JP2004091899A - 反射防止膜の成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
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Abstract
【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
Description
【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
Claims (2)
- 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。 - 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。
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2002
- 2002-09-03 JP JP2002257587A patent/JP2004091899A/ja active Pending
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