(57)【要約】【課題】液晶デバイス用基板に成膜する反射防止膜の膜複屈折を低減すること。【解決手段】反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散する蒸着源と、液晶デバイス用の基板をその表面が前記蒸着源に対向するように球面状に設置して保持する自公転自在な保持手段とを有し、前記蒸着源が蒸散する前記蒸着物質を前記基板の表面に真空蒸着させることにより前記基板の表面に反射防止膜を成膜する成膜装置であって、前記保持手段の自公転軸上に前記蒸着源を設置し、前記保持手段の自公転軸に直交する面に対し最大１０度以下に前記基板を設置する。【選択図】　　　図１
2004091899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散する蒸着源と、液晶デバイス用の基板をその表面が前記蒸着源に対向するように球面状に設置して保持する自公転自在な保持手段とを有し、前記蒸着源が蒸散する前記蒸着物質を前記基板の表面に真空蒸着させることにより前記基板の表面に反射防止膜を成膜する成膜装置であって、
前記保持手段の自公転軸上に前記蒸着源を設置し、前記保持手段の自公転軸に直交する面に対し最大１０度以下に前記基板を設置することを特徴とする反射防止膜の成膜装置。
【請求項２】
液晶デバイス用の基板をその表面が蒸着源に対向するように保持手段に球面状に設置し、前記保持手段を自公転させ、
前記蒸着源から反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散させ、
前記蒸着源が蒸散する前記蒸着物質を前記基板の表面に真空蒸着させることにより前記基板の表面に反射防止膜を成膜する成膜方法であって、
前記保持手段の自公転軸上に前記蒸着源を設置し、前記保持手段の自公転軸に直交する面に対する前記基板の設置角度が最大１０度以下となるように、前記基板を前記保持手段に設置することを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶デバイス用基板に反射防止膜を成膜するための成膜装置及び成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶デバイス用基板に反射防止膜を成膜する場合には、真空蒸着法、スパッタ法などの真空蒸着を用いることが多い。中でも真空蒸着法は、材料交換の容易性や生産性、コスト等の面で優位にあり、広く一般に用いられている。真空蒸着法により　液晶デバイス用基板に反射防止膜を成膜する際には、成膜される基板上の膜厚を均一にするために、以下のような方法をとる。
【０００３】
（１）基板を回転型の基板ホルダーに保持し、自転公転させる。
【０００４】
（２）ドーム形状の基板ホルダーを採用し、事実上の蒸着源から基板への距離を揃える。
【０００５】
（３）膜厚補正用の板を蒸着源と基板との間に設置する。
【０００６】
特に、上記（２）と（３）とを組み合わせた方法は、成膜１回当たりの成膜基板数量を向上することができ、機構的にも容易な方法であるため、広く一般に用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶デバイスを複屈折モードの液晶ディスプレイとして使用する場合、液晶層以外で発生する、大きさや方向が一定しない複屈折は、液晶層への電圧印加時／電圧無印加時の間のコントラストを低下させる原因となる。このような原因の中でも、成膜済みガラス基板における反射防止膜の複屈折は、大きな割合を占めている。液晶デバイス用のガラス材料は、比較的複屈折の低いものが使われているものの、反射防止膜の成膜において、その材料や成膜角度などに起因して、形成される膜に複屈折が発生してしまう。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、液晶デバイス用基板に成膜する反射防止膜の膜複屈折を低減することができる成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による反射防止膜の成膜装置は、反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散する蒸着源と、液晶デバイス用の基板をその表面が前記蒸着源に対向するように球面状に設置して保持する自公転自在な保持手段とを有し、前記蒸着源が蒸散する前記蒸着物質を前記基板の表面に真空蒸着させることにより前記基板の表面に反射防止膜を成膜する成膜装置であって、前記保持手段の自公転軸上に前記蒸着源を設置し、前記保持手段の自公転軸に直交する面に対し最大１０度以下に前記基板を設置することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による反射防止膜の成膜方法は、液晶デバイス用の基板をその表面が蒸着源に対向するように保持手段に球面状に設置し、前記保持手段を自公転させ、前記蒸着源から反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散させ、前記蒸着源が蒸散する前記蒸着物質を前記基板の表面に真空蒸着させることにより前記基板の表面に反射防止膜を成膜する成膜方法であって、前記保持手段の自公転軸上に前記蒸着源を設置し、前記保持手段の自公転軸に直交する面に対する前記基板の設置角度が最大１０度以下となるように、前記基板を前記保持手段に設置することを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、基板の設置角度を最適化することで、基板に形成される反射防止膜の膜複屈折を許容範囲内に低減することができ、液晶デバイスが必要とするコントラストを得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照しながら、本発明の実施の形態について詳しく説明する。尚、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の参照符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００１３】
［比較例］
図４は、真空蒸着法による反射防止膜の成膜を行うための典型的な成膜装置１１０ｂを例示した概略側面図である。
【００１４】
成膜装置１１０ｂ内は、図示しない排気口を通じて真空ポンプにより排気が行われることで、必要な真空状態が確保される。成膜装置１１０ｂの底面の中央部付近には反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散する蒸着源１２０が設置されており、液晶デバイス用の基板１３０ａ〜１３０ｆをその表面が蒸着源１２０に対向するように球面状に設置して保持するドームＲ２が設置されている。基板１３０ａ〜１３０ｆは、例えば、複屈折モードを用いた液晶デバイス用ガラス基板である。
【００１５】
蒸着源１２０は、例えば、るつぼ状の容器内に蒸着物質が格納されており、イオンプレーティング法などにより蒸着物質を加熱溶融することで、反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を分子流領域に蒸散させ、各基板１３０ａ〜１３０ｆの表面に成膜用成分を真空蒸着させることにより反射防止膜を成膜する。
【００１６】
ドームＲ２は、図示しない駆動機構により公転軸Ａを中心に自転公転自在に構成されている。また、ドームＲ２は、蒸着源１２０の上方付近に形成される粘着流領域内の事実上の蒸着源Ｐから各基板１３０ａ〜１３０ｆまでの各距離ｈ０がそれぞれ等距離となるように、各基板１３０ａ〜１３０ｆをドーム状に保持する。これにより、各基板１３０ａ〜１３０ｆに成膜される反射防止膜の膜厚均一性を確保している。
【００１７】
さらに、事実上の蒸着源Ｐと基板１３０ａ〜１３０ｆとの間には、各基板１３０ａ〜１３０ｆに成膜される反射防止膜の膜厚のバラツキを軽減するための膜厚補正板１２５が設けられている。
【００１８】
ドームＲ２は、事実上の蒸着源Ｐから各基板１３０ａ〜１３０ｆまでの距離ｈ０が等距離となるように各基板１３０ａ〜１３０ｆを保持するため、ドームＲ２の公転軸Ａに直交する平面に対する各基板１３０ａ〜１３０ｆの設置角度は、ドームＲ２の頂点に近い基板よりもドームＲ２の底辺に近い基板の方が大きくなる。つまり、基板１３０ｃの設置角度α３より基板１３０ｂの設置角度α２の方が大きく、基板１３０ｂの設置角度α２より基板１３０ａの設置角度α１の方が大きくなる。
【００１９】
ここで、本発明者は、ドームＲ２の公転軸Ａに直交する平面に対する各基板１３０ａ〜１３０ｆの設置角度によって、基板１３０ａ〜１３０ｆに成膜される反射防止膜の膜複屈折の発生量が左右されることを知見した。図５は、基板の設置角度と膜複屈折の発生量との相関関係を例示した図であり、基板の設置角度が大きくなるにつれ膜複屈折の発生量が増加することがわかる。反射防止膜の成膜において、膜複屈折値が　０．５ｎｍを超えると、形成される膜に許容できない複屈折が発生し、その結果コントラストの低下を招いてしまう。従って、実用上必要とする液晶デバイスのコントラストを確保するためには、ドームの回転軸に直交する平面に対する基板の設置角度を、１０度以下にする必要がある。
【００２０】
図４に例示した成膜装置１１０ｂにおいて、膜複屈折発生量の許容範囲の分岐点を設置角度α（例えば、設置角度１０度）とすると、許容範囲内の設置角度α３を有する基板１３０ｃでは、膜複屈折の発生量は　０．５ｎｍ以下となるが、許容範囲外の設置角度α１，α２を有する基板１３０ａ，１３０ｂでは、膜複屈折の発生量が　０．５ｎｍを超える許容できない複屈折が発生する。
【００２１】
そこで、複屈折モードを用いた液晶デバイス用基板に反射防止膜をイオンプレーティング法などの付加機能を含む真空蒸着法により成膜する成膜装置であって、蒸着源に対して基板をドーム状に配置し、回転させて、成膜用成分を基板の表面に真空蒸着させる成膜装置において、基板の設置角度を最適化し、基板に形成される反射防止膜の膜複屈折を低減することができる成膜装置の実施例を以下に示す。
【００２２】
［実施例］
図１は、真空蒸着法による反射防止膜の成膜を行うための成膜装置１１０ａであって、基板の設置角度を最適化することで基板に形成される反射防止膜の膜複屈折を低減することができる成膜装置１１０ａを例示した概略側面図である。
【００２３】
成膜装置１１０ａ内は、図示しない排気口を通じて真空ポンプにより排気が行われることで、必要な真空状態が確保される。
【００２４】
成膜装置１１０ａの底面の中央部付近には反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散する蒸着源１２０が設置されており、液晶デバイス用の基板１３０ａ〜１３０ｆをその表面が蒸着源１２０に対向するように球面状に設置して保持するドームＲ１が設置されている。基板１３０ａ〜１３０ｆは、例えば、複屈折モードを用いた液晶デバイス用ガラス基板である。
【００２５】
蒸着源１２０は、例えば、るつぼ状の容器内に蒸着物質が格納されており、イオンプレーティング法、分子線蒸着法、イオンビーム蒸着法等により蒸着物質を加熱溶融し、反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を分子流領域に蒸散させ、各基板１３０ａ〜１３０ｆの表面に成膜用成分を真空蒸着させることにより反射防止膜を成膜する。このような反射防止膜を形成する物質としては、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等がある。
【００２６】
ドームＲ１は、図示しないモータ等の駆動機構により公転軸Ａを中心に自転公転自在に構成されており、各基板１３０ａ〜１３０ｆに成膜される反射防止膜の膜厚均一性を確保している。ドームＲ１は各基板１３０ａ〜１３０ｆを一体的に保持しているため、ドームＲ１を回転させれば各基板１３０ａ〜１３０ｆも公転軸Ａを中心に回転する。
【００２７】
さらに、事実上の蒸着源Ｐと基板１３０ａ〜１３０ｆとの間には、各基板１３０ａ〜１３０ｆに成膜される反射防止膜の膜厚のバラツキを軽減するための膜厚補正板１２５が設けられている。膜厚補正板１２５は、所定形状の平板からなり、事実上の蒸着源Ｐと各基板１３０ａ〜１３０ｆとの間の所定の位置に、水平に柱等を用いて設置される。
【００２８】
ドームＲ１は、公転軸Ａに直交する平面に対する各基板１３０ａ〜１３０ｆの設置角度が、最大でも所定の角度β以下になるように、各基板１３０ａ〜１３０ｆをドーム状に保持する。ここで、所定の角度βは、膜複屈折の発生量が　０．５ｎｍ以下になり、必要とする液晶デバイスのコントラストを確保することができる角度、すなわち角度１０度以下である。
【００２９】
つまり、ドームＲ１の中心Ｓは、ドームＲ１が保持する各基板１３０ａ〜１３０ｆの公転軸Ａに直交する平面に対する設置角度が、それぞれ所定の角度β以下になるように定められる。ドームＲ１の中心Ｓから各基板１３０ａ〜１３０ｆまでの各距離ｈ２は等距離となり、事実上の蒸着源Ｐから各基板１３０ａ〜１３０ｆまでの各距離ｈ１は必ずしも等距離ではない。
【００３０】
このように構成することで、各基板１３０ａ〜１３０ｆの設置角度（例えば、基板１３０ａの設置角度β１、基板１３０ｂの設置角度β２、基板１３０ｃの設置角度β３はいずれも）は、所定の角度β以下となり、膜複屈折の発生量を　０．５ｎｍ以下に低減することができる。
【００３１】
従って、以上のように構成された、複屈折モードを用いた液晶デバイス用基板１３０ａ〜１３０ｆに反射防止膜をイオンプレーティング法などの付加機能を含む真空蒸着法により成膜する成膜装置１１０ａにおいて、蒸着源Ｐに対して基板１３０ａ〜１３０ｆをドームＲ１に球面状に設置し、ドームＲ１を自公転させ、蒸着源１２０から反射防止膜の成膜用成分を含む蒸着物質を蒸散させ、成膜用成分を基板１３０ａ〜１３０ｆの表面に真空蒸着させる際に、基板１３０ａ〜１３０ｆの設置角度を最適化することで、基板１３０ａ〜１３０ｆに形成される反射防止膜の膜複屈折を低減することができ、液晶デバイスに必要なコントラスト値を得ることができる。
【００３２】
尚、図２，図３は、図４に示した比較例におけるドームＲ２と、図１に示した本実施例におけるドームＲ１とを対比するために、事実上の蒸着源Ｐを中心に重ねて表した図である。図２は、事実上の蒸着源ＰからドームＲ１の天頂までの距離ｈ０と事実上の蒸着源ＰからドームＲ２の天頂までの距離ｈ１が等しく、且つ、ドームＲ１が保持する各基板の設置角度が所定の角度β以下となるように、ドームＲ１の中心Ｓを定めた例を示している。
【００３３】
また、図３は、事実上の蒸着源ＰからドームＲ１が保持する基板１３０ａまでの距離ｈ０と、事実上の蒸着源ＰからドームＲ２が保持する基板１３０ａまでの距離ｈ１が等しく、且つ、ドームＲ１が保持する各基板の設置角度が所定の角度β以下となるように、ドームＲ１の中心Ｓを定めた例を示している。
【００３４】
尚、ドームＲ１の中心Ｓの定め方は、これらに限定されず様々な形が想定されるが、いずれにしてもドームＲ１が保持する各基板１３０ａ〜１３０ｆの設置角度が最大でも所定の角度β以下になるように定められる。
【００３５】
尚、ドームＲ１が保持する各基板１３０ａ〜１３０ｆの設置角度をそれぞれ所定の角度β以下とし、且つ、ドームＲ１の中心Ｓと事実上の蒸着源Ｐとが等しい位置になるようにしても良い。この場合、各基板１３０ａ〜１３０ｆに成膜される反射防止膜の膜複屈折の発生量は　０．５ｎｍ以下となり、且つ、膜厚均一性をも向上することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、基板の設置角度を最適化することで、基板に形成される反射防止膜の膜複屈折を許容範囲内に低減することができ、液晶デバイスが必要とするコントラストを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における一実施例である成膜装置の構成例を示す概略側面図　である。
【図２】図４に示す比較例によるドームと、図１に示す実施例によるドームとを対比するために、　事実上の蒸着源を中心に重ねて表した図である。
【図３】図４に示す比較例によるドームと、図１に示す実施例によるドームとを対比するために、　事実上の蒸着源を中心に重ねて表した図である。
【図４】本実施の形態における比較例である成膜装置の構成例を示す概略側面図　である。
【図５】基板の設置角度と　膜複屈折の発生量との相関関係を例示した図である。
【符号の説明】
Ａ…公転軸
Ｐ…事実上の蒸着源
Ｒ１…実施例におけるドーム
Ｒ２…比較例におけるドーム
Ｓ…ドームの中心
ｈ０…比較例における事実上の蒸着源から各基板までの距離
ｈ１…実施例における事実上の蒸着源から各基板までの距離
ｈ２…実施例におけるドームの中心から各基板までの距離
１１０ａ…実施例における成膜装置
１１０ｂ…比較例における成膜装置
１２０…蒸着源
１２５…膜厚補正板
１３０ａ〜１３０ｆ…液晶デバイス用基板
【図１】
2004091899.tif 000003
【図２】
2004091899.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004091899.tif 000006
【図５】
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