[发明专利]用于基材的真空涂布的箱式涂布设备

说明书

用于基材涂布的箱式涂布设备(10)包括含有蒸发源(14)的真空室(12)。基材支架(16)相对于蒸发源面对面设置，使得蒸发的材料可撞击在由所述基材支架保持的基材上。除了蒸发源和基材支架之外，还设置至少一个另外的功能部件(20)、即迈斯纳捕集器(20)和/或高真空阀机构，防护罩布置(52)被分配至该功能部件，用于防止蒸发的材料撞击在所述部件上。该防护罩布置具有百叶窗部分(56)，百叶窗部分(56)可以从覆盖通过防护罩布置的通道(60)并且用于屏蔽所述部件的关闭的屏蔽位置转移到基本上清空通道以允许气体和蒸气基本上自由通过的打开的泵送位置，并且反之亦然。

技术领域

本发明总体上涉及用于基材的真空涂布的箱式涂布设备。这样的设备通常用于光学应用中，用于各种有机和无机材料的基材上的多层薄膜的高真空沉积。具体地，本发明涉及一种用于眼镜镜片的真空涂布的箱式涂布设备，所述眼镜镜片应当用在大规模生产的眼镜镜片的镜框内。在这种情况下，箱式涂布设备典型地用于在眼镜镜片上施涂多层防反射(AR)涂层，以便为后者提供低的残留反射和期望的颜色。然而，它也可以用于其它涂布目的，例如用于在这种AR涂层的顶部施涂选自由疏水涂层、疏油涂层和防尘涂层组成的组中的顶部涂层(TC)。

背景技术

所论述的本身已知的所谓涂布技术是物理气相沉积(PVD)过程，更确切地说是通过热蒸发的涂布过程。在热蒸发中，大部分沉积材料借助于热加热或电子轰击从固态转变成蒸气状态。然后将蒸发的材料输送到发生薄膜生长的基材。这种涂布技术的关键参数主要是蒸发颗粒的平均速度及其角分布。必须将基础压力保持在高真空范围内，以最小化蒸发颗粒与发生该过程的真空室中的残留气体之间的冲击事件的次数。高真空允许颗粒具有足够的“平均自由程”以使薄膜在基材水平上生长。高真空还确保，当蒸发的材料从蒸发器传送到被涂布的表面时，蒸发的材料不会(或仅在非常有限的程度上)与腔室中的气体发生化学反应。由于这些原因，在开始涂布之前，需要将腔室抽空至例如约3×10^-3Pa。然而，真空室的抽空带来了下面解释的问题。

图12至图14以部分简化或示意性的方式示出之前已知的箱式涂布设备10、即可从本申请人瑞士的Satisloh股份公司获得的箱式涂布设备“1200DLX箱式涂布机”。这种箱式涂布设备10的基本结构和功能在可从本申请人获得的2006年第二版的手册“眼科镜片涂布的介绍(An Introduction To The Coating Of Ophthalmic Lenses)”中有描述，此处将对该手册进行明确参考。

因此，箱式涂布设备10基本上具有真空室12，真空室12包含蒸发源14和用于以已知方式保持多个基材(未示出)的基材支架16。基材支架16形成为面对于蒸发源14设置的圆顶，并且通过圆顶旋转驱动器18(在图14中省略)绕穿过蒸发源14的旋转轴线R旋转，使得由基材支架16保持在多个圆上的基材可以相对于蒸发源14以各自恒定的间隔围绕旋转轴线R在圆形路径上移动。

示出了作为位于真空室12中并且对薄膜沉积敏感的箱式涂布设备10的另外的工序设备的迈斯纳捕集器(Meissner trap)20和基材加热器22。迈斯纳捕集器20必不可少具有可以保持在低于-100℃的温度下或在室温下的线圈24(参见图14)。当真空室12被抽空至低于约10^-2Pa的压力下，多达90％的大部分残留气体为水蒸气。自由水蒸气需要很长时间才能清除，并因此会导致较长的工艺周期。为了避免这种影响，水分子被冻结到捕集器表面，在整个过程中所述水分子保持在所述捕集器表面上。在完成涂布之后，水才被释放(蒸发)并被抽出。另一方面，在要用如MgF₂之类的典型材料涂布的眼镜镜片中，通常设置基材加热器22。在这种情况下，基材必须被基材加热器加热到约300℃以便获得优异的涂布质量。然而，加热器也可以用于定期对涂布系统进行脱气。