JP4150529B2

JP4150529B2 - 真空蒸着装置

Info

Publication number: JP4150529B2
Application number: JP2002057816A
Authority: JP
Inventors: 得義川合
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003253436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空中にて被蒸着物にコーティングを行うための真空蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、各種材料表面に真空中にてコーティングを行い、真空蒸着によって薄膜を形成させる真空蒸着装置が知られている。このような真空蒸着装置においてコーティング用の処理剤が入った容器を加熱させ、処理剤を蒸発させる方法としては、容器内に置かれる処理剤に電子ビームを照射して間接的に加熱させて蒸発させる方法や、抵抗加熱体の上に処理剤が入った容器を載置し、抵抗加熱体に電流を流すことにより抵抗加熱体上に置かれた容器を直接的に加熱させて処理剤を蒸発させる方法が知られている。また、このような方法に使用する容器は、抵抗加熱体上に置かれた容器内の処理剤の蒸発効率を高めるために銅等の熱伝導がよく安価な材料からなるものを使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の間接的に加熱させる方法では、直接的に加熱させる方法に比べ、大きな電力を必要とする。また、前者の方法では加熱状態のコントロールが難しい。また、後者の直接的に加熱する方法では導電性の良い銅製の容器に電流が流れてしまい、容器と抵抗加熱体とが接している部分の温度が所定温度まで上がり難くなってしまい、処理剤が蒸発しないといった問題が生じる。また、容器を加熱させるために抵抗加熱体に流す電流を大きくすると、高電流のため容器自体が溶融するといった問題が生じていた。
【０００４】
上記従来技術の問題点に鑑み、処理剤の入った容器を直接加熱する際に溶融させることなく効率よく加熱することができる真空蒸着装置を提供することを技術課題とする。
【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）処理剤の入った銅製の容器を真空雰囲気中に置かれる抵抗加熱体上に載置して、容器を直接加熱することにより処理剤を蒸散させて被蒸着物に蒸着を行う真空蒸着装置において、前記抵抗加熱体を８００〜１１００℃にて加熱させるために電源を用いて所定の電流を前記抵抗加熱体に流すための制御手段を有し、さらに前記抵抗加熱体は少なくとも前記容器が置かれる面にアルミナのセラミックスからなる絶縁層が膜厚５０μｍ〜２００μｍにて形成されていることを特徴とする。
【０００５】
【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（ａ）は本実施の形態で使用する真空蒸着装置内部を横方向から見たときの概略構成図であり、図１（ｂ）は真空蒸着装置内部を上方から見たときの概略構成を示す図である。
１は真空蒸着装置本体である。２は被蒸着物３を装置本体１内部の天井に取り付けるための取付部材である。本実施の形態の被蒸着物３は反射防止コーティング（以下ＡＲコートと記す）が施された偏光板を使用している。取付部材２は装置本体１内部の天井に回転可能に取り付けられており、モータ等からなる駆動装置４の駆動により、軸４ａを回転軸中心として水平方向に回転される。
【０００６】
１０は撥水性を高めるためのフッ素化合物からなる処理剤が入れられた容器１３を載置する円環状の載置台である。載置台１０の上面はその円環形状に沿って後述する筒部１２を複数個載置することができるようになっている。また、載置台１０は装置本体１内部の底面から所定距離だけ持ち上げられた位置に回転可能に取り付けられている。
１１は載置台１０を回転させるための駆動手段である。駆動手段１１に設けられている回転ギア１１ａは載置台１０の下部に設けられているギア１０ａと嵌合しており、駆動手段１１の回転ギア１１ａの駆動により載置台１０を図示する矢印方向に回転させることができる。
【０００７】
１２は載置台１０上に置かれ、その内部に容器１３を複数個入れておくための筒部である。容器１３は熱伝導性の良い銅製のものを使用している。図２に示すように筒部１２には処理剤が入れられた容器１３が数個積み重ねられた状態で入れられている。また、筒部１２の下部には開口部１２ａ、１２ｂが設けられている。筒部１２内に入れられている一番下の容器１３は、開口部１２ａから後述する押出装置２０によって押されることで、開口部１２ｂより筒部１２外部に押し出される。１２ｃは筒部１２を載置台１０と嵌合させるための凸部である。筒部１２は載置台１０上に設けられている図示なき凹部に凸部１２ｃを嵌め込むことにより、載置台１０上に固定保持される。
【０００８】
２０は押出装置である。押出装置２０は容器１３を押し出すための押出棒２１、押出棒２１を載置台１０の円環内に位置させるための軸部２２、軸部２２を回転駆動させるための駆動装置２３からなる。軸部２２は載置台１０の外側に設置されている駆動装置２３に接合されているとともに、その先端は載置台１０下部に設けられた空間を通って載置台１０の内側まで延びている。押出棒２１はその先端を載置台１０に置かれた筒部１２の開口部１２ａと同じ高さにしつつ、軸部２２の先端に取り付けられている。軸部２２の先端に取り付けられた押出棒２１は駆動装置２３の駆動によって図１（ｂ）に示す矢印方向に回転するようになっている。
【０００９】
押出棒２１の回転軌道の中心（回転軸）は円環状の載置台１０の外側に位置するため、載置台１０の内側に置かれた押出棒２１を回転駆動させるだけで、容器１３を載置台１０の内側から外側へ押し出すことが可能である。
【００１０】
従来の押し出し機構では、回転軸による動力をラックアンドピニオン機構により直線運動に変換し、容器の押し出しを行っている。しかしながら本実施の形態で使用する押出装置２０では、押し出しを直線運動ではなく、回転運動のみにより行うものとしている。その結果、直線運動に変換するための機構（ギア、直動案内部等）を必要としないため、ギア等に必要とされる潤滑剤を極力使用しなくてすみ、真空蒸着時の不純物の発生を抑えることができる。また、構成部品が少ないため、特別な設計をするまでもなく押出装置２０内への異物の侵入を抑制することができる。
【００１１】
１４は押出装置２０によって押し出された容器１３を載置する台である。台１４は押出棒２１の回転軌道上に位置する載置台１０の外側に設置されている。
３０は台１４上に押し出された容器１３を抵抗加熱部４０へ運ぶための搬送装置である。搬送装置３０は容器１３を挟持するアーム部３１と、アーム部３１に接合され、挟持部３１を図示する矢印方向に上下及び回転させるための駆動部からなる。
【００１２】
４０は抵抗加熱部、４１は抵抗加熱部４０に接続される電源である。図３は抵抗加熱部４０の詳細を示す図である。本実施の形態で用いられる抵抗加熱部４０は、基材としてタングステンやモリブデン等の抵抗加熱として一般的に使用される金属板を用いるとともに、その上面にはアルミナの絶縁体４０ａの被膜が形成されている。この絶縁体４０ａの被膜の形成はアルミナ粉末を抵抗加熱部４０に溶着させることにより形成されている。
【００１３】
また、絶縁体４０ａはアルミナに限らず、その他のセラミックス等の熱伝導性がよく絶縁性を有するものであれば良い。絶縁体４０ａの被膜はその上に置かれる容器１３に対して効率よく熱を伝えるために、絶縁体の厚さは５０μｍ〜２００μｍ程度が好ましい。更に好ましくは１００μｍ〜１５０μｍである。厚みが５０μｍ未満の場合、薄すぎてしまい容器の接触や蒸発等により剥がれてしまう恐れがある。また、厚みが２００μｍを超えると被膜にクラックが入り剥がれやすくなる。また、本実施の形態で使用するアルミナの絶縁体は耐摩耗性が高いため、本実施の形態のように自動給材にて多数の容器１３を抵抗加熱部４０に順次載置する場合に基材の保護にもつながることとなる。
【００１４】
１５は加熱により処理剤がなくなった容器１３を廃棄する廃棄ボックス、１６は装置本体１内を真空にするための真空ポンプである。また、前述した真空蒸着装置１内部における位置制御が必要な駆動機構はサーボモータを使用しており、シーケンサ等からなる制御部５０によって位置制御ができるようになっている（図４参照）。
【００１５】
以上のような構成を備える真空蒸着装置について、制御系のブロック図を図４に示し、その動作を説明する。
初めに偏光板等の被蒸着物３を取付部材２に取り付けるとともに、処理剤が入れられた容器１３が複数個入れられた筒部１２を載置台１０に取り付けておく。次に真空ポンプを使用して、装置本体１内を真空にしておく（真空度１０^-3〜１０^-4Ｐａ程度）。所定の真空度が得られたら、制御部５０は駆動装置４を用いて所定の回転速度で被蒸着物３を回転させる。
【００１６】
制御部５０は駆動装置１１を使用して載置台１０を回転させ、筒部１２を押出棒２１の回転軌道上に位置させる。筒部１２が押出棒２１の回転軌道上に位置したら、制御部５０は駆動装置２３を使用して押出棒２１を回転させる。回転駆動している押出棒２１の先端は、その回転軌道上に位置する筒部１２の開口部１２ａより容器１３を押し、容器１３を台１４上まで押し出す。
【００１７】
容器１３が台１４まで押し出されると、制御部５０は駆動装置２３を逆回転駆動させ、押出棒２１を元に位置に戻す。開口部１２ａより押出棒２１が抜かれると、筒部１２内に積み上げられている容器１３が下に落ち、次の容器１３を押し出すことができるようになる。
【００１８】
次に制御部５０は駆動装置３２を使用してアーム部３１を台１４上に載せられた容器１３上に位置させる。容器１３上にアーム部３１が位置すると、制御部５０は駆動装置３２を使用してアーム部３１を下げるとともに、アーム部３１を用いて容器１３を挟む。制御部５０は容器１３を挟んだアーム部３１を駆動装置３２を使用して持ち上げたあと、回転駆動させて抵抗加熱部４０上（絶縁体４０ａ上）に容器１３を載置する。
【００１９】
制御部５０は電源４１を用いて所定の電流を流し、抵抗加熱部４０を８００〜１１００℃程度に加熱させる。本実施の形態で使用する銅製の容器のように安価で熱伝導性の良いものは導電性を有する金属であることが多いため、抵抗加熱部４０上に直接容器１３を載せてしまうと、容器１３側に電流が流れてしまい、所望する温度で加熱できなくなる。
【００２０】
本実施の形態のように、容器１３と抵抗加熱部４０との間に絶縁体４０ａを設けることにより、容器１３側に電流が流れることがない。このため、容器１３が載せられた抵抗加熱部４０周囲の加熱温度が下がることがなく、効率よく容器１３を加熱させることができる。
【００２１】
容器１３が加熱されることによって、容器１３内部に入れられた処理剤が蒸散し、本体１内部の天井に取り付けられている被蒸着物３に蒸着する。このとき被蒸着物３が取り付けられている取付部材２は常時一定速度にて回転しているため、取り付けた複数の被蒸着物３にまんべんなく蒸着が行われることとなる。
【００２２】
加熱が所定時間行われ、抵抗加熱部４０上に置かれている容器１３内の処理剤が完全になくなると、制御部５０は搬送装置３０を使用して容器１３を廃棄ボックス１５に廃棄する。被蒸着物３への蒸着が足りない場合には、上述した操作を行い、新しい容器１３を抵抗加熱部４０上に載置し蒸着を行う。
【００２３】
以上の実施形態では抵抗加熱部の上面に絶縁体の被膜を形成するものとしているが、これに限るものではなく、抵抗加熱部全体に被膜を形成させておいても良い。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明では抵抗加熱に流す電流が容器側に流れることがないため、効率よく加熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】真空蒸着装置の構成を示した図である。
【図２】容器が多数載置される筒部の構成を示した図である。
【図３】抵抗加熱部の構成を示した図である。
【図４】制御系を示したブロック図である。
【符号の説明】
１真空蒸着装置本体
２取付部材
３被蒸着物
１０載置台
１１駆動手段
１２筒部
１３容器
２０押出装置
３０搬送装置
４０抵抗加熱部
４０ａ絶縁体
４１電源

Claims

処理剤の入った銅製の容器を真空雰囲気中に置かれる抵抗加熱体上に載置して、容器を直接加熱することにより処理剤を蒸散させて被蒸着物に蒸着を行う真空蒸着装置において、前記抵抗加熱体を８００〜１１００℃にて加熱させるために電源を用いて所定の電流を前記抵抗加熱体に流すための制御手段を有し、さらに前記抵抗加熱体は少なくとも前記容器が置かれる面にアルミナのセラミックスからなる絶縁層が膜厚５０μｍ〜２００μｍにて形成されていることを特徴とする真空蒸着装置。