(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置室内を真空雰囲気にするための排気手段と、被蒸着物と同一室内に置かれる蒸着手段であって，前記被蒸着物に対して蒸着材料を加熱により蒸散させ前記被蒸着物質に蒸着させる第一蒸着手段と、前記被蒸着物と同一室内に置かれる蒸着手段であって，前記第一蒸着手段による蒸着作業後に蒸着材料を加熱により蒸散させ前記被蒸着物に蒸着させる第二蒸着手段と、を有し、前記排気手段により真空雰囲気にされた状態で第一蒸着手段及び第二蒸着手段を用いて被蒸着物に蒸着材料を順次蒸着させる真空蒸着装置において、前記第一蒸着手段と第二蒸着手段とを同一室内において選択的に区分けするように配置されるとともに前記第一蒸着手段または第二蒸着手段による蒸着材料への予備的な加熱により発生するガスの移動を被蒸着物に対して制限する蒸着制限手段と、前記排気手段以外に前記第一蒸着手段側及び第二蒸着手段側に各々設けられる排気手段であって，前記第一蒸着手段及び第二蒸着手段による蒸着材料に対する予備的な加熱によって生じるガスを排気するためのガス用排気手段と、一方の蒸着手段により被蒸着物への蒸着作業が行われている間に他方の蒸着手段を前記蒸着抑制手段を用いて前記室内において脱ガス作業領域として区分けして前記他方の蒸着手段に対して予備的な加熱を蒸着材料に行うように制御するとともに，前記予備的な加熱により蒸着材料から発生するガスを前記ガス用排気手段により排気させるように制御する制御手段と、を備え、前記室内において区分けされた脱ガス作業領域を前記ガス用排気手段により差動排気することにより前記ガスが前記被蒸着物に向うのを抑制するとともに前記蒸着作業と脱ガス作業とを並行して行うことを特徴とする真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成膜時間を短縮することのできる真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、真空蒸着装置を用いて蒸着材料を蒸発させ、被蒸着物上に多層膜を形成して反射防止効果等の所定の効果を機能させるためのコーティング処理を行う方法が知られている。真空蒸着装置を使用して蒸着材料を蒸発させる場合、真空圧を安定に保つためや形成する膜の純度を得るために、初めに予備的な加熱を行い、蒸着材料から発生するガスを取り除く脱ガス作業を行う。この脱ガス作業の終了後、さらに加熱し蒸着材料を蒸発させて被蒸着物に蒸着させる。
従来の真空蒸着装置において、被蒸着物に多層膜を形成させる場合には、前の成膜作業（脱ガス作業、蒸着作業）を終えた後、次の成膜作業を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前の成膜作業を終えてから次の成膜作業に移るということは、再び脱ガス作業から始めることとなるため、作業効率が非常に悪い。また、作業効率を上げるため、前の成膜作業中に次の蒸着材料の脱ガス作業を行うことが考えられるが、従来の真空蒸着装置では脱ガス時に発生するガスにより真空圧が変動し、成膜に影響を与えてしまう。また、成膜中の膜の中に脱ガス中の材料成分が混入するといった問題も生じることとなる。
【０００４】
上記従来技術の問題点に鑑み、成膜の品質を損なうことなく成膜の作業時間を短縮することのできる真空蒸着装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）  装置室内を真空雰囲気にするための排気手段と、被蒸着物と同一室内に置かれる蒸着手段であって，前記被蒸着物に対して蒸着材料を加熱により蒸散させ前記被蒸着物質に蒸着させる第一蒸着手段と、前記被蒸着物と同一室内に置かれる蒸着手段であって，前記第一蒸着手段による蒸着作業後に蒸着材料を加熱により蒸散させ前記被蒸着物に蒸着させる第二蒸着手段と、を有し、前記排気手段により真空雰囲気にされた状態で第一蒸着手段及び第二蒸着手段を用いて被蒸着物に蒸着材料を順次蒸着させる真空蒸着装置において、前記第一蒸着手段と第二蒸着手段とを同一室内において選択的に区分けするように配置されるとともに前記第一蒸着手段または第二蒸着手段による蒸着材料への予備的な加熱により発生するガスの移動を被蒸着物に対して制限する蒸着制限手段と、前記排気手段以外に前記第一蒸着手段側及び第二蒸着手段側に各々設けられる排気手段であって，前記第一蒸着手段及び第二蒸着手段による蒸着材料に対する予備的な加熱によって生じるガスを排気するためのガス用排気手段と、一方の蒸着手段により被蒸着物への蒸着作業が行われている間に他方の蒸着手段を前記蒸着抑制手段を用いて前記室内において脱ガス作業領域として区分けして前記他方の蒸着手段に対して予備的な加熱を蒸着材料に行うように制御するとともに，前記予備的な加熱により蒸着材料から発生するガスを前記ガス用排気手段により排気させるように制御する制御手段と、を備え、前記室内において区分けされた脱ガス作業領域を前記ガス用排気手段により差動排気することにより前記ガスが前記被蒸着物に向うのを抑制するとともに前記蒸着作業と脱ガス作業とを並行して行うことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態における蒸着作業の流れを説明する図である。
Ａは被蒸着物である偏光板１に付けられている保護フィルムを剥がすための剥離作業室である。保護フィルム１ａの剥離は後述する剥離装置によって行われる。また、剥離作業室Ａでは保護フィルム１ａを剥離した後、偏光板１を所定の型枠にセットする。Ｂは予備加熱室、Ｃは減圧室である。減圧室Ｃにて所定時間置かれた偏光板１は前処理室Ｄに送られ、プラズマ発生装置を用いて表面処理される。
【０００７】
前処理室Ｄにて表面処理された偏光板１は、蒸着室Ｅに送られる。蒸着室Ｅでは反射防止膜用の複数の蒸着材料（蒸着剤）を真空蒸着により偏光板１に蒸着させ、反射防止膜を形成させる。蒸着室Ｅにて反射防止膜が形成された偏光板１は後処理室Ｆに送られる。後処理室Ｆでは撥水、防汚処理用の膜を偏光板１に形成させる。後処理室Ｆにて後処理を終えた偏光板１は図示なき待機室に入れられた後、室内を大気圧にに戻し、蒸着作業の完了となる。また、これら一連の動作は後述するシーケンサからなる制御部によって行われる。
また各作業室同士は、図示なき開閉扉にて隔離されており、減圧室Ｃ、前処理室Ｄ、蒸着室Ｅ、後処理室Ｆには真空ポンプが設置されており、室内を所定の真空度まで減圧するものとしている。
【０００８】
以下に各作業工程について詳細に説明する。
＜剥離作業＞
図２は剥離作業室Ａにて使用する剥離装置の構成を示した図である。剥離装置は所定位置に置かれた保護フィルム１ａ付の偏光板１を所定高さまで持ち上げるための持上部１０と、持上部１０により所定の高さまで持上げられた偏光板１から保護フィルム１ａを剥がすための剥離部１１からなる。
【０００９】
持上部１０にはエアピンセットの機能を有する吸着部１２が下向きに複数個取り付けられている。吸着部１２の内部はエアーを吸引するための吸引路が設けられており、持上部１０に設けられている図示なき吸引ポンプを使用することにより、吸着部１２先端を負圧にし、偏光板１を吸引保持するようになっている。
１３は剥離部１１に設けられている粘着部であり、粘着テープとこの粘着テープを所定の長さだけ引き出し、その後粘着テープを切断する切断部からなる。また、剥離部１１は上下方向と前後方向（偏光板長手方向）に移動可能となっている。
【００１０】
次に、このような剥離装置を用いて偏光板１から保護フィルム１ａを剥離する動作を説明する。所定位置に置かれている偏光板１の上方まで持上部１０を位置させた後、持上部１０を下降させ吸着部１２の先端を偏光板１に当接、吸着させる。偏光板１を吸着部１２にて吸着させた後、持上部１０は偏光板１を持上げ、剥離部１１上まで移動する。持上部１０が剥離部１１上に位置すると、剥離部１１は所定の長さだけ粘着テープを引き出すと共に、偏光板１の一端に粘着テープを接触させる。偏光板１の一端に粘着テープが接触した後、剥離部１１は若干下降し、偏光板１に付けられている保護フィルム１ａを剥離させる。その後、剥離部１１は粘着テープに保護フィルム１ａの一部が接着された状態で偏光板１の長手方向に移動し、保護フィルム１ａを偏光板１から完全に剥離させる。剥離部１１は粘着テープを切断し、保護フィルム１ａを図示なき廃棄箱に落とす。
【００１１】
保護フィルム１ａが取り除かれた偏光板１は吸着部１２によって吸着、保持された状態で型枠２が置かれている所定位置まで運ばれ、型枠２内に取り付けられる。型枠２は偏光板１を２枚一組として取り付けられるようになっている。型枠にセットされた偏光板１は、ベルトコンベアからなる搬送手段によって次の作業室となる予備加熱室Ｂに搬送される。型枠２の構成については後述する。
【００１２】
＜予備加熱、減圧作業＞
予備加熱室Ｂに運ばれた偏光板１は、予備加熱室Ｂに設けられているハロゲンランプからなる加熱手段２０によって大気圧下で所定温度（５０℃程度）まで加熱される（図１参照）。この加熱手段２０によって偏光板１は加熱されることにより、偏光板から水分、不純物等が抜け出し脱気される。所定時間加熱された偏光板１は、搬送手段を用いて減圧室Ｃに搬入され、図示なき真空ポンプにより所定の減圧下（１．０×１０-3Ｐａ程度）に置かれる。この減圧室Ｃでも偏光板１は加熱手段２０によって加熱されている。
本実施の形態では減圧室は１つとしているが、徐々に減圧を行うために複数の減圧室を設け、最終の減圧室にて所望する真空度にさせることもできる。減圧室Ｃにて所望する真空度に維持された状態で、偏光板１は前処理室Ｄに搬送される。
【００１３】
＜前処理作業＞
前処理室Ｄでは図示なき真空ポンプによって減圧室Ｃと同等の真空度に保たれている。前処理室Ｄに搬入された偏光板１は、室内側壁に設けられた図示なき搬送手段となるローラー部によって室内中央まで搬送される。室内天井の中央部には偏光板１を型枠２ごと持上げる図示なき保持手段が設けられており、この保持手段によって偏光板１は型枠２ごと持上げられる。その後、加熱手段２０により偏光板１の表面温度を５０℃〜８０℃程度にまで上げた後、作業室内はプラズマ発生装置３０によりプラズマ雰囲気中にされる。
作業室内がプラズマ雰囲気にされた後、保持手段により偏光板１は水平方向に回転され、プラズマにより偏光板１の表面処理作業が所定時間行われる。表面処理作業終了後、偏光板１はローラー部によって蒸着室Ｅへ搬送される。
【００１４】
＜蒸着作業＞
図３及び図４に蒸着室Ｅの概略構成を示し、その蒸着作業について説明する。ここで図３（ａ）は蒸着室Ｅの概略構成を横方向から見た図であり、図３（ｂ）は室内上部に設けられている搬送機構の構成を上方から見た図である。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、蒸着室Ｅの上部には前処理室Ｄから搬送されてきた偏光板１を型枠２ごと保持し、蒸着室Ｅ内にて偏光板１を水平方向に回転させる回転機構１００と、型枠２に取り付けられた偏光板１を搬入、搬出させるための搬送機構１１０とが設けられている。
【００１５】
型枠２は図３（ａ）、（ｂ）に示すように内側に偏光板１を２枚載置することのできる空間を有した矩形状の枠であり、この型枠２の側面には凹部２ａが設けられている。また、型枠２は従来の搬送時及び回転時に必要とされた連結部材は設けられておらず、軽量化が図られている。
【００１６】
また、回転機構１００は型枠２の側面に設けられた凹部２ａに嵌合し、両側から型枠２を把持する把持部１０１、軸部１０２、モータ等からなる駆動部１０３からなる。把持部１０１は軸部１０２を介して駆動部１０３に取り付けられており、駆動部１０３の駆動によって、水平方向（図３（ｂ）に示す矢印方向）に回転可能である。
【００１７】
搬送機構１１０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、搬入口及び搬出口付近の室内側壁に固定的に取り付けられているローラー部１１１と、そのローラー部１１１の間に設置され、室内側壁に可動可能に取り付けられているローラー部１１２とからなる。ローラー部１１１，１１２は、何れも複数のローラーと該ローラーを駆動させるモータからなり、モータの駆動によりローラーが回転するようになっている。また、ローラー部１１１，１１２は、蒸着室Ｅ内において、搬入されてきた型枠２の高さ位置を変えることなく、その型枠２を各ローラー上に載置できるような位置に設けられている。
【００１８】
１１３は軸部であり、室内側壁に回転可能に取り付けられている。１１４はモータからなる駆動部である。ローラー部１１２はその一端が軸部１１３に、もう一端が駆動部１１４に接合されており、回転機構１１０による偏光板１の回転時には、駆動部１１４の回転によってローラー部１１２が水平な位置から略垂直な位置（図３（ａ），（ｂ）に示す点線位置）に退避されるようになっている。また、１１５は蒸着室Ｅ内を略真空にするための真空ポンプである。
【００１９】
１２０は偏光板１に対して連続的に複数の蒸着を行うことのできる蒸着機構である。蒸着機構１２０は図３（ａ）及び図４に示すように、蒸着室Ｅの床から所定の高さを有する遮蔽壁１２１ａ，１２１ｂによって床を分割するように形成されている。その分割された各々の領域内には、蒸着剤が入れられている金属製のの容器からなる蒸着源１２２ａ，１２２ｂと、蒸着源１２２ａ，１２２ｂに各々電子ビームを照射する電子ビーム発生装置１２３ａ，１２３ｂとが設置されている。
【００２０】
蒸着源１２２ａ，１２２ｂに入れられる蒸着剤は、ＳｉＯ2，ＴｉＯ2，ＺｒＯ２，Ｔａ2Ｏ5等の反射防止膜形成用に用いられる既存の蒸着剤である。また、蒸着源１２２ａ，１２２ｂは図４に示すように、それぞれ同一円周上に複数の蒸着源（本実施の形態では各領域毎に３つ）が用意されている。各蒸着源は駆動手段１２４ａ，１２４ｂによって図４に示す矢印方向に回転移動することができ、電子ビーム発生装置１２３ａ，１２３ｂから出射される電子ビームの照射位置に各々配置されるようになっている。
【００２１】
１２５は遮蔽壁１２１ａ，１２１ｂの高さよりも僅かに高い位置に設置されている遮蔽ルーフである。遮蔽ルーフ１２５は駆動手段１２６により、蒸着室Ｅ内を水平方向（図４の紙面に対して左右方向）に対して移動可能に設置されている。遮蔽ルーフ１２５は遮蔽壁１２１ａ，１２１ｂによって形成される領域の一方の上部全域を覆うだけの大きさ（面積）を有しており、一方の領域に設置されている蒸着源から蒸着剤が蒸散しているときに、他方の領域に設置されている蒸着源の上部を覆うことができるようになっている。
【００２２】
１２７ａ，１２７ｂは真空ポンプであり、蒸着源１２２ａ，１２２ｂ内に置かれる蒸着剤の脱ガス処理時に用いられる。１２８は投光型（透過型）の膜厚センサである。偏光板１に蒸着される蒸着剤の膜厚の検知は、型枠２に設けられた図示なきモニター板上に形成される膜厚を膜厚センサ１２８にて検知することにより行われる。
【００２３】
次に、蒸着室Ｅにおける各種駆動機構の制御を図５のブロック図に示し、蒸着作業について説明する。
１３０は蒸着室Ｅにて使用する各種駆動機構の制御を行うシーケンサからなる制御部である。制御部１３０はまた各作業室における駆動機構の制御も行う。制御部１３０は真空ポンプ１１５，１２７ａ，１２７ｂを駆動させ、蒸着室Ｅ内を略真空状態（１．０×１０-2〜１．０×１０-4Ｐａ程度）にさせておく。次に制御部１３０は、図示なき開閉扉を開けるとともに、ローラー部１１１，１１２を駆動させてローラーを回転させ、型枠２に取り付けられた偏光板１を前処理室Ｄ内から搬出し、蒸着室Ｅ内に搬入させる。ローラー部を使用した偏光板１の搬入、搬出は、ローラー上に型枠２の枠部分を載置した状態で行われる。
【００２４】
制御部１３０は蒸着室Ｅ内に搬入後、偏光板１を所定位置（把持部１０１にて型枠２を把持できる位置）まで移動させる。型枠２の位置検知は、透過型のファイバーセンサにより行い、型枠２に設けられた図示なき孔に把持部１０１に設けられたテーパーピンが嵌合することにより行われる。
【００２５】
型枠２が所定位置まで来たことを制御部１３０が検知すると、制御部１３０はローラー部１１１，１１２の駆動を停止させる。次に制御部１３０は駆動装置１１４を駆動させて蒸着作業時（成膜作業時）の妨げとならない位置までローラー部１１２を退避させると同時に把持部１０１にて型枠２を把持させる。ローラー部１１２の退避後、制御部１３０は駆動部１０３を用いて偏光板１を所定の速度で水平方向に回転させる。
【００２６】
また一方で、制御部１３０は駆動装置１２６を用いて遮蔽ルーフ１２５を蒸着源１２２ａ側の領域まで移動させておく。制御部１３０は電子ビーム発生装置１２３ａから電子ビームを蒸着源１２２ａに照射し、蒸着源１２２ａ内に置かれている蒸着剤を所定温度で予備的に加熱し、水分や不純物等の蒸着時の妨げとなるものをガス化させる。遮蔽ルーフ１２５にて上部が遮蔽されているため、蒸着源１２２ａから出たガスは、上方への移動（偏光板への移動）が制限されることとなる。また、上方への移動が制限されたガスは真空ポンプ１２７ａによって室外に排気されることとなる。脱ガス作業が終了すると、制御部１３０は遮蔽ルーフ１２５を蒸着源１２２ｂ側の領域まで移動させるとともに、電子ビームの出力を上げて蒸着源１２２ａ内に置かれている蒸着剤を上方へ蒸散させる。
【００２７】
偏光板１は回転機構１００により、室内の上方にて所定の速度にて回転しているため、蒸散した蒸着剤は、型枠２に取り付けられた２枚の偏光板１の面全体に均一に蒸着されることとなる。また、このときローラー部１１２は型枠２の回転時に得られる軌跡（図３（ｂ）の点線円周部分）よりも外側に位置しているため、蒸着作業の妨げとなることがない。また、型枠２が軽量であるため回転機構１００や搬送機構１１０も大型にする必要がないとともに、迅速に搬送、回転を行うことができる。
【００２８】
また、制御部１３０は蒸着源１２２ａを用いて偏光板１に蒸着を行っている間に、電子ビーム発生装置１２３ｂを用いて蒸着源１２２ｂを所定温度にて予備的に加熱し、蒸着源１２２ｂ内に置かれる蒸着剤の脱ガス作業を並行して行う。
【００２９】
蒸着源１２２ａからの蒸着の終了後、制御部１３０は遮蔽ルーフ１２５を蒸着源１２２ａ側の領域に移動させ、蒸着源１２２ｂ側の上部を開放させる。その後、蒸着源１２２ａ側と同様に蒸着源１２２ｂから蒸着剤の蒸散を行う。また、制御部１３０は駆動装置１２４を用いて蒸着源１２２ａを回転移動させ、電子ビーム照射位置に次の蒸着源１２２ａを位置させる。その後、前述と同様の操作を行い、予備加熱をして脱ガス作業を行う。
【００３０】
このような蒸着作業を行うことにより、脱ガス作業時間を新たに設ける必要がないため、蒸着作業時間が短縮される。また、蒸着室全体の真空度に対して脱ガス作業を行う領域を差動排気することにより、脱ガス作業時に発生するガスが遮蔽ルーフ１２５を回り込み偏光板１に向かうのを抑制することができる。また、本実施の形態における蒸着作業では、蒸着源を２ヶ所としているが、これにかぎるものではなく、２ヶ所以上の蒸着源を用いて交互に蒸着作業を行うようにすることもできる。
蒸着作業がすべて終了すると、制御部１３０はローラー部１１２を水平位置まで戻し、ローラーに型枠２を載置させる。その後制御部１３０は、ローラー部１１１，１１２を駆動させて次の後処理室Ｆに偏光板１を搬送する。
【００３１】
＜後処理作業＞
後処理室Ｆでは反射防止膜が施された偏光板１に撥水処理を形成させる作業を行う。
蒸着室Ｅから搬出された偏光板１は、後処理室Ｆ内にて蒸着室Ｅと同様の回転機構１００及び搬送機構１１０を用いて偏光板１を型枠２ごと所定位置に把持された後、水平方向に回転駆動される。後処理室Ｆの床には抵抗加熱体からなる加熱部が設置されており、ここにフッ素化合物からなる処理剤が入った容器が置かれる。加熱部上に置かれた容器を所定温度にて加熱することにより、処理剤が蒸散し、反射防止膜が施された偏光板１に蒸着する。この撥水処理を偏光板１に施して一連の作業がすべて終了する。
【００３２】
なお本実施の形態では、被蒸着物を偏光板として蒸着作業をおこなっているが、これに限るものではない。例えば被蒸着物の材料としてフィルムやアクリル板等、種々の被蒸着物に対して本発明を適用できることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば一方の蒸着源にて蒸着作業を行っている間に、もう一方の蒸着源に対して予備加熱を行うため、蒸着に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】蒸着作業の流れを示した図である。
【図２】剥離装置の構成を示した図である。
【図３】真空蒸着装置の構成を示した図である。
【図４】真空蒸着装置内における遮蔽ルーフの様子を示した図である。
【図５】制御系を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  偏光板
２  型枠
１００  回転機構
１１０  搬送機構
１２０  蒸着機構
１２１ａ，１２１ｂ  遮蔽壁
１２２ａ，１２２ｂ  蒸着源
１２５  遮蔽ルーフ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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