JP2010018828A

JP2010018828A - 真空蒸着装置

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Publication number: JP2010018828A
Application number: JP2008179092A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Sato; 祐輔佐藤; Fujio Sawada; 富士夫澤田
Original assignee: Asahi Kasei E Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】ロール・ツー・ロール方式において、膜厚の安定化及び金属の光学特性の高いワイヤグリッド偏光板を得るための真空蒸着装置を提供すること。
【解決手段】本発明の真空蒸着装置は、表面に格子状凸部を有する基材フィルム５がロール状に巻かれてなる原反ロール６から、搬送用ロール７を介して前記基材フィルム５を巻取ロール８に搬送する間に前記基材フィルム５に金属を蒸着するロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造に用いる真空蒸着装置であって、前記原反ロール６、前記搬送用ロール７及び前記巻取ロール８を収容する真空槽と、前記真空槽内に配置され、蒸着材９を加熱・蒸発させる加熱部１０と、前記真空槽内の気体を捕集する冷凍トラップ１１と、前記加熱部１０と前記冷凍トラップ１１との間に配置された遮熱板１２と、を具備することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、格子状凸部を有するワイヤグリッド偏光板の製造に用いられる真空蒸着装置に関する。

近年のフォトリソグラフィー技術の発達により、光の波長レベルのピッチを有する微細構造パターンを形成することができるようになってきた。このように非常に狭いピッチのパターンを有する部材や製品は、半導体分野だけでなく、光学分野において利用範囲が広く有用である。

例えば、基板上に金属などの導電体線が特定のピッチで格子状に配列したワイヤグリッドは、そのピッチが入射光（例えば、可視光の波長４００ｎｍから８００ｎｍ）に比べてかなり小さい場合（例えば、２分の１以下）であれば、導電体線に対して平行に振動する電場ベクトル成分をほとんど反射し、垂直な電場ベクトル成分をほとんど透過させるため、単一偏光を作り出すワイヤグリッド偏光板として使用できる。このようなワイヤグリッド偏光板は、透過しない光を反射して再利用することができるので、光の有効利用の観点からも望ましいものである。

従来、このようなワイヤグリッド偏光板は、例えば、特許文献１に開示されているように、凹凸格子を有する基材に対して斜め蒸着法を用いて金属を被着することにより製造していた。
特開２００６−２０１７８２号公報

凹凸格子を有する基材に対して斜め蒸着法を用いて金属を被着するワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、ワイヤグリッド偏光板の膜厚の安定化及び導電体線の光学特性の維持が偏光板としての性能を発揮するにあたり重要な課題となっている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ロール・ツー・ロール方式において、膜厚の安定化及び金属の光学特性の高いワイヤグリッド偏光板を得るための真空蒸着装置を提供することを目的とする。

本発明の真空蒸着装置は、表面に格子状凸部を有する基材フィルムがロール状に巻かれてなる原反ロールから、搬送用ロールを介して前記基材フィルムを巻取ロールに搬送する間に前記基材フィルムに金属を蒸着するロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造に用いる真空蒸着装置であって、前記原反ロール、前記搬送用ロール及び前記巻取ロールを収容する真空槽と、前記真空槽内に配置され、蒸着材を加熱・蒸発させる加熱手段と、前記真空槽内の気体を捕集する冷凍トラップと、前記加熱手段と前記冷凍トラップとの間に配置された遮熱板と、を具備することを特徴とする。

本発明の真空蒸着装置においては、前記遮熱板が金属で構成されていることが好ましい。

本発明の真空蒸着装置においては、前記遮熱板の厚さが０．２ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明の真空蒸着装置においては、前記冷凍トラップと前記遮熱板との間の距離が５０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明の真空蒸着装置は、表面に格子状凸部を有する基材フィルムがロール状に巻かれてなる原反ロールから、搬送用ロールを介して前記基材フィルムを巻取ロールに搬送する間に前記基材フィルムに金属を蒸着するロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造に用いるものであって、前記原反ロール、前記搬送用ロール及び巻取ロールを収容する真空槽と、前記真空槽内に配置され、蒸着材を加熱・蒸発させる加熱手段と、前記真空槽内の気体を捕集する冷凍トラップと、前記加熱手段と前記冷凍トラップとの間に配置された遮熱板と、を具備するので、膜厚の安定化及び金属の光学特性の高いワイヤグリッド偏光板を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の製造方法で得られるワイヤグリッド偏光板の一部を示す概略断面図である。このワイヤグリッド偏光板は、表面に格子状凸部１ａを有する基材１と、基材１上に設けられた誘電体層２と、誘電体層２上に立設された金属ワイヤ３とから主に構成されている。なお、誘電体層２は必ずしも設けなくても良い。

基材１に用いる材料は、可視光領域で実質的に透明な樹脂であり、加工性の優れた樹脂であることが好ましい。例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、シクロオレフィン樹脂（ＣＯＰ）、架橋ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂などの非晶性熱可塑性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂などの結晶性熱可塑性樹脂や、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が挙げられる。また、基材１として、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂と、ガラスなどの無機基板、上記熱可塑性樹脂、トリアセテート樹脂とを組み合わせた複合基材を用いても良い。

基材１の格子状凸部１ａのピッチＰは、可視光領域の広帯域にわたる偏光特性を考慮すると、１５０ｎｍ以下であり、好ましくは８０ｎｍから１２０ｎｍである。ピッチが小さくなるほど偏光特性が良くなるが、可視光に対しては８０ｎｍから１２０ｎｍのピッチで十分な偏光特性が得られる。４００ｎｍ近傍の短波長光の偏光特性を重視しない場合は、ピッチを１５０ｎｍ程度まで大きくしても良い。

格子状凸部１ａのピッチＰは、熱可塑性樹脂を基材１に用いた場合、基材１に格子状凸部形状を付与した後に施す延伸加工の条件を調整することにより制御することができる。なお、本発明において、基材１の格子状凸部１ａのピッチＰと、誘電体層２のピッチと、金属ワイヤ３のピッチとは、本発明のワイヤグリッドのピッチとほぼ等しく、同じピッチＰをとることができる。

基材１の格子状凸部１ａの高さＨは、良好な光学特性を得たり、基材１と誘電体層２との間の密着性を高め、誘電体層２を格子状凸部１ａ上に選択的に積層することを考慮すると、格子状凸部１ａのピッチＰの０．５倍から２．０倍、特に、１．０倍から２．０倍であることが好ましい。

基材１の格子状凸部１ａの幅Ｗは、偏光度、透過率などを考慮すると、格子状凸部間の３５％〜６０％であることが好ましい。なお、基材１の格子状凸部１ａの断面形状に制限はない。

基材１に格子状凸部を設ける方法としては、例えば、表面に１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を、前記凹凸格子の長手方向（格子状凸部の格子と平行な方向）と略直交する方向の前記被延伸部材の幅を自由にした状態で前記長手方向と略平行な方向に自由端一軸延伸加工する方法が挙げられる。この結果、前記被延伸部材の凹凸格子の凸部のピッチが縮小され、ピッチが約１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材（延伸済み部材）が得られる。格子状凸部のピッチは、１００ｎｍ〜１００μｍの範囲に設定するが、要求する格子状凸部のピッチや延伸倍率に応じて適宜変更することができる。

また、表面に１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する被延伸部材を得るには、レーザ光を用いた干渉露光法や切削法などで形成した、１００ｎｍ〜１００μｍピッチの凹凸格子を有する型を用いて、被延伸部材にその凹凸格子形状を熱プレスなどの方法で転写すれば良い。なお、干渉露光法とは、特定の波長のレーザ光を角度θ’の２つの方向から照射して形成される干渉縞を利用した露光法であり、角度θ’を変化させることで使用するレーザの波長で制限される範囲内で色々なピッチを有する凹凸格子の構造を得ることができる。干渉露光に使用できるレーザとしては、ＴＥＭ００モードのレーザに限定され、ＴＥＭ００モードのレーザ発振できる紫外光レーザとしては、アルゴンレーザ（波長３６４ｎｍ，３５１ｎｍ，３３３ｎｍ）や、ＹＡＧレーザの４倍波（波長２６６ｎｍ）などが挙げられる。

あるいは、基材１に格子状凸部を設ける方法としては、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型を用いて、基材の表面に格子状凸部を転写して成型する方法が挙げられる。ここで、表面にピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する型は、前記方法により得た、ピッチが１２０ｎｍ以下の格子状凸部を有する基材を、順に導電化処理、メッキ処理、基材の除去処理を施すことで作製することができる。

誘電体層２を構成する誘電体は、可視光領域で実質的に透明な誘電体であれば良い。基材１を構成する材料及び金属ワイヤ３を構成する金属との間の密着性が強い誘電体材料を好適に用いることができる。例えば、珪素（Ｓｉ）の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はその複合物や、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニア（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、銅（Ｃｕ）などの金属の酸化物、窒化物、ハロゲン化物、炭化物の単体又はそれらの複合物（誘電体単体に他の元素、単体又は化合物が混ざった誘電体）を用いることができる。

誘電体層２を、格子状凸部１ａを有する基材１の格子状凸部を含んだ領域上に形成する方法としては、誘電体層２を構成する材料により適宜選択する。例えば、スパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。密着強度の観点からスパッタリング法が好ましい。

金属ワイヤ３を構成する金属としては、可視光領域で光の反射率が高く、誘電体層２を構成する材料との間の密着性のよいものであることが好ましい。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀又はそれらの合金で構成されていることが好ましい。コストの観点から、Ａｌ又はその合金で構成されていることがさらに好ましい。

金属ワイヤ３を形成するために金属を基材１又は誘電体層２上に被着する方法としては、基材１又は誘電体層２を構成する材料と金属ワイヤ３とを構成する金属との間で十分な密着性が得られる方法であれば特に限定されない。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理的蒸着法を好適に用いることができる。中でも、金属を誘電体層２の凸部に選択的に、又は誘電体層２の凸部の一方の側面に偏って選択積層できるような方法が好ましい。そのような方法として、例えば、真空蒸着法が挙げられる。

本発明の方法においては、必要に応じて、例えば酸又はアルカリのエッチャントを用いて湿式エッチングを行って、格子状凸部間の凹部領域に付着した金属を除去したり、金属ワイヤの凸部同士の接触を解消したり、金属ワイヤの断面形状を前記適正範囲に修正するようにしても良い。

本発明のワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、基材１の表面に設けられた格子状凸部１ａに対して、前記格子状凸部１ａの立設方向（図２における破線）と金属を被着する方向（図２における実線）との間のなす角をθとし、被着開始時の前記なす角をθ_ｄとし、被着終了時の前記なす角をθ_ｓとしたときに、θ_ｓからθ_ｄとの間の角度範囲において相対的に大きい方の角度から順次金属を被着し、相対的に小さい方の角度からの蒸着量が相対的に大きい方からの蒸着量よりも多いように制御して格子状凸部１ａ上に金属ワイヤ３を形成する。図２において、参照符号４は、金属ワイヤ３が存在することにより金属が被着されない影部を示す。

本発明の真空蒸着装置を用いたワイヤグリッド偏光板の製造方法においては、例えば、図３に示すような装置を用いて金属の被着（蒸着）を行う。図３に示す装置は、表面に格子状凸部を有する基材フィルム５がロール状に巻かれてなる原反ロール６から、搬送用ロール７を介して前記基材フィルム５を巻取ロール８に搬送する装置であり、原反ロール６から基材フィルム５を巻取ロール８に搬送する間に前記基材フィルム５に金属を蒸着する。すなわち、このワイヤグリッド偏光板の製造方法は、ロール・ツー・ロール方式の方法である。

図３に示す装置は、原反ロール６、搬送用ロール７及び巻取ロール８を収容する真空槽と、真空槽内に配置され、蒸着材を加熱・蒸発させる加熱部１０と、真空槽内の気体を捕集する冷凍トラップ１１と、加熱部１０と冷凍トラップ１１との間に配置された遮熱板１２とを具備する。この真空槽は、原反ロール６、搬送用ロール７及び巻取ロール８が配設された巻取室Ａと、加熱部１０、冷凍トラップ１１及び遮熱板１２が配設された成膜室Ｂとから構成されている。この巻取室Ａと成膜室Ｂとは隔壁１３により仕切られている。巻取室Ａには、巻取室用真空ポンプ１４が連結されており、巻取室Ａ内の雰囲気を排気できるようになっており、成膜室Ｂには、成膜室用真空ポンプ１５が連結されており、成膜室Ｂ内の雰囲気を排気できるようになっている。また、成膜室Ｂの冷凍トラップ１１は、真空槽外の冷凍機１６と接続されている。

図３に示すような装置において、搬送用ロール７が回転することにより、原反ロール６から基材フィルム５が引き出され巻取ロール８で巻き取るようになっている。成膜室Ｂ側には蒸着角を制御するための開口部１７を有するマスク１８が配置され、金属供給源である蒸着材９が加熱部１０で加熱されて蒸着材９を構成する金属が蒸発する。したがって基材フィルム５には、成膜室Ｂの開口部１７にて加熱部１０に露出された地点（被着開始点Ｄ）から、マスク１８により加熱部１０から遮蔽される地点（被着終了点Ｓ）までの間、金属が被着される。なお、被着時の格子状凸部１ａの立設方向（図２における破線）は、図３においては搬送用ロール７の中心１９から搬送用ロール７の円周の任意の点に引いた線となる。したがって、被着開始時の角度θ_ｄは、加熱部１０と被着開始点Ｄとを結んだ直線と、搬送用ロール７の中心１９と被着開始点Ｄとを結んだ直線とがなす角に相当する。同様に、被着終了時の角度θ_ｓは加熱部１０と被着終了点Ｓとを結んだ直線と、搬送用ロールの中心１９から被着終了点Ｓとを結んだ直線とがなす角に相当する。

また、成膜室Ｂにおいては、冷凍トラップ１１で真空槽内の気体を捕集している。この気体捕集を行っている気体捕集領域は、加熱部１０により蒸着材９を加熱する加熱領域と遮熱板１２で分離されている。このように遮熱板１２で気体捕集領域と加熱領域とを分離することにより、冷凍トラップ１１が蒸着材９からの輻射熱であたためられることを防止できる。このため、冷凍トラップ１１で捕集していた水をはじめとする気体が真空槽内の金属と反応してしまうことを回避できる。このため、高純度の金属で構成されたワイヤが形成され、光学特性の高いワイヤグリッド偏光板を得ることができる。

また、上記真空蒸着装置においては、耐熱性、赤外線の反射能を考慮すると、遮熱板１２が金属で構成されていることが好ましい。また、上記真空蒸着装置においては、熱変形を考慮すると、遮熱板１２の厚さは０．２ｍｍ以上であることが好ましい。また、上記真空蒸着装置においては、反射赤外線の冷凍トラップへのまわりこみを考慮すると、冷凍トラップ１１と遮熱板１２との間の距離が５０ｍｍ以下であることが好ましい。

次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
（格子状凸部を有する樹脂基材の作製）
・凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板の作製
ピッチが２３０ｎｍで、凹凸格子の高さが２３０ｎｍである凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを準備した。この凹凸格子は、レーザ干渉露光法を用いたパターニングにより作製されたものであり、その断面形状は正弦波状で、上面からの形状は縞状格子形状であった。また、その平面寸法は縦横ともに５００ｍｍであった。このニッケルスタンパを用いて、熱プレス法により厚さ０．５ｍｍ、縦横がそれぞれ５２０ｍｍのシクロオレフィン樹脂（以下、ＣＯＰと略す）板の表面に凹凸格子形状を転写し、凹凸格子形状を転写したＣＯＰ板を作製した。

・延伸によるピッチの縮小
次いで、この凹凸格子形状が転写されたＣＯＰ板を５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長方形に切り出し、被延伸部材としての延伸用ＣＯＰ板とした。このとき、５２０ｍｍ×４６０ｍｍの長手方向（５２０ｍｍ）と凹凸格子の長手方向とが互いに略平行になるように切り出した。

次いで、この延伸用ＣＯＰ板の表面に、スプレーによりシリコーンオイルを塗布し、約８０℃の循環式空気オーブン中に３０分放置した。次いで、延伸用ＣＯＰ板の長手方向の両端１０ｍｍを延伸機のチャックで固定し、その状態で１１３±１℃に温度調節された循環式空気オーブン中に延伸用ＣＯＰ板を１０分間放置した。その後、２５０ｍｍ／分の速度でチャック間の距離が２．７倍延伸したところで延伸を終え、２０秒後に延伸したＣＯＰ板（延伸済みＣＯＰ板）を室温雰囲気下に取り出し、チャック間の距離を維持したまま冷却した。この延伸済みＣＯＰ板の中央部分約４０％は、ほぼ均一にくびれており、最も幅が縮小されている部分は２８０ｍｍになっていた。

この延伸済みＣＯＰ板の表面と断面を、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて観察したところ、微細凹凸格子のピッチと高さがそれぞれ、１４０ｎｍ／１３０ｎｍ（ピッチ／高さ）であり、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっており、実質的に延伸前の凹凸格子形状と相似で縮小されていたことが分かった。

・ニッケルスタンパ作製
得られた、１４０ｎｍピッチの延伸済みＣＯＰ板表面に、それぞれ導電化処理として金をスパッタリングにより３０ｎｍ被覆した後、それぞれニッケルを電気メッキし、厚さ０．３ｍｍ、縦３００ｍｍ、横１８０ｍｍの微細凹凸格子を表面に有するニッケルスタンパを作製した。

・ロールスタンパ作成
同様にしてニッケルスタンパを計２枚作成し、２枚のスタンパを溶接により円形に接合し、ロールスタンパとした。この際、接合は微細凹凸格子の長手方向とロールスタンパの円周方向が直交する向きで行った。

・格子状凸部転写フィルムロールの作成
厚み０．０８ｍｍのトリアセチルセルロースフィルム（以下、ＴＡＣフィルム）のロール（フィルム長２５０ｍ）に連続的に紫外線硬化性樹脂を約０．０１ｍｍ塗布し、塗布面を上記１４０ｎｍピッチの微細凹凸格子を表面に有するロールスタンパ上に接触させ、フィルム側から中心波長３６５ｎｍの紫外線ランプを用いて紫外線を１０００ｍＪ／ｃｍ^２照射し、ロールスタンパの微細凹凸格子を連続的に転写した後、ロール状に巻き取った。以下、このロールを原反ロールと呼ぶことにする。得られた格子状凸部転写フィルムをＦＥ−ＳＥＭにより観察し、その断面形状が正弦波状で、上面からの形状が縞状格子状となっていることを確認した。

（ワイヤグリッド偏光板の作製）
・原反ロールの乾燥
以上のようにして得られた原反ロールに含まれる水分を乾燥するために、原反ロールを２００Ｗの赤外線ヒーターが３台設けられた真空槽に移し、フィルムを真空中でほどきながら２ｍ／分で走行させ、加熱後、ロール状に巻き取った。フィルム走行停止時の真空度は０．０３Ｐａ、フィルム走行中（乾燥中）の真空度は０．１５Ｐａであった。また、ヒーター通過後のＴＡＣフィルムの表面温度を知るためにＴＡＣフィルム上には予めサーモラベルを貼っておいた。ヒーター通過後のＴＡＣフィルムの表面温度は６０℃から７０℃の間であった。

・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
乾燥後の原反ロールを乾燥機の真空槽中に１２時間放置したところ、フィルムの温度は２３℃まで下がった。その後、原反ロールの格子状凸部転写面を誘電体形成及び金属ワイヤ形成用の真空槽へと移した。誘電体形成には反応性ＡＣマグネトロンスパッタリング法を用いた。ターゲットサイズ１２７mm×７５０mm×１０ｍｍｔのシリコンターゲットを２枚並べ、基板〜ターゲット距離８０ｍｍ、アルゴンガス流量２００ｓｃｃｍ、窒素ガス流量３００ｓｃｃｍ、出力１１ｋＷ、周波数３７．５ｋＨｚ、走行速度５ｍ／分で原反ロールをほどきながらフィルム搬送用ロール（メインローラー）で巻取ロール側に送りながら窒化珪素層を設け、その後ロール状に巻き取った。スパッタリングの際の張力は３０Ｎ、メインローラー温度は３０℃、スパッタリング開始前のバックグラウンドの真空度は０．００５Ｐａ、スパッタリング中の真空度は０．３８Ｐａであった。同じ条件でＳｉチップに窒化珪素を成膜し、エリプソメーターにて窒化珪素層の厚みを算出したところ、３ｎｍであった。

・アルミニウム蒸着
原反ロールの格子状凸部転写面に誘電体層として窒化珪素をスパッタリング法にて形成した後、フィルムをスパッタリング時と逆方向にメインローラーで送り、抵抗加熱蒸着法にて金属ワイヤを形成し、ロール状に巻き取った。なお、本実施例では、金属としてアルミニウム（Ａｌ）を用いた場合について説明する。このとき、アルミニウムの蒸着には斜め蒸着法を用い、格子の長手方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線蒸着源とのなす角が３２°（θ_ｄ）からはじまり１５°（θ_ｓ）で終わるようにマスクを配置して行った。

マスクの開口幅は６０ｍｍ、マスク開口部の中心と蒸着ボート（蒸着材）との距離は４００ｍｍであった。蒸着ボート加熱前の真空度は０．００５Ｐａであった。張力は３０Ｎ、メインローラーの温度は３０℃とした。以上のような条件にて、フィルム送り速度３．５ｍ／分で格子状凸部転写フィルムを走行させながら、加熱されたボート上に純度９９．９％以上、線径１．７ｍｍのアルミワイヤを送り速度２００ｍｍ／分でフィードし、アルミニウムを蒸着した。真空槽の中には気体（主に水分）捕集用の冷凍トラップが設置されている。この冷凍トラップは熱負荷がない状態で、約−１２０℃の冷媒が流れる外径１０ｍｍ、内径６ｍｍの銅製パイプが真空槽内に張り巡らされたもので、真空槽内のパイプ全長は１０ｍ、設置領域は横９５０ｍｍ、縦４００ｍｍの長方形状となっている。

（実施例１：冷凍トラップの前に遮熱板あり）
冷凍機トラップから３ｍｍ蒸着ボートの方向に横１１３０ｍｍ×縦４５０ｍｍ×厚さ１ｍｍの鉄製の板を設置した。この状態で、蒸着時間と冷凍トラップの冷媒出口側の冷媒温度と蒸着時間の関係を測定したところ、蒸着初期は−１２０℃であり、蒸着が進むにつれて温度が上がり、７０分後には−１１０℃に達した。この間、真空槽内の真空度は安定しており、０．００７Ｐａであった。

（比較例１：冷凍トラップの前に遮熱板なし）
次いで、冷凍機パネルの前に鉄製の板を設置しなかった場合について説明する。実施例１と同様に、蒸着時間と冷凍トラップの冷媒出口側の冷媒温度の関係を測定したところ、蒸着初期の冷媒温度は−１２０℃であり、７０分後には−９０℃まで温度が上昇した。この間、真空槽内の真空度は０．００７Ｐａから０．０１５Ｐａまで上がった。また、蒸着開始６０分後（蒸着処理長２１０ｍ付近）には一時的に−８５℃まで冷媒温度が上昇し、冷凍トラップが蓄積していた気体が一斉に真空槽中に放出され、真空度は０．０４Ｐａまで上昇した。

・（アルミニウムの膜厚測定）
実施例１、比較例１のそれぞれで得られたワイヤグリッド偏光板について、蒸着後期のフィルム部を切り出し、アルミニウムの膜厚を蛍光Ｘ線の発光強度より換算したところ、ともに１３０ｎｍであった。

・（アルミニウムのエッチング）
窒化珪素及びアルミニウムが成膜された格子状凸部転写フィルムロールを、フィルムをほどきながら温度２３℃の０．５重量％のＮａＯＨａｑ槽内を６５秒間走行させ、ついで水洗・風乾し、目的とするワイヤグリッドフィルムのロールを得た。

（光学性能の評価）
以上のようにして得られたワイヤグリッドフィルムを５ｍおきに切り出し、透過率、偏光度を分光光度計にて測定した。その結果、実施例１のワイヤグリッドフィルムは全サンプルとも透過率は４１％以上であり、偏光度は９９．８％以上であった。これに対し、比較例１のワイヤグリッドフィルムは、蒸着開始からの長さが１７０ｍ付近から透過率は４１％を下回り、偏光度は９９．８％を下回った。特に、真空度が０．０４Ｐａまで上昇した蒸着処理長２１０ｍ付近での透過率及び偏光度はそれぞれ３５％、９８％と低い値を示した。

比較例１で蒸着後期に透過率、偏光度が下がったのは、冷凍トラップがボートからの輻射熱であたためられ、捕集していた水をはじめとする気体が放出され、これらの気体が真空槽内のアルミニウムと反応し、純度の悪いアルミニウム膜が形成されたためである。このような現象を防止するために、ボートからの輻射熱が冷凍トラップに直接晒されぬよう、遮熱板を冷凍トラップ近傍に設置することが有効であることが、本発明により実証された。

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態においては、基材フィルム上に誘電体層を介して金属ワイヤを形成してなるワイヤグリッド偏光板について説明しているが、本発明はこれに限定されず、基材フィルム上に直接金属ワイヤを形成してなるワイヤグリッド偏光板についても同様に適用することができる。また、上記実施の形態における構成部材の配置、材質、数量などについては一例であり、適宜変更することができる。その他、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。

本発明の実施の形態に係る真空蒸着装置を用いて得られたワイヤグリッド偏光板の一部を示す概略断面図である。本発明の実施の形態に係るワイヤグリッド偏光板の製造の原理を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る真空蒸着装置を説明するための図である。

符号の説明

１基材
１ａ格子状凸部
２誘電体層
３，３ａ金属ワイヤ
４影部
５基材フィルム
６原反ロール
７搬送用ロール
８巻取ロール
９蒸着剤（金属供給源）
１０加熱部
１１冷却トラップ
１２遮熱板
１３隔壁
１４巻取室用ポンプ
１５成膜室用ポンプ
１６冷凍機
１７開口部
１８マスク
１９搬送用ロールの中心
Ｄ被着開始点
Ｓ被着終了点

Claims

表面に格子状凸部を有する基材フィルムがロール状に巻かれてなる原反ロールから、搬送用ロールを介して前記基材フィルムを巻取ロールに搬送する間に前記基材フィルムに金属を蒸着するロール・ツー・ロール方式のワイヤグリッド偏光板の製造に用いる真空蒸着装置であって、前記原反ロール、前記搬送用ロール及び前記巻取ロールを収容する真空槽と、前記真空槽内に配置され、蒸着材を加熱・蒸発させる加熱手段と、前記真空槽内の気体を捕集する冷凍トラップと、前記加熱手段と前記冷凍トラップとの間に配置された遮熱板と、を具備することを特徴とする真空蒸着装置。
前記遮熱板が金属で構成されていることを特徴とする請求項１記載の真空蒸着装置。
前記遮熱板の厚さが０．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空蒸着装置。
前記冷凍トラップと前記遮熱板との間の距離が５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の真空蒸着装置。