遮板及其使用方法与流程

空。

本发明总体上涉及与基材的真空沉积有关的装置、系统和方法。

背景技术：

可以将多种类型的功能涂层施加到光学基材，如眼镜镜片上。例如，对于一副眼镜镜片并不罕见的是具有三至四个不同的涂层，如减反射涂层(减少镜片的光反射的薄的多层涂层)、耐划伤涂层、抗静电涂层和疏水性涂层。

在制造眼镜镜片时，真空沉积机器可以将不同涂层施加到一批镜片上。在真空沉积机器内，蒸发源可以布置在真空室中的镜片支架下方、地板上方。遮板可以选择性地插入在蒸发源与镜片支架之间，以阻挡蒸发源的发射，以便改善沉积控制。有需要时，遮板应遮蔽蒸发源，但不在其他时间干扰沉积过程。

技术实现要素：

本披露涉及有助于遮蔽气相沉积机器中的蒸发源或靶的装置、系统、以及方法，其中遮板是可折叠的。例如，遮板在不使用时占用空间较小，在需要遮蔽蒸发源时占用空间较大。

实施例包括用于在基材上进行气相沉积的设备，所述设备包括布置在真空室中、或限定其一部分的底板；基材支架，所述基材支架布置在所述真空室中底板上方并且被配置为接纳至少一个基材；在所述真空室中布置在所述基材支架下方、所述底板上方的蒸发源；以及源遮板。所述源遮板包括至少两个叶片，所述至少两个叶片被配置为在第一位置与第二位置之间移动；从而使得在所述第一位置，所述至少两个叶片沿某一维度重叠，并且所述遮板不遮盖所述蒸发源；并且在所述第二位置，所述至少两个叶片重叠的程度小于在所述第一位置，并且所述遮板遮盖所述蒸发源。其他实施例可以包括使用所述设备涂覆诸如镜片等基材。

其他实施例可以包括一种真空沉积方法，所述方法包括以下步骤：将源遮板从布置在真空沉积室中的蒸发源移开，其中，所述源遮板包括第一叶片和第二叶片；并且从所述蒸发源蒸发成膜材料，其中，将所述源遮板从所述蒸发源移开包括使所述第一叶片旋转，从而引起所述第二叶片旋转。所述方法可以进一步包括将所述源遮板移向所述蒸发源，其中，将所述源遮板移向所述蒸发源包括使所述第一叶片旋转，从而引起所述第二叶片旋转。通过推动或拉动第二叶片，第一叶片可以使第二叶片旋转。

还有其他实施例可以包括一种真空沉积方法，所述方法包括以下步骤：将源遮板移向布置在真空沉积室中的蒸发源，其中，所述源遮板包括多个叶片；并且从蒸发源蒸发成膜材料，其中，将所述源遮板移向所述蒸发源包括移动所述多个叶片，从而使得所述多个叶片成扇形。所述沉积方法进一步包括将所述源遮板从所述蒸发源移开，其中，将所述源遮板从所述蒸发源移开包括移动所述多个叶片，从而使得所述多个叶片叠起来。

术语“一个(a和an)”被定义为一个或多个，除非本披露另外明确地要求。

术语“基本上”、“大约”和“约”被定义为如本领域普通技术人员所理解的主要地但不一定完全地是指定的内容(并且包括是完全指定的内容)。在任何披露的实施例中，术语“基本上”、“大约”或“约”可以用在所指定的内容“的[百分比]内”取代，其中百分比包括0.1％、1％、5％和10％。

术语“包含(comprise,comprises,comprising)”(以及包含的任何形式)、“具有(have,has,having)”(以及具有的任何形式)、“包括(include,includes,including)”(以及包括的任何形式)和“含有(contain,contains,containing)”(以及含有的任何形式)是开放式连系动词。其结果是，“包含”、“具有”、“包括”或“含有”一个或多个要素的任何本发明装置、系统和方法具备那一个或多个要素，但不局限于仅具备那一个或多个要素。同样地，“包含”、“具有”、“包括”或“含有”一个或多个特征的装置、系统或方法的要素具备那一个或多个特征，但不局限于仅具备那一个或多个特征。此外，术语如“第一”和“第二”仅用于区分结构或特征，并且不将不同结构或特征限制为特别的顺序。

此外，能够以某种方式执行功能或进行配置的结构，则能够至少以这种方式执行功能或进行配置，但也可以以未列出的方式执行功能或进行配置。

一个实施例的一个或多个特征可以应用于其他实施例，即使没有进行描述或示出，除非被本披露或实施例的性质明确禁止。

任何的本发明装置、系统和方法可以由任何所描述的要素和/或特征和/或步骤组成或基本上由其组成-而不是包含/包括/含有/具有任何所描述的要素和/或特征和/或步骤。因此，在任何权利要求中，术语“由...组成”或“基本上由...组成”可以代替以上所述的任何开放式连系动词，以便从否则使用开放式连系动词将是的范围改变给定权利要求的范围。

与以上描述的实施例和其他相关联的细节在以下呈现。

附图说明

以下附图以实例而非限制性的方式展示。为了简洁和清楚起见，给定结构的每个特征可能不在所述结构出现的每一个图中标注。相同的附图标记不一定指示相同的结构。相反，可像不相同附图标记那样，相同的附图标记可以用于指示相似特征或具有相似功能的特征。

图1a展示了气相沉积设备的实施例的真空室的示意性透视内部图，其中遮板处于第一位置。

图1b展示了图1a所示的实施例的示意性透视内部图，其中遮板处于第二位置。

图2a展示了驱动叶片的实施例的透视图。

图2b展示了中间叶片的实施例的透视图。

图2c展示了滞后叶片的实施例的透视图。

图3a展示了扇形构造的遮板的实施例的俯视透视图。

图3b展示了层叠构造的图3a中的遮板实施例的仰视透视图。

图3c展示了层叠构造的图3a中的遮板实施例的侧视图。

图4是遮板的另一实施例的近距离视图。此视图是为了使不同部件可看见的解构视图。

图5展示了套筒的实施例的侧视透视图。

图6展示了包括图1a中示出的实施例的系统的示意图。

具体实施方式

现参考图1a与图1b，示出了布置在气相沉积设备1中的源遮板100的实施例。气相沉积设备1可以被配置为将一个或多个功能层施加到一个或多个基材8上。在示出的实施例中，气相沉积设备1包括真空室2，基材支架6与室底板4相对设置在室2内，并且一个或多个蒸发器10也设置在室2中与基材支架6间隔开并在其下方。基材支架6包括每个都被配置为接纳并保持基材8的多个支架7。一个或多个蒸发器10包括蒸发源12并且被配置为将一个或多个功能层施加到一个或多个基材8的外露表面上。在实施例中，基材支架6可以被配置为例如通过联接到其上的旋转驱动器11来旋转。

气相沉积设备1还可以包括遮板100，所述遮板被配置为在第一(缩回)位置(图1a)与第二(伸展)位置(图1b)之间移动，从而使得遮板可以选择性地遮蔽至少一个蒸发源12。在伸展位置，遮板100遮盖蒸发源12、并且物理阻挡其蒸发路径。在缩回位置，遮板100偏离蒸发源12，使得遮板不再阻挡其蒸发路径。

源遮板100可以包括被配置为在第一(缩回)位置与第二(伸展)位置之间移动(例如，旋转)的至少两个叶片55。例如，遮板100可以包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、或更多叶片。叶片的数量可以取决于叶片的大小和形状以及蒸发源的大小和形状。在某些实施例中，遮板100可以包括5至12个叶片。在第一位置，叶片中的一个(例如，叶片55a)与相邻叶片(例如，叶片55b)重叠的程度大于在第二位置。当处于第二位置时，叶片55配合以形成插入蒸发源12与基材8之间的护罩，从而阻挡蒸发的材料。

遮板100被配置为在移动到缩回位置时折叠，从而与伸展位置相比占用空间更小。换言之，遮板100可以在第二位置时包括比在第一位置时的外露表面区域更小的外露表面区域。外露表面区域可以是每个叶片中不与另一叶片重叠的总表面区域。在实施例中，外露表面区域从第一位置到第二位置增加了至少2倍、3倍、4倍、5倍、或更多。

参考图2a至图2c和图3a至图3c，每个叶片(例如，55a，55b，55c，统称为叶片55)可以是薄结构，例如片材。例如，每个叶片55可以具有上表面56和下表面57、以及在上表面与下表面之间延伸的周边表面58，并且上表面56和下表面57可以具有比周边表面58更大的表面积。上表面56和下表面57可以是平坦的并且具有基本上相同的表面积。对于相邻叶片，如叶片55a和55b，叶片55a的上表面56a与叶片55b的下表面57b重叠，并且与第二位置(图1b)相比，在第一位置(图1a)时重叠程度更大。

每个叶片55都可以是硬结构。在一些实施例中，每个叶片55可以具有足够的硬度，使得叶片水平延伸时可以支撑其自身的重量、并且仅在一端被支撑。在实施例中，叶片55可以包括一种或多种金属、金属氮化物、金属氧化物或其组合。叶片55可以包括选自钼、钽、钨、钛、氮化硼、金、银、铂、铜、铝、镍、铍、碳化硅、氮化硅、氮化硼、氧化硅、氧化铍和氮化铝的一种或多种材料。在实施例中，叶片可以具有介于1mm至3mm之间的厚度；厚度可以约为或至少是例如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、或2.8mm。

在示出的实施例中，叶片55可以包括基部51和与基部相反的远端53。每个叶片55的基部51都可以被配置为联接至可旋转轴70。例如，基部51可以限定孔52，所述孔具有的尺寸和形状使得轴70可以延伸穿过所述孔。轴70(图1a和图1b)相对于底板4直立延伸。轴70可以延伸穿过每个叶片55的每个孔52，使得叶片水平延伸并且基部51彼此层叠。一个或多个叶片55可以被配置为绕轴70旋转，但是至少一个叶片55(例如，叶片55c，称为驱动叶片)与轴70成固定关系联接。可旋转轴70可以被配置成为使这样的叶片旋转为叶片联接在第一位置(图1a)与第二位置(图1b)之间。

叶片(例如，叶片55a和55b)中的至少一个可以被配置为将相邻叶片(例如，叶片55b)从第一位置拉到第二位置。例如，参考图2，叶片55b限定了狭缝54，并且相邻的叶片55a被配置为联接至销59，所述销被配置为延伸穿过所述狭缝。狭缝54与销59被配置为使得当在第一位置与第二位置之间移动时，具有销的叶片55b拉动具有狭缝的叶片55a。驱动叶片55a只能包括延伸到相邻叶片55的狭缝54中的销59。仍由驱动叶片55a驱动、却是离驱动叶片最远的叶片(例如，滞后叶片55c)仅需要包括狭缝54，相邻叶片55b的销59可以延伸穿过所述狭缝。夹在叶片55a与叶片55c之间的叶片55b具有销59和狭缝54两者。

在实施例中，狭缝54具有的尺寸和形状使得延伸穿其而过的销59可以随着销所连接的叶片(例如，叶片55a或55b)绕轴70旋转而沿着弧形路径移动。例如，狭缝54可以沿其长度限定曲线，其中曲率半径大约为从狭缝到轴70的距离。当叶片处于第二位置时(例如，具有扇形构造)，狭缝54的长度可以相当于相邻叶片(例如，叶片55a、55b或叶片55b和55c)之间的分离程度。

联接至叶片55的销59可以从上表面56或下表面57延伸，所述表面由驱动叶片55a的叶片组件45内的位置决定。销59可以被配置为延伸到相邻叶片55的狭缝54中。销59的长度不超过叶片55的厚度加上两个叶片(例如，叶片55a、55b)之间的距离或o形环80的厚度。每个叶片55的每个销59可以具有从与叶片组件45的其他叶片相同的表面延伸的销，无论是销从上表面56还是下表面57延伸。

源遮板100可以被配置为使得在从第一位置到第二位置的致动过程中防止或最小化叶片55中的任何一个叶片旋转过度。例如，最外面的叶片之一(例如，叶片55c)可以与限定室2的壁或室2内的固定部件(例如，被配置当轴70旋转时不旋转)成固定关系联接。

为了在第一位置与第二位置之间旋转时减小相邻叶片55之间的摩擦，遮板100可以进一步包括布置在轴70周围和每组相邻叶片55之间的o形环80(图c)。o形环80可以包括自润滑聚合物，例如聚四氟乙烯、尼龙、缩醛(例如，)、超高分子量聚乙烯和/或酚醛塑料。

参考图4，遮板100的另一实施例可以与图3a至图3c中所示和所述的相同，除了它可以进一步包括从叶片55中的至少一个延伸的铆钉60、和由相邻叶片限定的用于接纳所述铆钉的两个或多个狭缝65a、65b。铆钉60和狭缝(例如，65a，65b)可以被配置为防止铆钉延伸穿过的叶片55发生不希望的竖直分离。例如，铆钉60可以防止销59从狭缝54中脱出，特别是如果销59没有铆接。铆钉60包括销(在此视图中不可见)，所述销的一端联接至叶片55、并且另一端联接至宽头64。铆钉60的销延伸穿过两个或多个相邻叶片55的两个或多个狭缝65a、65b。狭缝65a、65b各自具有的尺寸和形状使得延伸穿其而过的铆钉60可以随着铆钉所联接的叶片55绕轴70旋转而沿着弧形路径移动。例如，狭缝65a、65b可以沿其长度限定曲线，其中曲率半径大约为从狭缝到轴70的距离。

在所示的实施例中，轴70延伸穿过套筒72。套筒72可以被配置成为轴70提供一定的直立支撑。例如，参考图5，套筒72可以限定管道73，所述导管被配置为使得轴70可以在所述管道内自由旋转。套筒72还可以被配置成为叶片55提供平台。例如，与套筒72的远端联接的是水平延伸的支撑构件74。轴70延伸超过支撑构件74，并且联接至轴的叶片55由支撑构件74支撑。套筒72的近端可以联接至凸缘构件76，以将套筒联接至底板4。

回到图1a和图1b，轴70可以联接至致动器18。致动器18可以是气动、液压、电动或手动型致动器。例如，轴70可以联接至双作用式气缸。

在各个实施例中，蒸发器10可以被配置为具有蒸发源12，所述蒸发源是离子源(例如，rf高频离子源)或气相沉积源。例如，蒸发器10可以被配置为用于电子束蒸发、焦耳效应蒸发、离子辅助蒸发、离子束溅射、化学气相沉积、物理气相沉积、原子气相沉积、或电阻蒸发。蒸发源12可以具有至少2cm²、3cm²、4cm²、5cm²、6cm²、7cm²、8cm²、9cm²、10cm²、或更大的源面积(即，需要遮蔽的面积)。

在实施例中，蒸发器10可以被配置为将一个或多个功能层沉积到一个或多个基材8上。基材8可以是任何需要薄膜涂层的制品。在所示实施例中，基材8是光学镜片。然而，基材还可以是薄膜装置、膜或眼科镜片。施加于基材8的功能层可以包括：减反射层、高折射率层、低折射率层、抗静电层、亲水性层(例如，防雾层)、疏水性层、耐划伤层、高反射率层(例如，镜面层)、着色层/有色层、有助于粘附到基材8或层之间的粘合剂层、衬垫控制层、梯度层、光操控层和/或硬化层。

为了控制致动器18，在一些实施例中，控制器与一个或多个驱动器通信并且被配置为致动一个或多个致动器。在一些实施例中，控制器是系统控制器20。例如，参照图6，系统500包括上述具有遮板100的设备1、和设有数据处理系统的系统控制器20，所述数据处理系统包括微处理器23，所述微处理器被配置为将指令发送至设备1以使致动器18致动来覆盖或露出蒸发源12。系统500可以进一步装备有存储器24、尤其是非易失性存储器，从而允许其加载和存储软件程序，当在微处理器23中执行时，所述软件程序允许设备1实施基材涂覆过程。这个非易失性存储器24可以例如是rom(只读存储器)。此外，系统控制器20包括存储器25、尤其是易失性存储器，从而允许在软件包的执行过程中存储数据。这个易失性存储器25可以是例如ram或eeprom(分别为“随机存取存储器”和“电可擦除可编程只读存储器”)。

在一些实施例中，系统控制器20可以被配置为执行基材涂覆过程。此外，系统控制器20可以与一个或多个蒸发器、以及一个或多个遮板100通信。有待执行的涂覆过程可以包括致动遮板100以覆盖蒸发源12(例如，通过将叶片旋转到第二位置)并点燃蒸发器10。涂覆过程还可以包括致动旋转驱动器11，以旋转基材支架6。一旦蒸发源12达到所需的输出水平，就可以例如通过使叶片旋转到第一位置来致动遮板100以露出蒸发源12。一旦蒸发器10已经操作了限定的时间，可以致动遮板100以覆盖蒸发源12、并且可以关闭蒸发器10。

其他实施例可以包括将源遮板100从蒸发源12移开、并且从蒸发源蒸发成膜材料的方法。在这种实施例中，源遮板100可以包括第一叶片55a与第二叶片55b。通过旋转第一刀片可以使源遮板100从蒸发源12移开，从而使第二叶片旋转。所述方法还可以包括通过旋转第一叶片55a来将源遮板100移向蒸发源12，从而使第二叶片55b旋转，但是朝相反的方向。例如，可以通过第一叶片55a沿一个方向推动第二叶片、或沿相反方向拉动第二叶片来旋转第二叶片55b。

另一个实施例可以包括将源遮板100移向布置在真空沉积装置1中的蒸发源12、并从蒸发源蒸发成膜材料。源遮板可以包括多个叶片55。可以通过移动多个叶片使得叶片成扇形而将源遮板100移向蒸发源。所述方法包括通过移动叶片55使得叶片55叠起来从而将源遮板100从蒸发源12移开。

上述说明书和实例提供了示例性实施例的结构和用途的完整说明。虽然以上已经以某一程度的特殊性或者参考一个或多个单独的实施例描述了某些实施例，但是本领域的技术人员能够在不脱离本发明的范围的情况下对所披露的实施例作出许多改变。同样地，本发明的气相沉积设备和方法的说明性实施例并不旨在是限制性的。相反，本发明的装置、系统和方法包括落入权利要求的范围内的所有修改和替代方案，并且除了示出的那些之外的实施例可以包括所描绘的实施例的一些或全部特征。例如，部件可以组合为一体结构和/或连接可以被代替。进一步地，在适当情况下，以上描述的任何实例的方面可以与所描述的任何其他实例的方面组合以形成具有相当的或不同特性并且解决相同或不同问题的另外实例。类似地，将理解的是，以上描述的益处和优点可以涉及一个实施例或者可以涉及若干实施例。

权利要求不应被解释为包括装置加功能的或步骤加功能的限定，除非这样的限定在给定权利要求中分别使用短语“用于...的装置”或“用于...的步骤”明确地被叙述。