JP2013246352A - 薄膜製造方法および薄膜製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜製造方法において被成膜面の裏側の被成膜体表面の汚染を防止することができ、被成膜体の外径や外周部の大きさが変わっても容易に保持することができるようにする。
【解決手段】被成膜体１０を保持部３に保持して、第１面１０ａに液状の薄膜形成材料を供給し、保持部３を回転中心軸線Ｐ回りに回転させて、第１面１０ａ上に薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜製造方法であって、保持部３は、回転中心軸線Ｐに直交する面内において回転中心軸線Ｐ回りの周方向の異なる位置で回転中心軸線Ｐに向かう方向において進退可能に設けられ、回転中心軸線Ｐに対向して周方向に線状に延びる保持用外縁部１３ａによって回転中心軸線Ｐを囲む拡縮可能な開口１７を形成する複数の羽部材１３を備え、被成膜体１０を保持する際に、保持用外縁部１３ａを側面１０ｃの一部に外接させて、被成膜体１０を保持する方法を用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、薄膜製造方法および薄膜製造装置に関する。

従来、光学薄膜を形成する場合、蒸着やスパッタリングなどのドライプロセスが用いられている。
しかし、有限の曲率を持ったレンズなどの被成膜体に光学薄膜を形成する場合は、湿式法（ウエットプロセス）が適している。ウエットプロセスとは、スピンコート法、ディップ法、スプレー法、ロールコート法などにより、液体を基板に塗布して乾燥・熱処理することにより成膜する方法である。真空蒸着法やスパッタ法などのドライプロセスでは均一に光学薄膜をコーティングすることが困難であるが、ウエットプロセスの中でもスピンコート法であれば、大面積や曲率半径の小さい曲面に対して周縁部領域を除く全域で均一に成膜できる。また、スピンコート法の特長としては、ドライプロセスと異なり大型の装置が不要で、しかも大気中で成膜できるのでコストを大幅に低下できることが挙げられる。
スピンコート法の被成膜体の保持方法としては、例えば、特許文献１のように被成膜体であるレンズ基材の裏面を吸着パッドで吸引することにより保持する方法が記載されている。
また、例えば、特許文献２には、プラスチック眼鏡レンズの外周側に、先端にＶ字状の切込が設けられたばね部材を配置し、プラスチック眼鏡レンズをばね部材の切込に差し込んだ状態でチャックして保持するスピンコート用保持具およびスピンコート装置が記載されている。
この保持具では、ばね部材の切込が、プラスチック眼鏡レンズのレンズ面と外周縁部（コバ部）との境界において当接し、ばね部材が表裏のレンズ面およびコバ面に接触しないようになっている。

特開２００７−１０２０５７号公報 特開２００７−０２１３５５号公報

しかしながら、上記のような従来の薄膜製造方法および薄膜製造装置には以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、被成膜体の被成膜面である一方のレンズ基材表面の反対側のレンズ基材表面に吸着パッドを接触させて保持している。このため、被成膜面の外縁を伝って落下する成膜材料が反対側のレンズ基材表面に回り込んで、反対側のレンズ基材表面や吸着バッドを汚染するおそれがあるという問題がある。
特許文献２に記載の技術では、被成膜体を保持するばね部材が被成膜面の上方に突出しているため、遠心力で飛散する成膜材料がばね部材に当たって跳ね返って、被成膜面に再付着して被成膜面を汚染してしまうという問題がある。
また、特許文献２の保持方法では、被成膜体の大きさ、例えば、外径やコバ面の高さなどによっては、ばね部材を変更しなければならないという問題もある。

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、被成膜面の裏側の被成膜体表面の汚染を防止することができ、被成膜体の外径や外周部の大きさが変わっても容易に保持することができる薄膜製造方法および薄膜製造装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の薄膜製造方法は、被成膜体を保持部に保持して、前記被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記保持部を回転中心軸線回りに回転させて、前記被成膜面上に前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜製造方法であって、前記保持部は、前記回転中心軸線に直交する面内において前記回転中心軸線回りの周方向の異なる位置で前記回転中心軸線に向かう方向において進退可能に設けられ、前記回転中心軸線に対向して前記周方向に線状に延びる外縁部によって前記回転中心軸線を囲む拡縮可能な開口を形成する複数の板状部材を備え、前記被成膜体を保持する際に、前記線状に延びる外縁部を前記被成膜体の外周部の一部に外接させて、前記被成膜体を保持する方法とする。

また、本発明の薄膜製造方法では、前記開口は、前記被成膜体を保持したときに、前記被成膜体の外周部との間の隙間が、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下であることが好ましい。

また、本発明の薄膜製造方法では、前記成膜体を保持する際、前記被成膜体の外周部において前記回転中心軸線に沿う方向の中間部を保持することが好ましい。

また、本発明の薄膜製造方法では、前記複数の板状部材は、それぞれの進退量が同調されていることが好ましい。

本発明の薄膜製造装置は、被成膜体を保持部に保持して、前記被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記保持部を回転中心軸線回りに回転させて、前記被成膜面上に前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜製造装置であって、前記保持部は、前記回転中心軸線に直交する面内において前記回転中心軸線回りの周方向の異なる位置で前記回転中心軸線に向かう方向において進退可能に設けられ、前記回転中心軸線に対向して線状に延びる外縁部によって前記回転中心軸線を囲む拡縮可能な開口を形成する複数の板状部材を備え、前記被成膜体を保持する際に、前記線状に延びる外縁部を前記被成膜体の外周部の一部に外接させて、前記被成膜体を保持する構成とする。

本発明の薄膜製造方法および薄膜製造装置によれば、回転中心軸線に対向して周方向に線状に延びる、複数の板状部材の外縁部を被成膜体の外周部の一部に外接させて、前記被成膜体を保持するため、被成膜面の裏側の被成膜体表面の汚染を防止することができ、被成膜体の外径や外周部の大きさが変わっても容易に保持することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態の薄膜製造装置を示す模式的な正面図である。 図１のＡ視の拡大図、およびそのＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施形態の薄膜製造装置における保持部の縮径時の様子を示す模式的な平面図、およびその内部構成を示す平面図である。 本発明の実施形態の薄膜製造装置における保持部の拡径時の様子を示す模式的な平面図、およびその内部構成を示す平面図である。 本発明の実施形態の薄膜製造装置における保持部の羽部材の一例を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態の薄膜製造装置の動作説明図である。 比較例の薄膜製造装置の動作説明図である。 本発明の実施形態の第１変形例の薄膜製造装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態の第２変形例の薄膜製造装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の実施形態の第３変形例の薄膜製造装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態の薄膜製造装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態の薄膜製造装置を示す模式的な正面図である。図２（ａ）は、図１のＡ視の拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の薄膜製造装置における保持部の縮径時の様子を示す模式的な平面図、およびその内部構成を示す平面図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の薄膜製造装置における保持部の拡径時の様子を示す模式的な平面図、およびその内部構成を示す平面図である。図５は、本発明の実施形態の薄膜製造装置における保持部の羽部材の一例を示す模式的な平面図である。

本実施形態の薄膜製造方法に用いる薄膜製造装置１は、図１に示すように、被成膜体１０上に液状の薄膜形成材料９を供給し、被成膜体１０を回転させて液状の薄膜形成材料９による薄膜を形成する装置である。

被成膜体１０は、平面視円形の外形を有する板状部材であり、外表面が、板厚方向の一方側の表面である第１面１０ａ（被成膜面）と、板厚方向の他方側の表面である第２面１０ｂと、第１面１０ａと第２面１０ｂとにそれぞれ隣接し、板厚方向に延ばされた円筒面からなる側面１０ｃ（外周部）で構成されている。
図１では、被成膜体１０の形状を、一例として、円板状の形状に描いている。ただし、第１面１０ａ、第２面１０ｂの形状は特に限定されず、それぞれ、平面であってもよいし、適宜の凸面や凹面であってもよい。
また、第１面１０ａ、第２面１０ｂは、曲面と平面との組み合わせからなっていてもよく、例えば、中心部に凸面または凹面が形成され、これらの外周側に平面が形成された形状を有していてもよい。
このような被成膜体１０は、例えば、メニスカスレンズ、両凸レンズ、両凹レンズ、平凸レンズ、平凹レンズ等のレンズであってもよいし、レンズ以外の光学素子、例えば、プリズム、ミラー、フィルタ、平行平板などの光学素子も可能である。
また、被成膜体１０は、光学素子以外の部材であってもよい。
また、被成膜体１０の材質は特に限定されず、例えば、ガラス、プラスチック、金属、無機非金属材料、あるいはこれらが複合されたり積層されたりした構成を採用することができる。

第１面１０ａと第２面１０ｂとは、いずれを被成膜面としてもよいが、薄膜製造装置１では、一面ずつ成膜するため、以下の説明では、第１面１０ａが被成膜面であるとして説明する。

薄膜形成材料９は、第１面１０ａに形成する薄膜の種類に応じて、適宜の液状の材料を採用することができる。例えば、被成膜体１０がレンズ等の光学素子であって、形成する薄膜が反射防止膜の場合には、反射防止膜の膜構成に必要な屈折率を有するシリカゾルを採用することができる。

薄膜製造装置１の概略構成は、図１に示すように、保持台部２、保持部３、駆動モータ４、および材料滴下部５を備える。

保持台部２は、被成膜体１０を回転中心軸線Ｐ回りに回転可能に保持する部材であり、上端部には保持部３が固定されている。回転中心軸線Ｐは、本実施形態では、鉛直軸に沿って形成されている。
保持台部２の上端の中心部には、被成膜体１０を上方から出し入れ可能な穴部２ａが形成されている。この穴部２ａの穴底２ｂには、上方から挿入された被成膜体１０を下方から支持して被成膜体１０の配置高さを調整するための被成膜体受け部２ｃが設けられている。
被成膜体受け部２ｃは、被成膜体１０の配置高さに合わせて回転中心軸線Ｐに沿う方向に進退可能に設けられている。これにより、保持台部２に被成膜体１０が保持された後は下方に待避して被成膜体１０から離れることができるようになっている。
また、被成膜体受け部２ｃは、被成膜体１０の外形に合わせて、受け位置を変更できるように、回転中心軸線Ｐに向かって進退可能に設けられている。

保持部３は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体１０の側面１０ｃに側方から当接して被成膜体１０を保持する複数の羽部材１３（板状部材）が、回転中心軸線Ｐに向かう方向において進退に設けられたものである。
本実施形態では、羽部材１３は６枚のものが、回転中心軸線Ｐを中心とする周方向を６等分する位置に配置され、隣り合う羽部材１３同士の一部が重なり合うように（図２（ｂ）参照）配置されている。
これら羽部材１３は、図３（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、下方側の固定板１２と上方側の駆動板１１との間に挟まれている。

固定板１２、駆動板１１は、略同一の円環状の外形を有する板状部材であり、保持台部２上にこの順に積層して配置されている。このため、駆動板１１の外表面１１ｃは、保持部３の最上面を構成している。
固定板１２、駆動板１１の中心部には、それぞれ開口１２ａ、１１ａが、板厚方向に貫通して設けられている。
開口１２ａ、１１ａは、薄膜製造装置１によって成膜可能な被成膜体１０のすべてが挿入可能となる大きさに形成された円孔である。すなわち、薄膜製造装置１によって成膜すべき被成膜体１０の側面１０ｃの最大半径を、半径ｒ_ｍａｘ（図示略）とすると、開口１２ａ、１１ａの半径Ｒ_０（図４（ａ）、（ｂ）参照）は、Ｒ_０＞ｒ_ｍａｘの関係を満足する。

固定板１２の外縁部近傍には、図４（ｂ）に示すように、駆動板１１側の表面に各羽部材１３を回転支持する回転支軸１４が立設されている。回転支軸１４は、回転中心軸線Ｐを中心とする円周上に周方向を６等分する位置に設けられている。

駆動板１１には、各羽部材１３の進退駆動する駆動ピン１５の動きを制御するためのカム穴１１ｂがそれぞれ設けられている。

羽部材１３は、図５に示すように、基端部１３Ｂと、基端部１３Ｂから延出された先端部１３Ａとを備える略Ｌ字状の外形を有する板状部材である。羽部材１３の板厚ｈ_１（図２（ｂ）参照）は、被成膜体１０の側面１０ｃの回転中心軸線Ｐに沿う方向の長さｈ_０より小さい適宜の板厚寸法を採用することができる。
基端部１３Ｂの端部には、回転支軸１４に回動可能に係合する軸受孔１３ｂが貫通して設けられている。
また、基端部１３Ｂにおいて、軸受孔１３ｂの中心を通る直線上に駆動ピン挿通孔１３ｃが羽部材１３の板厚方向に貫通して設けられている。
駆動ピン挿通孔１３ｃは、駆動ピン１５を挿通させて駆動ピン１５からの駆動力を羽部材１３に伝達するための係合孔である。

また、先端部１３Ａには、被成膜体１０の側面１０ｃに当接するための保持用外縁部１３ａが形成されている。
各羽部材１３の保持用外縁部１３ａは、それぞれ軸受孔１３ｂ、駆動ピン挿通孔１３ｃに、回転支軸１４、駆動ピン１５を挿通して、保持部３に組み込まれた状態では、図２（ａ）、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、回転中心軸線Ｐに対向して配置され、回転中心軸線Ｐ回りの周方向に線状に延びた状態とされる。保持用外縁部１３ａは、線状に延びていれば、直線状に延びていても曲線状に延びていてもよい。
ここで、「回転中心軸線Ｐ回りの周方向に線状に延びた」とは、回転中心軸線Ｐに沿う方向から羽部材１３を見たときに、保持用外縁部１３ａの外形が線状になっているという意味である。すなわち、保持用外縁部１３ａは、回転中心軸線Ｐに沿う方向においては羽部材１３の板厚に相当する幅を有する平面または曲面からなる。
このような組み込み状態では、各羽部材１３が重なり合うことによって、隣接する保持用外縁部１３ａ同士が重なり合っている。このため、これら保持用外縁部１３ａは、全体として、被成膜体１０を囲む略多角形状（多角形状を含む）の開口１７を形成している。

保持用外縁部１３ａの形状は、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、各羽部材１３を開口１２ａ、１１ａの径方向外側に退避して開口１７を最大化したときに、開口１２ａ、１１ａの内径よりも大径の円周上に整列する円弧形状を採用している。すなわち、保持用外縁部１３ａは、半径Ｒ_０よりも大きな半径Ｒ_１（ただし、Ｒ_１＞Ｒ_０＞ｒ_ｍａｘ）の円周上に整列される。

このような構成の保持部３では、開口１７を後述するように拡縮することで、種々の外形、外径を有する被成膜体１０を保持することができる。
被成膜体１０の外形が半径ｒの円筒面である場合、図２（ａ）に示すように、開口１７の最小内半径は、被成膜体１０の側面１０ｃと当接する位置における半径ｒである。
また、開口１７の最大半径は、隣り合う保持用外縁部１３ａ同士が交差する位置におけるｒ＋ｄである。このため、側面１０ｃと開口１７との間には、径方向に最大ｄｍｍの隙間が形成されている。ここで、距離ｄは、羽部材１３の枚数と保持用外縁部１３ａの曲率半径Ｒ_１とから計算される定数である。
本実施形態では、例えば、ｒ＝１０（ｍｍ）、Ｒ_１＝５０（ｍｍ）の場合、ｄ＝１．２（ｍｍ）となる。
距離ｄは、あまり大きいと、後述するように薄膜形成材料９が側面１０ｃを伝って、第２面１０ｂ側に移動しやすくなるため、薄膜形成材料９の粘性など応じて、適宜値以下となるように設定することが好ましい。
本実施形態では、距離ｄは、保持可能な最大外径の被成膜体１０を保持した場合でも、２ｍｍ以下になるようにしている。このため、側面１０ｃと開口１７との間の隙間は、０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下になっている。

駆動モータ４は、図１に示すように、保持台部２を回転駆動するもので、保持台部２の下方に配置され、回転駆動力を伝達する駆動軸４ａが、保持台部２の下端部に連結されている。
本実施形態では、駆動軸４ａは、一例として鉛直方向に沿って配置され、これにより、駆動軸４ａの中心軸線が回転中心軸線Ｐを構成している。
駆動モータ４の回転数は、例えば、２０００ｒｐｍから８０００ｒｐｍの範囲になる適宜回転数に設定する。

材料滴下部５は、保持台部２上の保持部３に保持された被成膜体１０の被成膜面の中心位置に薄膜形成材料９を供給するものである。本実施形態の第１面１０ａを上に向けた配置では、材料滴下部５は滴下口５ａを第１面１０ａの中心に向けて、保持台部２の上方に配置され、図示略の材料貯留部から送出される薄膜形成材料９を、第１面１０ａに向けて一定量だけ滴下できるようになっている。

次に、薄膜製造装置１の動作について、本実施形態の薄膜製造方法を中心として説明する。
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の薄膜製造装置の動作説明図である。

薄膜製造装置１によって、第１面１０ａに薄膜形成材料９の薄膜を成膜するには、まず、駆動モータ４の駆動を停止した状態で、第１面１０ａを上に向けて、被成膜体１０を保持部３に保持させる。例えば、被成膜体１０の一例としては、外径２０ｍｍ（外半径ｒ＝１０（ｍｍ））、厚さｈ_１＝３（ｍｍ）のガラス基板であるＳ−ＢＳＬ７（商品名；（株）オハラ製）を保持させることができる。

まず、操作レバー１６を回動して、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、開口１２ａ、１１ａ内から、羽部材１３を退避させる。
図３（ａ）に示すように、駆動板１１上に設けられた操作レバー１６を、回転中心軸線Ｐを中心として図示反時計回り（矢印Ｃ参照）に回動させると、駆動ピン１５がカム穴１１ｂに沿って相対的に駆動板１１の径方向外側に移動する（矢印Ｃ’参照）。駆動ピン１５は、羽部材１３の駆動ピン挿通孔１３ｃに係合されているため、駆動ピン１５の移動に伴って、羽部材１３が回転支軸１４回りに図示反時計回りに回動する。これにより、各保持用外縁部１３ａが、回転中心軸線Ｐに対して径方向外側に後退する。
例えば、操作レバー１６を矢印Ｃ方向に最大限回動させると、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、各保持用外縁部１３ａが、固定板１２および駆動板１１の間に退避した状態となる。

次に、保持する被成膜体１０の形状に合わせて被成膜体受け部２ｃを移動する。本実施形態では、回転中心軸線Ｐに直交する方向では、側面１０ｃの中心軸Ｏが回転中心軸線Ｐと略整列する（整列する場合を含む）位置となり、回転中心軸線Ｐに沿う方向では、側面１０ｃの中心軸Ｏに沿う方向（以下、厚さ方向と称する）の中間部に、保持用外縁部１３ａが対向する位置となるようにする。

この状態から、操作レバー１６を、回転中心軸線Ｐを中心として図示時計回り（図３（ａ）における矢印Ｄ参照）に回動させる。
このように操作レバー１６が操作されると、矢印Ｃの方向に回動されたのと反対に、駆動ピン１５がカム穴１１ｂに沿って相対的に駆動板１１の径方向内側に移動する（矢印Ｄ’参照）。駆動ピン１５は、羽部材１３の駆動ピン挿通孔１３ｃに係合されているため、駆動ピン１５の移動に伴って、羽部材１３が回転支軸１４回りに図示時計回りに回動する。これにより、各保持用外縁部１３ａが、回転中心軸線Ｐに対して径方向内側に進出する。
このようにして、開口１７が縮径され、各保持用外縁部１３ａが側面１０ｃに外接し、被成膜体１０が羽部材１３に保持される。このとき、側面１０ｃと開口１７との間の最大の隙間は、ｄ＝１．２（ｍｍ）になっている。
回転中に保持が外れない程度の保持力が発生するまで押しつけたら、操作レバー１６の位置を固定する。

次に、被成膜体受け部２ｃを下方に移動して、被成膜体１０から離間する位置に退避させる。
このようにして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、被成膜体１０が羽部材１３のみで保持された状態が形成される。このとき、本実施形態では、各保持用外縁部１３ａは、それぞれ共通形状のカム穴１１ｂにより同調して進退するため、側面１０ｃの中心軸Ｏは、開口１７の内接円の中心である回転中心軸線Ｐと整列される。
また、開口１７を構成する各保持用外縁部１３ａは、平面視ではその一部が側面１０ｃと点状に当接され、この当接位置において、回転中心軸線Ｐを通る断面では、保持用外縁部１３ａの板厚方向の全体が側面１０ｃと線状に当接されている。
保持用外縁部１３ａの当接部は、側面１０ｃの厚さ方向の中間部になっており、羽部材１３の板面１３ｄは、第１面１０ａよりも下方に位置している。

次に、材料滴下部５から薄膜の形成に必要な一定量の薄膜形成材料９を滴下する。滴下された薄膜形成材料９は、図１に示すように、第１面１０ａの中心に液滴として供給される。例えば、薄膜形成材料９として、屈折率１．２６（λ＝５２０ｎｍ）を１５μＬ滴下する。
薄膜形成材料９を滴下したら、駆動モータ４を駆動して保持台部２の回転を開始する。 これにより、第１面１０ａ上の薄膜形成材料９に遠心力が作用して、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、薄膜形成材料９が中心から外周側に移動する。このため、薄膜形成材料９は第１面１０ａ上で平面視円状に拡がって薄層化されていく。
塗り拡げられた薄膜形成材料９は、第１面１０ａの外縁部に到達すると、遠心力によって側方に飛散され、自重により下降して、羽部材１３の板面１３ｄに着地する。
このとき、薄膜形成材料９の着地位置は、遠心力のため側面１０ｃから離間した位置になるため、図６（ｂ）に示すように、側面１０ｃと開口１７との間に距離ｄ程度の隙間があっても、薄膜形成材料９は、この隙間に落下することなく、板面１３ｄ上に着地する。
板面１３ｄ上に着地した薄膜形成材料９は、さらに遠心力を受け続けるため、板面１３ｄに沿って径方向の外側に移動される。

このようにして、第１面１０ａ上に必要な厚さの薄膜が形成されたら、駆動モータ４を停止する。これにより、第１面１０ａ上に薄膜が成膜される。
例えば、上述の具体例では、回転速度３０００ｒｐｍで１０秒間回転させることで、良好な薄膜を形成することができる。

次に、被成膜体受け部２ｃを上昇させて、被成膜体１０の第２面１０ｂを支持し、操作レバー１６を操作して、開口１７を拡径して、羽部材１３による保持を解除する。各羽部材１３を退避させたら、開口１２ａ、１１ａから被成膜体１０を上方に引き上げて、被成膜体１０を薄膜製造装置１から取り外す。

以上で、本実施形態の薄膜製造方法が終了する。
なお、必要に応じて、上記と同様にして、他の被成膜体１０に成膜を行う、被成膜体１０の第２面１０ｂに成膜を行う、第１面１０ａに形成された薄膜上に他の薄膜を形成する、といった他の薄膜製造の工程を続けて行うことも可能である。
このようにして、薄膜製造装置１によれば、被成膜体１０に薄膜が形成された光学素子などを製造することができる。

本実施形態の薄膜製造装置１によれば、第１面１０ａから飛散された薄膜形成材料９は、開口１７と側面１０ｃとの間の隙間を超えて、側面１０ｃの外周側を囲んで配置された複数の羽部材１３の板面１３ｄ上を円滑に移動する。このため、余剰の薄膜形成材料９が、側面１０ｃを伝わって第２面１０ｂに到達することがないため、第２面１０ｂを汚染することができる。

このような本実施形態の作用の特徴について、比較例を対照して簡単に説明する。
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、比較例の薄膜製造装置の動作説明図である。

図７（ａ）に示す比較例は、羽部材１００の保持用外縁部１００ａと側面１０ｃとの間の距離が、距離ｄよりも大きい距離ｄ_１になっている場合の例である。
この比較例では、第１面１０ａから飛散された薄膜形成材料９が、羽部材１００の上側の板面１００ｄに着地する前に、少なくとも一部の薄膜形成材料９が保持用外縁部１００ａと衝突する。このため、衝突による飛沫１０９ａが側面１０ｃ側に飛散するため、側面１０ｃが薄膜形成材料９によって汚染されてしまう。側面１０ｃに飛沫１０９ａが蓄積すると、やがて自重で落下して、側面１０ｃの下方に隣接する第２面１０ｂに伝わり、第２面１０ｂを汚染してしまう。
本実施形態では、保持可能な被成膜体１０の外径の範囲で、側面１０ｃと保持用外縁部１３ａとの隙間が距離ｄ以下になっているため、このような汚染を防止することができる。

図７（ｂ）に示す比較例は、羽部材１００の上側の板面１００ｄが、第１面１０ａよりも突出した状態で、被成膜体１０が保持されている場合の例である。
この比較例では、第１面１０ａから径方向外側に飛散される薄膜形成材料９は、第１面１０ａの外縁部で、必ず保持用外縁部１００ａと衝突する。このため、衝突による飛沫１０９ａが薄膜の形成された第１面１０ａ上に飛散して再付着するため、薄膜が汚染されたり、薄膜の層厚が不均一になったりしてしまう。
本実施形態では、板面１３ｄが、第１面１０ａの上方に突出しないように、保持するため、このような不具合を防止することができる。

図７（ｃ）に示す比較例は、保持部材１０１が、被成膜体１０よりも厚く、先端部にＶ字溝１０１ａを備えており、被成膜体１０の第１面１０ａと側面１０ｃとのなす角部の稜線Ｅａ、と第２面１０ｂと側面１０ｃとのなす角部の稜線Ｅｂが、それぞれＶ字溝１０１ａと当接することにより、被成膜体１０が保持されている場合の例である。
この比較例では、第１面１０ａから径方向外側に飛散される薄膜形成材料９は、図７（ｂ）に示す比較例と同様に、第１面１０ａの外縁部で、必ずＶ字溝１０１ａと衝突する。このため、衝突による飛沫１０９ａが薄膜の形成された第１面１０ａ上に飛散して再付着するため、薄膜が汚染されたり、薄膜の層厚が不均一になったりしてしまう。
さらに、この比較例では、稜線ＥａとＶ字溝１０１ａとの間で点状に当接するため、薄膜形成材料９は、側面１０ｃにも容易に流れ込むため、側面１０ｃを伝って薄膜形成材料９が第２面１０ｂに移動し、液滴１０９ｂが形成されるため、第２面１０ｂが汚染されてしまう。
本実施形態では、板面１３ｄが、第１面１０ａの上方に突出しないように、保持するため、このような不具合を防止することができる。

また、薄膜製造装置１によれば、羽部材１３による開口１７を拡縮することで、外径の異なる被成膜体１０も保持部３の構成を変更することなく保持可能であるため、外径の異なる被成膜体１０の混合生産を効率的に行うことができる。
また、薄膜製造装置１によれば、複数の羽部材１３によって、被成膜体１０を保持するため、被成膜体１０の板厚を薄い場合でも、良好に保持することができる。

［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例の薄膜製造装置について説明する。
図８は、本発明の実施形態の第１変形例の薄膜製造装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。

本変形例は、上記実施形態の羽部材１３に代えて、図８に示す羽部材２３（板状部材）を備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
羽部材２３は、上記実施形態の羽部材１３の円弧状の保持用外縁部１３ａに代えて、直線状の保持用外縁部２３ａ（外縁部）を備えるものである。これにより、開口１７に代えて、正六角形状の開口２７が形成されている。

本変形例では、開口２７の形状が異なるのみであるため、開口２７と側面１０ｃとの間との隙間の大きさのみが異なる。
本変形例では、ｄ＝（１／ｃｏｓ３０°−１）・ｒである。したがって、半径約１２．９ｍｍ以下であれば、距離ｄが２ｍｍを超えないため、外径２５．８ｍｍ以下の被成膜体１０であれば、上記実施形態とまったく同様にして、良好な成膜を行うことが可能である。

［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例の薄膜製造装置について説明する。
図９は、本発明の実施形態の第２変形例の薄膜製造装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。

本変形例は、上記実施形態の羽部材１３に代えて、図９に示す羽部材３３（板状部材）を合計１２枚備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
羽部材３３は、上記実施形態の羽部材１３の円弧状の保持用外縁部１３ａに代えて、直線状の保持用外縁部３３ａ（外縁部）を備えるものである。これにより、開口１７に代えて、正十二角形状の開口３７が形成されている。

本変形例では、開口３７の形状が異なるのみであるため、開口３７と側面１０ｃとの間との隙間の大きさのみが異なる。
本変形例では、ｄ＝（１／ｃｏｓ１５°−１）・ｒである。したがって、半径約５６．６ｍｍ以下であれば、距離ｄが２ｍｍを超えないため、外径１１３ｍｍ以下の被成膜体１０であれば、上記実施形態とまったく同様にして、良好な成膜を行うことが可能である。

［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例の薄膜製造装置について説明する。
図１０は、本発明の実施形態の第３変形例の薄膜製造装置の主要部の構成を示す模式的な平面図である。

本変形例は、上記実施形態の羽部材１３に代えて、図１０に示す羽部材４３（板状部材）を合計５枚備える。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
羽部材４３は、上記実施形態の羽部材１３の円弧状の保持用外縁部１３ａに代えて、曲率半径５０ｍｍの円弧状の保持用外縁部４３ａ（外縁部）を備えるものである。これにより、開口１７に代えて、略五角形状の開口４７が形成されている。

本変形例では、開口４７の形状が異なるのみであるため、開口４７と側面１０ｃとの間との隙間の大きさのみが異なる。
本変形例では、側面１０ｃの半径が１０ｍｍの被成膜体１０を保持する場合、距離ｄは、１．８ｍｍとなり、距離ｄが２ｍｍを超えないため、上記実施形態とまったく同様にして、良好な成膜を行うことが可能である。

なお、上記の実施形態および各変形例の説明では、薄膜の一例として、反射防止膜の場合の例で説明したが、これに限定されず、被成膜面の反射率、透過率、偏光特性等の光学特性を変更する適宜の薄膜を採用することができる。例えば、反射膜、半透過膜、波長選択膜、偏光膜、光吸収膜等を挙げることができる。
また、他の薄膜の種類の例としては、被成膜面の機械的、物理的、電気的な特性を変更する薄膜であって、高精度な膜厚管理を行う必要がある薄膜を挙げることができる。このような薄膜の例としては、光学素子において、機能上、光を透過させたり反射させたりする光学面に用いられるハードコート膜、帯電防止膜、導電膜、撥水膜、撥膜油等を挙げることができる。
また、薄膜は、一層には限定されず、複数層設けてもよい。複数層設ける場合には、各層ごとに、硬化を行ってから、硬化された薄膜上に薄膜形成材料を塗り拡げた後に硬化させて薄膜を重ねる工程を繰り返せばよい。

また、上記実施形態では、羽部材１３の保持用外縁部１３ａが、回転中心軸線Ｐ側に凹形状の円弧状の形状を有する場合の例で説明したが、開口１７と側面１０ｃとの間の隙間が好適であれば、回転中心軸線Ｐ側に凸の曲線状に形成してもよい。

また、上記の実施形態および各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。

１ 薄膜製造装置
２ 保持台部
３ 保持部
４ 駆動モータ
５ 材料滴下部
９ 薄膜形成材料
１０ 被成膜体
１０ａ 第１面（被成膜面）
１０ｂ 第２面
１０ｃ 側面（被成膜体の外周部）
１３、２３、３３、４３ 羽部材（板状部材）
１３ａ、２３ａ、３３ａ、４３ａ 保持用外縁部（外縁部）
１３ｄ 板面
１７、２７、３７、４７ 開口
Ｏ 中心軸
Ｐ 回転中心軸線

Claims (5)

1. 被成膜体を保持部に保持して、前記被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記保持部を回転中心軸線回りに回転させて、前記被成膜面上に前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜製造方法であって、
   前記保持部は、前記回転中心軸線に直交する面内において前記回転中心軸線回りの周方向の異なる位置で前記回転中心軸線に向かう方向において進退可能に設けられ、前記回転中心軸線に対向して前記周方向に線状に延びる外縁部によって前記回転中心軸線を囲む拡縮可能な開口を形成する複数の板状部材を備え、
   前記被成膜体を保持する際に、前記線状に延びる外縁部を前記被成膜体の外周部の一部に外接させて、前記被成膜体を保持する
   ことを特徴とする薄膜製造方法。
2. 前記開口は、
   前記被成膜体を保持したときに、前記被成膜体の外周部との間の隙間が、０ｍｍより大きく２ｍｍ以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜製造方法。
3. 前記成膜体を保持する際、前記被成膜体の外周部において前記回転中心軸線に沿う方向の中間部を保持する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜製造方法。
4. 前記複数の板状部材は、それぞれの進退量が同調されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜製造方法。
5. 被成膜体を保持部に保持して、前記被成膜体上の被成膜面に液状の薄膜形成材料を供給し、前記保持部を回転中心軸線回りに回転させて、前記被成膜面上に前記薄膜形成材料を塗り拡げて成膜する薄膜製造装置であって、
   前記保持部は、前記回転中心軸線に直交する面内において前記回転中心軸線回りの周方向の異なる位置で前記回転中心軸線に向かう方向において進退可能に設けられ、前記回転中心軸線に対向して線状に延びる外縁部によって前記回転中心軸線を囲む拡縮可能な開口を形成する複数の板状部材を備え、
   前記被成膜体を保持する際に、前記線状に延びる外縁部を前記被成膜体の外周部の一部に外接させて、前記被成膜体を保持する
   ことを特徴とする薄膜製造装置。

Images