CN101092686A - 具有用于传输平板衬底的传输辊的真空涂覆设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种真空涂覆设备，其具有用于平板衬底的传输系统，平板衬底被传输通过真空室。此传输系统包括数个平行布置的圆筒。可以提供位于真空室内部或外部的一个或数个电机作为用于这些圆筒的驱动装置。无论如何都经由磁耦合装置进行一个或多个电机与圆筒之间的耦合。因为在驱动装置和圆筒之间没有建立机械耦合，所以它们可以容易地互相分离，其允许使得圆筒以及与它们一起的溅射阴极设置在能够滑入和滑出真空室的滑入元件中。如果不是每个圆筒都设置有其各自的驱动装置，则与驱动装置耦合的圆筒可以经由V型带等与其他圆筒连接。

Description

具有用于传输平板衬底的传输辊的真空涂覆设备

技术领域

本发明涉及真空涂覆设备。

背景技术

衬底的涂层在真空涂覆设备中发生，从而微粒被轰击离开靶，微粒在朝向衬底的方向运动并沉积在其上。为了实现衬底的均匀涂层，衬底和靶进行相对于彼此的相对移动，优选地衬底移动经过靶。

其中通过专用的传输设备使衬底移动。

如果待涂覆的是大面积且基本刚硬的衬底，例如建筑玻璃，则经常使用一种传输系统，其包括不同的连续传输辊。这些传输辊经由齿带、链条和齿轮互相连接，并通过共用的驱动装置(例如，通过电机)来驱动。

一种用于轴的驱动设备是公知的，其位于处理室内(US 2005/0206260A1)。这里，该轴通过电机经由磁耦合装置来被操作，该电机位于处理室外部。

一种在真空涂覆设备中用于衬底并具有数个传输辊的传输设备也是公知的，其中至少一个辊用作驱动轴(DE 10328273A1)。在此设备中，驱动装置以及传输辊全部都位于涂覆设备的抽空区域中。

最后，一种处理室也是公知的，其包括用于工件的传输系统(GB 2171119A)。该传输系统包括由磁耦合装置驱动的圆筒。这里，该磁耦合装置不仅用于从外部到处理室内的转矩传递，而且还用于在处理室内布置在提升装置上的两组传输辊之间切换。

发明内容

本发明解决了如下问题，其提供了一种在真空涂覆设备中用于平板衬底的传输设备，其中可以在不具有很大困难的情况下实现将该传输设备安装到真空涂覆设备中以及从真空涂覆设备移除该传输设备。

根据本发明的下述方案解决了此问题。

根据本发明的第一方面，一种真空涂覆设备包括：真空涂覆室；数个可旋转辊，其平行地布置在所述真空涂覆室内，用于平板衬底的传输；其特征在于：驱动装置，其布置在所述真空涂覆室的外部；至少一个磁耦合装置，其位于所述驱动装置和至少一个传输辊之间。

根据本发明的第二方面，一种真空涂覆设备包括：真空涂覆室；数个可旋转圆筒，其平行地布置在所述真空涂覆室内，用于平板衬底的传输；其特征在于：驱动装置，其布置在所述真空涂覆室内；至少一个磁耦合装置，其位于所述驱动装置和至少一个传输辊之间。

因此本发明涉及一种真空涂覆设备，其具有用于平板衬底的传输系统，平板衬底被传输通过真空室。此传输系统包括数个平行布置的圆筒。可以提供位于真空室内部或外部的一个或数个电机作为用于这些圆筒的驱动装置。在任何情况下，经由磁耦合装置在一个或多个电机与圆筒之间产生耦合。因为在驱动装置和圆筒之间不需要建立机械耦合，所以它们可以容易地互相分离，其允许使得圆筒以及与它们一起的溅射阴极设置在能够被驱动进入和离开真空室的滑入元件中。如果不是每个圆筒都设置有其各自的驱动装置，则与驱动装置耦合的圆筒可以经由V带等与其他圆筒连接。

本发明所获得的优点具体包括不需要例如旋转轴密封装置或流体密封装置之类的密封元件。此外，避免了潜在的泄漏位置。磁耦合装置还是非接触式的，并从而是无磨损和免维护的：它们还可以比旋转穿通件更具性价比地制造。除此之外，在磁耦合装置的情况下，可以经由磁体距离以简单方式设定转矩限制。

如果该传输设备涉及这样一种传输设备，其设置有用于传输大面积衬底(例如片和玻璃，特别是建筑玻璃)的传输辊，则如果每个传输辊包括其各自的磁间隙耦合装置，则是特别有利的。与旋转刚性耦合装置相比，磁间隙耦合装置具体具有它们是真空密封的优点。此属性使得它们用于真空涂覆设备的使用是特别理想的。还有一个优点是磁间隙耦合装置可以实施为径向和轴向形式。

因此，驱动机构可以不仅如传统那样位于真空室内，而且还可以位于大气压下。

因此，驱动机构位于大气压下，维护和修理将更简单，因为数个小时的较长排空时间成为不必要，所以显著地降低了生产成本。如果驱动机构置于大气压下，则不再需要使此装置包括相对昂贵的真空旋转穿通件。它们被更具性价比的磁间隙耦合装置所代替。通过利用磁间隙耦合装置，因而不再需要安装例如轴和流体密封装置之类的旋转密封元件，从而避免了潜在的泄漏位置。

因为驱动装置(例如电机)经由磁间隙耦合装置将旋转运动传递到传输辊上，所以可以简单地设定衬底的传输速率。例如，可以经由驱动装置本身来设定传输速率；1另外，可以经由磁体互相之间的距离，实现转矩限制，其中磁体的强度也对转矩具有决定性的影响。

必须移除传输辊以定期清洁，其在本发明的传输辊的情况下可以容易的实现，因为待拆卸的部分与驱动装置之间的连接可以容易地解除，即，可以在无需大量支出的情况下实现传输辊的拆卸。与具有旋转穿通件的耦合设备相反，其还可以容易的实现再安装。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且以下将详细描述本发明的实施例。在附图中：

图1是具有传输设备的真空涂覆设备的一部分的立体图。

图2是从A方向观察根据图1的真空涂覆设备的视图。

图3是图2所示的真空涂覆设备的局部放大图。

图4a-4c是移除如图2所示的真空涂覆设备的滑入元件的过程。

图5是如图4a至4c所示的真空涂覆设备的一部分在其沿着顺时针方向旋转90°之后的视图。

图6是滑入元件的立体图。

图7是如图5所示的滑入元件在其旋转180°之后的立体图。

具体实施方式

图1示出了真空涂覆设备1中真空涂覆室2的一部分的立体图。可以看见的是界定了真空涂覆室2的两个相对的壁4、5的一部分。传输设备3位于真空涂覆室2中，包括平行延伸的数个传输辊6、7、8、9。这些传输辊6至9经由位于真空涂覆室2外部的驱动系统10来驱动。在驱动系统10的作用下，传输辊6至9进行绕其自身纵向轴线的旋转运动。待涂覆的衬底11位于传输辊6至9上。这里的衬底是平板衬底，例如建筑玻璃。为了使衬底11不直接搁置在传输辊6至9上，传输辊外侧上可以施加例如橡胶型弹性材料。这用于防止衬底11被刮擦的目的，当衬底是玻璃时这是相当重要的。

如图1所示，橡胶型弹性材料可以被设置为在传输辊6至9上的环12至20的形式。但是，也可以采用不同的形式，并例如可以实施为突起的形式。通过传输辊6至9的运动，布置在其上的衬底11也进行移动。

每个传输辊6至9布置在两个轴承22、23；24、25；26、27；28、29之间，这些轴承确保了传输辊6至9绕其自身轴线的旋转。但是，也可以实现在一侧处被夹住的传输辊。

传输辊6至9与驱动系统10连接，驱动系统10可以包括数个单独的驱动装置，例如电机30至33。这些电机30至33在轴40至43的端部处耦合。在电机30至33的作用下，传输辊6至9可以经由轴40和图1中未示出的磁耦合装置而被单独地驱动。

但是，在根据图1的实施例中，单个电机，例如30，将足够驱动全部传输辊6至9，这是因为轴43也经由齿带35驱动轴42，且轴42接着经由齿带36驱动轴41等，等等。因为全部轴40至43经由齿带34至38与每个相邻的轴耦合，所以仅一个电机就足够了。

如果省略齿带34至38，则每个轴40至43可以经由其各自的电机30至33来驱动。

轴40至43搁置在与壁4连接的支撑39至39上。

无论是使用一个电机还是数个电机，其目的都是全部传输辊6至9的均一旋转。

图1中未示出的磁耦合装置基本位于壁4中。图2中示出了这些磁耦合装置的一个。

图2示出了从A方向观察根据图1的真空涂覆设备的视图。此剖视图示出了驱动系统10的一部分，其具有电机30和链条或带34、35布置于其上的轴43。轴43接触于支撑39，电机30突装在轴43的端部处。支撑39与真空涂覆室2的壁43接触，并用于稳定和支撑轴43和电机30。与电机30连接的轴43具有杆形延伸部44，磁体45布置在杆形延伸部44的端部处。

磁体45与位于真空涂覆室2中的另一个磁体46相对。磁体45、46两者被杯形顶结构47分离，杯形顶结构47形成真空涂覆室2的壁4的一部分。此顶结构47包括不可磁化或非磁性的材料，且确保磁体45、46可以互相施加磁性影响。

磁体46布置在与传输辊9连接的杆形轴48的一端处。传输辊9布置在其上的轴48布置在保持传输辊9的两个相对的轴承22、23之间。传输辊9包括数个环18至20，环18至20优选地包括橡胶型弹性材料，衬底11搁置在环18至20上。

清楚可见的还有管状阴极49，其布置在传输辊9的略下方。阴极位于两个相邻的传输辊之间，由此从下方涂覆衬底11。但是，也可以通过将阴极布置在衬底11上方以从上方涂覆衬底11。

如图2所示，该阴极是圆管阴极49，其与位于真空涂覆室2外部的驱动室50连接。驱动装置51位于此驱动室50中，圆管阴极49经由驱动装置51驱动。因此其绕纵向轴线旋转，从而实现衬底11的均匀涂覆。

此圆管阴极49是靶布置在其上的传统圆管阴极，例如DE 19651378A1中所述的示例。

圆管阴极49在其一端处与位于驱动室50中的驱动装置51连接，其另一端搁置在辊52上。此旋转辊52接着搁置在承载架53上。

在其中安装了滑入元件E的状态下，辊或圆筒52位于壁4的附近。此外，当滑入元件安装在真空室中时，滑入元件E的未描述的辊或圆筒位于壁5的附近。与图2所示的相反，承载架53优选地延伸过真空室的整个宽度。在壁5附近，此承载架53设有止挡部。滑入元件E的支架元件69基本延伸过真空室2的整个宽度。其还围绕支脚65。

在用于传输辊6至9的驱动系统10那侧上，真空涂覆室2包括壁4，杯状顶结构47嵌入在壁4中。与壁4相对那侧包括壁，其具有两个壁区域：下壁区域5和上壁区域54。这两个壁区域5、54可以互相分离，当真空涂覆设备1处于工作中时，它们经由凸缘55连接。真空涂覆室2具行被布置在壁4和54处的两个凸缘57、58包围的上开口56，并通过封盖59封闭。

此外，真空涂覆设备1包括泵系统61，其具有两个泵62、63。

通过此泵系统61，可以抽吸真空涂覆室2。真空涂覆室2以及泵系统61搁置在水平表面64上的数个基座上。图2中仅示出了这些基座中的基座65和66。

驱动室50布置在搁置于支架元件69上的框架67、68上。

支架元件69的框架67、68以及驱动室50在其中形成了一个单元。壁5以及圆管阴极49和传输辊9与驱动室50直接连接。它们一起形成了滑入元件E。滑入元件E可以在无需拆除整个真空涂覆室2(与欧洲专利申请EP 1698715相比)的情况下从真空涂覆设备1移除。

因此可以容易并方便地清洁传输辊6至9，其节省了时间和金钱。在清洁期间，可以将另一个滑入元件滑入真空涂覆室2中并进行安装。因此，真空涂覆设备1可以迅速地再次工作，其节省了支出。

虽然根据图2的真空涂覆室仅描述了具有圆管阴极49的情况，但是应该理解也可以使用平板靶。因此，例如平板靶可以布置在衬底11上方，衬底11以所述方式移动经过该靶。

图3示出了如图2所示的真空涂覆设备1的右侧的局部放大部分。驱动系统10的一部分以及附装在支撑39(电机30布置在其一端处)上的轴43是清楚可见的。

在朝向真空涂覆室2的壁4的方向上，轴43具有杆形延伸部44，磁体45位于杆形延伸部44的端部处，磁体45具有北极和南极。与此磁体45相对的定位有相同结构的磁体46。在两个磁体45、46之间设置了杯形顶结构47。磁体45、46和杯形顶结构47一起形成了所谓磁间隙耦合装置70。杯形顶结构47在其中包括不可磁化且非磁性的材料，此顶结构47真空密封地嵌入在壁4中。

如果驱动系统10的轴43经由电机30运动，则轴43执行绕A-A的运动。随之位于轴43的杆形延伸部44处的磁体45也被设定为旋转运动。

因为顶结构47包括不可磁化的材料，例如铝或石英，所以磁体45的旋转运动被传递到磁体46。因为此磁体46经由轴48与传输辊9连接，所以该旋转运动也传递到传输辊9，而传输辊9至此将绕其纵向轴线运动并随之传输位于其上的衬底11。

此处磁间隙耦合装置70的一个优点在于不需要旋转密封元件，例如轴密封或流体密封。由此，不再需要安装易于失效的这些密封元件，可以避免真空涂覆室2中存在的潜在泄漏。

磁间隙耦合装置还在制造中更具性价比，无磨损并且非常容易维护。因此可以省去技术高度复杂且昂贵的旋转穿通元件。磁间隙耦合装置是旋转刚性的，并且是真空密封的。

如果传输辊6至9经由磁间隙耦合装置70与驱动系统10连接，则通过简单地将其拆卸，可以在无需接触的情况下将传输辊6至9解耦。

通过磁体45、46的距离或者磁体45、46的磁场强度，可以简单地设定转矩限制。此外，可以在无需附加结构元件的情况下补偿轴偏移。

如图3清楚可见，驱动系统10位于真空涂覆室2的外部。但是，可以构思修改方案，其中驱动系统10位于真空涂覆室2内。在简单的磁耦合的、同样也是高度旋转刚性的此修改方案中，不再需要杯形顶结构47。

如果磁耦合装置70布置在真空涂覆室2内，则轴40至43以及带34至38也可以布置在真空涂覆室2内。在此情况下，这些结构部件总是留在真空涂覆室2内，使得其不会变得未对准。轴40至43以及带34至38在此情况下通过位于真空涂覆室2外部的电机经由单个旋转穿通元件或者磁耦合装置来驱动。将电机也设置在真空涂覆室2内也是可行的。

图4a至4c示出了从图2所示的真空涂覆设备1移除滑入元件E的过程。在其上布置有泵系统61的真空涂覆室2包括位于底座64上的基座65、66。此外，真空涂覆室2设置在槽形开口71的长侧上，槽形开口71被设置到真空涂覆室2的壁21内。通过此开口71，衬底11被送入真空涂覆室2，而此操作对真空涂覆室2中实现的真空没有任何负面影响。

在图4a中，人员72在箭头74的方向上(即，在驱动室50下方)移动叉形提升支架73。

在图4b中，叉形提升支架73位于真空涂覆设备2的下方，从而整个滑入元件2可以被容易地提升，并根据图4c，被从真空涂覆设备1在箭头75的方向上移除。这种容易的提升导致图2中未示出的在壁5附近的辊的升高越过止挡部，并从而可以开始移除。至此，滑入元件E在一方面搁置于叉形提升支架73上，并在另一方面搁置于辊52上。这样，滑入元件E可以被拉出直到辊52开始抵靠壁5附近的止挡部。为了使此辊52进一步移动越过止挡部，板桥部从其水平位置移动到竖直位置，在竖直位置上其支起滑动元件E的布置有辊52的端部。其中未示出的板桥部布置在支架元件69、69′上，使得在滑入元件E几乎移出并且辊52位于壁5附近的止挡部的状态下，在竖直状态下支起滑入元件E的此时已经在真空室外部的区域。在不需要拆卸此支撑板桥部和拆卸滑入元件E的情况下，在框架68上的载荷不会由于非常长的自由悬臂而太大。

在移除滑入元件E之后，可以在涂覆处理不需要中断太久的情况下替换另一个滑入元件E。

至此，滑入元件E可以可选的在辊上移动、在气垫上移动或在轨道或类似设备上移动。

图5示出了如图4a至4c所示的真空涂覆设备1的一部分在顺时针方向上旋转90°的视图。出于简明的目的，未示出人员以及叉形提升支架。

清楚可见的是以相对于彼此的预定距离并排布置、并且经由具有两个基体元件69、69′；86、86′；88、88′；90、90′的框架67、68；80、92；81、93；82、94连接的驱动室50、77至79。这些基体元件中的每个都具有叉形提升支架的叉子可以引入到其中的开口76、76′；87、87′；89、89′；91、91′。驱动室50、77至79中的每个通过凸缘55、83至85来锁闭真空涂覆室2。滑入元件E至E可以各自从真空涂覆设备1被移除并被维护。

图6示出了已经通过叉形提升支架95被拉出真空涂覆设备的滑入元件E的立体图。

滑入元件E包括叉形提升支架95的叉子已经滑入其中的两个基体元件96、96′。U形框架97布置在基体元件96、96′上。基体元件96、96′的功能与图2中的支架元件69相对应。叉形提升支架95的叉子可以在滑入元件E的两个下部基体元件96、96′之间移动。但是，如果这些基体元件包括例如在向下方向上打开的U形开口，它们也可以行进到这些基体元件中。当滑入元件E未安装在此设备中，则基体元件96、96′浮动在底座的略上方。

滑入元件E包括数个传输辊99至101，其设置有环102至105，环102至105优选地包括橡胶型弹性材料。两个圆管阴极106、107位于传输辊99至101下方，每个圆管阴极106、107位于两个相邻的传输辊99、100；100、101之间。

传输辊99至101布置在基座之间，仅基座108至110可见。滑入元件E的相对的基座利用侧杆而互相连接，其中在图6中仅侧杆111可见。

如果拆卸滑入元件E，则具有带35至38的短轴40至43(与图1相比)与传输辊6至9之间的可容易拆卸的连接是必需的。在其中全部驱动部件位于真空室内的实施例中通过磁耦合装置(其在此情况下位于真空室内)实现了此容易拆卸的连接。在此情况下，减少了杯形元件和膜的数量，但是真空室内结构元件的数量未增加。

图7示出了如图6所示的滑入元件E在旋转约180°之后的立体图。每个传输辊99至101布置在两个基座108、112；109、113；110、114之间的方式现在是清楚可见的。在朝向传输辊99至101观察的端部处，可以看见磁体120至122。这些磁体120至122每个都是真空涂覆设备的磁耦合装置或磁间隙耦合装置的一部分。

圆管阴极106、107每个分别在传输辊99、100和100、101之间布置于安装部115、116上；它们与驱动室98连接。

清楚可见的还有分别位于基座108、112和110、114之间的侧杆111、117。这些侧杆111、117每个包括延长端111′、117′，辊118、119的每个布置在其上。这些辊118、119显著有助于滑入元件E的卸载和再安装，尤其是在真空涂覆设备包括诸如图2所示的导引件的情况下。

导引件可以额外的包括扣入机构。当辊118、119到达用于其的导引件时，其扣入。滑入元件E在其中被定向使得其磁体120至122正确地定位于磁耦合装置或磁间隙耦合装置中。

由此，利用磁耦合装置，滑入元件E可以在不需要机械拆除的情况下移出真空涂覆室2。

Claims (14)

1.一种真空涂覆设备(1)，包括

真空涂覆室(2)，

数个可旋转传输辊(6-9、99-101)，其平行地布置在所述真空涂覆室(2)内，用于平板衬底(11)的传输，

其特征在于：

驱动装置(10、30-33)，其布置在所述真空涂覆室(2)的外部，至少一个磁耦合装置(45、46、70)，其位于所述驱动装置和至少一个传输辊(6)之间。

2.一种真空涂覆设备(1)，包括：

真空涂覆室(2)，

数个可旋转圆筒(6-9、99-101)，其平行地布置在所述真空涂覆室(2)内，用于平板衬底(11)的传输，

其特征在于：

驱动装置(10、30-33)，其布置在所述真空涂覆室(2)内，

至少一个磁耦合装置(45、46、70)，其位于所述驱动装置和至少一个传输辊(6)之间。

3.根据权利要求1或2所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述至少一个传输辊(6)经由带(34-38)与其他传输辊(7-9)耦合。

4.根据权利要求1或2所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于每个圆筒(6-9)经由其各自的磁耦合装置(45、46、70)与其各自的驱动装置耦合。

5.根据权利要求1所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于杯形顶结构(47)嵌入在真空涂覆室(2)的一个壁(4)中，所述杯形顶结构(47)包括非磁性并不可磁化的材料，并将位于真空涂覆室(2)中的至少一个磁体(46)与位于真空涂覆室(2)外部的至少一个磁体(47)分离开。

6.根据权利要求1或2所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述圆筒(6-9、99-101)至少部分地由橡胶型弹性材料(12-20、102-105)围绕。

7.根据权利要求1或2所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于溅射电极布置在所述圆筒(6-9、99-101)之间。

8.根据权利要求2所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述圆筒(6-9、99-101)和所述至少一个磁耦合装置(45、46、70)是能够滑入和滑出所述真空涂覆室(2)的滑入元件(E-E)的一部分。

9.根据权利要求1所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述圆筒(6-9、99-101)是能够滑入和滑出所述真空涂覆室(2)的滑入元件(E-E)的一部分，用于所述圆筒(6-9、99-101)的所述驱动装置(10)保留在所述真空涂覆室(2)的外部。

10.根据权利要求7、8或9所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述溅射电极(49)是所述滑入元件(E-E)的一部分。

11.根据权利要求1或2所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述圆筒(6-9、99-101)经由轴(40-43)与所述磁耦合装置(30-33)连接，其中所述磁耦合装置(30-33)与所述驱动装置建立连接。

12.根据权利要求11所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述磁耦合装置设置在所述轴(40-43)与所述圆筒(6-9、99-101)之间。

13.根据权利要求8或9所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于所述滑入元件(E-E)包括能够通过叉形提升支架而被提升的框架(68、69)。

14.根据权利要求8或9所述的真空涂覆设备(1)，其特征在于包括用于溅射阴极(49)的驱动装置的室(50)是所述滑入元件(E-E)的一部分。

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