブル性による設計自由度が高い等の多くの利点から、次世代のフレキシブル照明としても注目されている。この有機ＥＬの素子構成は、一般に透明基板上に陽極層、有機発光層、陰極層の積層により形成され、陽極層と陰極層との間に電圧を印加することにより有機発光層が励起することで発光する。
【０００４】
しかしながら、プラスチックのフィルム基材はガスバリア性に乏しいという問題がある。ガスバリア性が十分でないフィルム基材を用いると、フィルム基材中に水蒸気や空気が浸透する。酸素や水分に弱いことが知られている有機ＥＬ素子は、大気中に放置すると、酸素や水蒸気が有機ＥＬ素子内へ進入し、劣化が引き起こされる。
【０００５】
このように、プラスチックのフィルム基材は、単体では、水、酸素のバリア性に乏しく、有機ＥＬ素子の陰極層を保護するために必要な水蒸気バリア性を確保することは困難である。そのため、フィルム基材上に金属酸化物薄膜をバリア層として形成し、ガスバリア性を有したフィルム基材とすることが提案されている。このバリア層としては、主に透明性の高い珪素、アルミニウムなどの酸化物や窒化物があげられる。このバリア層は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法などにより形成される。
【０００６】
上記のように金属酸化物薄膜からなるバリアフィルムは、分布なく適切な成膜が施されている状態においては、ガスバリア性に問題なく所望の性能を確保できる。しかし、フィルム基材上に塵埃が存在した場合は、薄膜形成時の成膜不具合、または薄膜形成後の塵埃脱落によるピンホール等により、ガスバリア性の著しい低下が発生する。そのため、薄膜形成前にフィルム基材から塵埃を除去（すなわち、除塵）する必要がある。
【０００７】
フィルム基材に対する除塵方法としてはいくつか検討がなされており、工程が比較的簡便な乾式洗浄が特に注目されてきた。主に、粘着性を持ったゴムロール等をフィルム基材表面に接触させてフィルム基材表面に付着した塵埃を粘着ゴム等に転写させる方法や、フィルム基材表面に高圧エアや超音波で振動させたエアを吹き付けてフィルム基材表面の塵埃を剥離させ、その剥離した塵埃を含む空気を吸引して除去する非接触の除塵方法、などが知られている。
【０００８】
しかしながら、上記のような粘着ゴムロールによってフィルム基材表面の塵埃を除去する方法は、除塵能力は大きいが、同時に大きな剥離帯電が発生し、除塵後のフィルム基材に、この帯電（静電気）によって周辺の塵挨が吸着されてしまう問題がある。一方、非接触の高圧エア吹出し・吸引または超音波振動エア吹出し・吸引による除塵方法は、粘着ゴムロール接触式の除塵方法と比較すると除塵能力が劣り、バリア性能を十分に確保するための除塵性能が得られないという問題がある。そこで、洗浄後にフィルム基材の乾燥処理が必要となるものの、ガラス基材の除塵に採用され除塵能力に優れる湿式洗浄が検討されている。
【０００９】
例えば、特許文献１には、洗浄ノズルから吐出される洗浄液の水流によりフィルム基材表面に付着した塵埃を除去するフィルム洗浄装置の提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−０９６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特にロールツーロールによる薄膜形成において懸念される点として、ロール状のフィルム基材の幅方向の端部（すなわち、フィルム基材端部）で、除去対象となる塵埃がより多く分布することが分かっている。これはフィルム基材の切断加工（スリット）時に発生するフィルム基材由来の塵埃や、フィルム基材をロール保管する際の降下塵等が、ロール端面へ付着すること原因であると考えられる。
【００１２】
このフィルム基材端部に付着した塵埃は、ロールツーロール等の工程内において、装置を介しフィルム基材の幅方向の中央部（すなわち、フィルム基材中央部）に転移することも少なくない。そのため、塵埃の付着を嫌う有機ＥＬ素子等においてはフィルム基材端部の除塵は不可欠といえ、フィルム基材洗浄の際にはフィルム基材中央部の洗浄だけでなく、フィルム基材端部の洗浄も重要となってくる。しかしながら、フィルム基材端部の洗浄を主とした洗浄装置の提案は稀有であることが現状である。
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、フィルム基材の洗浄工程において、フィルム基材端部から塵埃を容易且つ的確に除去することができる洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様に係る洗浄装置は、フィルム基材を洗浄する洗浄装置であって、前記フィルム基材の端部の表面及び裏面の少なくとも一方と離間した状態で向かい合う振動素子と、前記振動素子と前記端部との間隙に洗浄液を供給する洗浄液供給口と、前記間隙から前記洗浄液を回収する洗浄液回収口と、を備え、前記振動素子は、前記洗浄液が前記間隙に入ることで形成される液膜に振動を加えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、フィルム基材の洗浄工程において、フィルム基材端部から塵埃を容易且つ的確に除去することができる洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るフィルム端部洗浄装置１の構成例を示す図である。
【図２】図１（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した断面図である。
【図３】図１（ｂ）をＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
＜構成＞
【００１７】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施形態に係るフィルム端部洗浄装置１の構成例を示す平面図と、フィルム２の搬送方向から見た正面図である。図１（ａ）及び（ｂ）では、フィルム基材２がロールツーロールで搬送される工程において、このフィルム基材２の幅方向の端部（すなわち、フィルム基材端部）２１をフィルム端部洗浄装置１が洗浄している状態を模式的に示している。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、フィルム端部洗浄装置１は、フィルム基材端部２１に設置されることでフィルム基材端部２１に付着する塵埃を効果的に除去する装置である。図１（ｂ）に示すように、フィルム端部洗浄装置１は、搬送されるフィルム基材２のフィルム基材端部２１をその表面及び裏面の側から挟み込むようにして、設置される。
【００１９】
図２は、図１（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した断面図である。図２に示すように、フィルム端部洗浄装置１は、フィルム端部洗浄ヘッド３を備える。フィルム端部洗浄ヘッド３は、フィルム基材端部２１の表面及び裏面の少なくとも一方と離間した状態で向かい合う振動素子６と、この振動素子６とフィルム基材端部２１との間隙に洗浄液を供給する洗浄液供給口４と、振動素子６の外周のうちのフィルム基材２と向かい合う位置に設けられ、間隙から洗浄液を回収する洗浄液回収口５と、を有する。振動素子６は、洗浄液が間隙に入ることで形成される液膜７に振動を加える素子である。
【００２０】
例えば、フィルム端部洗浄ヘッド３は、フィルム基材端部２１の表面（図２では、上側の面）及び裏面（図２では、下側の面）のそれぞれと対向するように配置される上部洗浄ヘッド３ａ及び下部洗浄ヘッド３ｂを備える。上部洗浄ヘッド３ａはフィルム基材２の表面と間隙をもって配置され、下部洗浄ヘッド３ｂはフィルム基材２の裏面と間隙をもって配置される。また、フィルム端部洗浄ヘッド３は、これら両間隙に液膜７を形成するために洗浄液を供給する洗浄液供給口４を有する。洗浄液供給口４は、平面視でフィルム基材２の外側に設けられており、例えばフィルム基材２の幅方向の外側に設けられている。
【００２１】
上部洗浄ヘッド３ａは、超音波振動を液膜７に印加するための振動素子６ａを有する。
振動素子６ａは、上部洗浄ヘッド３ａのうち、フィルム基材端部２１と対向する側の面に設けられている。また、上部洗浄ヘッド３ａは、洗浄液の液膜７を回収するための洗浄液回収口５ａを有する。この洗浄液回収口５ａは、振動素子６ａに対してフィルム基材２の幅方向の中央側に設けられている。
【００２２】
下部洗浄ヘッド３ｂは、超音波振動を液膜７に印加するための振動素子６ｂを有する。
振動素子６ｂは、下部洗浄ヘッド３ｂのうち、フィルム基材端部２１と対向する側の面に設けられている。また、下部洗浄ヘッド３ｂは、洗浄液の液膜７を回収するための洗浄液回収口５ｂを有する。この洗浄液回収口５ｂは、振動素子６ｂに対してフィルム基材２の幅方向の中央側に設けられている。
【００２３】
図３は、図１（ｂ）をＢ−Ｂ’線で切断した断面図である。図３に示すように、振動素子６ａの平面視による形状が矩形の場合、洗浄液回収口５ａは、振動素子６ａの外周４辺のうちの洗浄液供給口４側以外の３辺を囲うように配置され、フィルム基材２側への洗浄液の浸入防ぐように構成される。なお、図３は上部洗浄ヘッド３ａの断面を示すが、下部洗浄ヘッドにおける洗浄液回収口の配置も、上部洗浄ヘッド３ａの場合と同様である。
＜動作＞
【００２４】
フィルム端部洗浄装置１は、一方向（図１、図３では、矢印で示す方向）に向けて移動しているフィルム基材２に向けて洗浄液供給口４から洗浄液を連続的に供給し、間隙７に液膜が形成される状態を維持することによって、フィルム基材端部２１を連続的に洗浄する。
【００２５】
例えば、フィルム端部洗浄装置１は、サニタリーポンプなどの排出機器を用いて洗浄液を洗浄液供給口４を介してフィルム基材２に絶えず供給し、且つエジェクタなどの吸引機器を用いて洗浄液を洗浄液回収口５を介して適量回収する。これにより、フィルム端部洗浄装置１は、フィルム基材端部２１の表裏面と洗浄ヘッド３との間隙に形成される液膜７を、常に一定の膜厚で保持することができる。更に、上記液膜７に振動素子６による超音波振動を加えることで、フィルム基材２表裏面に付着する塵埃の洗浄を行うことができる。フィルム基材の洗浄工程において、フィルム基材２をロールツーロールで搬送するとともに、フィルム端部洗浄装置１を用いることによって、フィルム基材端部２１の洗浄を連続的に行うことができる。
＜対応関係＞
【００２６】
この実施形態では、フィルム基材端部２１が本発明の「フィルム基材の端部」に対応している。また、振動素子６ａが本発明の「第１の振動素子」に対応し、振動素子６ｂが本発明の「第２の振動素子」に対応している。また、洗浄ヘッド３が本発明の「フィルム端部洗浄ヘッド」に対応し、フィルム端部洗浄装置１が本発明の「洗浄装置」に対応している。
＜実施形態の効果＞
【００２７】
本発明の実施形態によれば、ロールツーロールにおけるフィルム基材２の洗浄工程において、従来技術では十分に除去しきれなかったフィルム基材端部２１に対する塵埃を容易且つ的確に除去することができる。例えば、フィルム基材２に塵埃等が付着することを嫌う電子部材、特に有機ＥＬ照明等に用いるバリアフィルムの基材に付着する塵埃を確実に除去することができる。これにより、バリア層の成膜不具合やピンホール等、ガスバリア性を損なう不具合がバリアフィルムに生じることを防ぐことができる。また、このような不具合のないバリアフィルムが得られることで、素子劣化を抑えた有機ＥＬ照明を得ることができる。
＜変形例＞
【００２８】
上記の実施形態では、フィルム基材端部２１として、ロールツーロールで搬送されるフィルム基材２の幅方向の一端部を示し、これを洗浄処理する場合について説明した。しかしながら、本発明では、フィルム基材２の幅方向の一端部だけでなく他端部も、一端部の場合と同様にフィルム端部洗浄装置１を用いて洗浄してもよい。これにより、フィルム基材２の幅方向の両端部を同時に、又は前後して洗浄処理ことが可能となる。更に、この一端部の洗浄処理又は両端部の洗浄処理の前後工程として、フィルム基材２の全面を洗浄処理してもよい。これにより、フィルム基材２全体に付着した塵埃を除去することが可能となる。
【００２９】
また、上記の実施形態では、ロールツーロールで搬送されるフィルム基材２に対して、フィルム端部洗浄装置１を固定した構成とする場合について説明した。しかしながら、本発明では、固定されたフィルム基材２に対し、フィルム端部洗浄装置１がフィルム基材端部２１に沿って移動するような構成でもよい。すなわち、フィルム端部洗浄装置１はフィルム基材２に対して相対的に移動する構成でもよい。このような場合も、上記の実施形態の効果と同様の効果を奏する。
【実施例】
【００３０】
本発明の実施例として、図１〜図３に示したフィルム端部洗浄装置を用いて、フィルム基材端部に付着した塵埃を除去する場合について説明する。塵埃除去を行う洗浄液として純水を使用した。
フィルム基材にはＰＥＴフィルム１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×０．１５ｍｍ（縦×横×厚さ）を使用し、フィルム基材端部の３０ｍｍ×３０ｍｍ（縦×横）を洗浄範囲と定め、フィルム基材片面のみの塵埃除去を試みた。洗浄に使用する洗浄ヘッドは洗浄範囲と同様に３０ｍｍ×３０ｍｍとし、洗浄ヘッドとフィルム基材との間隙は１ｍｍとなるように配置した。洗浄液供給方法としてシリンジポンプを用い、洗浄液を洗浄ヘッドとフィルム基材の間隙に充満される適正量を吐出し、液膜を形成した。その後、形成された液膜に対し、振動素子６により超音波振動を出力５０〜３００Ｗ程度、振動数３０〜１００ｋＨｚで印加し、エジェクタを用いて洗浄液回収口５から洗浄液の回収を行った。
【００３１】
洗浄されたＰＥＴフィルム端部に付着する塵埃の有無を光学顕微鏡を用いて詳細に観察した結果、塵埃の数は洗浄前と比べ減少しており、塵埃除去が効果的に行われていることを確認した。また、洗浄液は純水に限定されるものではなく、塵埃の種類によってはアルカリ性の洗浄液や、アルコール系溶剤を含む洗浄液、フッ素系溶剤を含む洗浄液、又は、これらを１つ以上含む洗浄液を用いることが望ましい。
【符号の説明】
【００３２】
１  フィルム端部洗浄装置
２  フィルム基材
３  洗浄ヘッド
３ａ  上部洗浄ヘッド
３ｂ  下部洗浄ヘッド
４、４ａ、４ｂ  洗浄液供給口
５、５ａ、５ｂ  洗浄液回収口
６、６ａ、６ｂ  振動素子
７  液膜
２１  フィルム基材端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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