CN110494589A - 蒸镀装置、蒸镀方法及有机el显示装置的制造方法 - Google Patents

蒸镀装置、蒸镀方法及有机el显示装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

由实施方式公开的蒸镀装置，成为利用电磁铁(3)吸附蒸镀掩模的构造，包含控制电路(7)，其将驱动电磁铁(3)的电源电路(6)与电磁铁(3)之间连接，使向电磁铁(3)的电流的施加时由电磁铁(3)产生的磁场平缓地变化。其结果，在电磁铁(3)的电磁线圈(32)中流过的电流的变化变得平缓，抑制由电磁感应产生的影响，抑制在被蒸镀基板上形成的元件等的不良或元件特性的劣化。

Description

蒸镀装置、蒸镀方法及有机EL显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种例如对有机EL显示装置的有机层进行蒸镀的蒸镀装置、蒸镀方法及有机EL显示装置的制造方法。
背景技术
例如，在制造有机EL显示装置的情况下，在支撑基板上形成TFT等开关元件，在该电极之上，有机层与每个像素对应而层叠。该有机层怕水而无法进行蚀刻。因此，有机层的层叠通过下述方式进行，即，将支撑基板(被蒸镀基板)和蒸镀掩模重叠而配置，通过蒸镀掩模的开口进行有机材料的蒸镀。并且，仅在必要的像素的电极之上层叠必要的有机材料。该被蒸镀基板和蒸镀掩模，如果不尽可能接近，则无法仅在像素的准确的区域形成有机层。如果未仅在准确的像素的区域沉积有机材料，则显示图像容易模糊。因此，使用通过对蒸镀掩模使用磁性体，在永磁铁或者电磁铁与蒸镀掩模之间夹着被蒸镀基板，从而使被蒸镀基板与蒸镀掩模紧贴的磁性夹盘(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-024956号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题
作为蒸镀掩模，当前使用金属掩模，但近年来，为了形成更精细的开口，存在使用将由树脂薄膜形成的掩模的开口的周围由金属支撑层支撑而成的混合型的蒸镀掩模的倾向。如混合掩模这种磁性体少的蒸镀掩模，如果不是更强的磁场(磁性)，则不能进行充分的吸附。
如前所述，如果吸附不充分，则被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的紧贴性降低。为了将蒸镀掩模充分地拉向被蒸镀基板侧，需要强的磁场。如果作为磁性夹盘的磁铁而使用永磁铁，则在其磁场强的情况下，被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的对位变得困难。另一方面，如果使用电磁铁，则由于可以在对位时不施加磁场，在对位后施加磁场，因此被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的对位变得容易。但是，本发明人发现，如果使用电磁铁，在被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的对位后施加强的磁场，则被蒸镀基板的TFT或有机材料的层叠膜等可能会产生性能不良或特性的劣化。特别地，在使用混合型的蒸镀掩模的情况下，为了进行充分的吸附，需要强的磁场。在该情况下，强的磁场充其量为2倍程度，几乎不需要大型的电磁铁。但是，即使是当前的金属掩模的情况下的电磁铁，如果电流接通时的磁束的变化非常大而电流变多，则磁束的变化变得更加显著。本发明人发现，因在该电流接通时产生的电磁感应，有时显著地出现在被蒸镀基板上形成的TFT的问题或有机层的劣化。
本发明就是为了解决这种问题，其目的在于，提供一种蒸镀装置及蒸镀方法，其即使对磁性夹盘的磁铁使用电磁铁，也可以抑制在被蒸镀基板上形成的TFT等的元件的不良或劣化，进而抑制有机层的特性的劣化。
本发明的其它目的在于，提供一种使用上述蒸镀方法，显示品质优良的有机EL显示装置的制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的蒸镀装置，其包含：电磁铁；基板支架，其对被蒸镀基板进行保持，所述被蒸镀基板应该设置于与所述电磁铁的一个磁极相对的位置；蒸镀掩模，其设置于由所述基板支架保持的所述被蒸镀基板的未设置有所述电磁铁的面，具有磁性体；蒸镀源，其与所述蒸镀掩模相对地设置，使蒸镀材料气化或者升华；电源电路，其对所述电磁铁进行驱动；以及控制电路，其将所述电源电路与所述电磁铁之间连接，使向所述电磁铁的电流的施加时由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化。
本发明的一个实施方式的蒸镀方法，其包含下述工序：将电磁铁、被蒸镀基板、具有磁性体的蒸镀掩模重叠，并且，利用从电源电路向所述电磁铁的通电，使所述被蒸镀基板和所述蒸镀掩模吸附的工序；以及利用来自与所述蒸镀掩模分离而配置的蒸镀源的蒸镀材料的飞散，在所述被蒸镀基板上沉积所述蒸镀材料的工序，在所述电磁铁与所述蒸镀掩模的吸附时，使由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化而进行向所述电磁铁的电流施加的工序。
本发明的一个实施方式的有机EL显示装置的制造方法，其包含：在支撑基板上至少形成TFT及第一电极；通过在所述支撑基板上使用所述的蒸镀方法而对有机材料进行蒸镀，从而形成有机层的层叠膜；以及在所述层叠膜上形成第二电极。
发明效果
根据本发明的一个实施方式的蒸镀装置及蒸镀方法，可以抑制在被蒸镀基板上形成的TFT等的元件的不良或劣化，进而抑制有机层的特性的劣化。
附图说明
图1A是在本发明的一个实施方式的蒸镀装置中使用的控制电路的第一实施例的电路图。
图1B是表示在图1A的电路中将电流接通后的磁场H的变化的图。
图2A是在本发明的一个实施方式的蒸镀装置中使用的控制电路的第二实施例的电路图。
图2B是表示在图2A的电路中将电流接通后的磁场H的变化的图。
图3A是在本发明的一个实施方式的蒸镀装置中使用的控制电路的第三实施例的电路图。
图3B是表示在图3A的电路中将电流接通后的磁场H的变化的图。
图3C是表示图3A的开关电路的一个例子的图。
图3D是图3A的电路的变形例，是对交流电源进行整流而使用的例子。
图4A是在本发明的一个实施方式的蒸镀装置中使用的控制电路的第四实施例的电路图。
图4B是表示在图4A的电路中将电流接通后的磁场H的变化的图。
图5A是表示蒸镀装置的电磁铁与被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的关系的图。
图5B是蒸镀掩模的一个例子的放大图。
图5C是示意地表示利用电磁铁产生的磁场的图。
图6是表示磁束与被蒸镀基板及蒸镀掩模的间隔之间的关系的图。
图7A是表示由本发明的有机EL显示装置的制造方法进行的蒸镀工序的图。
图7B是表示利用本发明的有机EL显示装置的制造方法层叠有机层的状态的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一个实施方式的蒸镀装置及蒸镀方法进行说明。本实施方式的蒸镀装置，整体的结构例在图5A中示出，其控制电路的第一实施例的电路例在图1A中示出。如图5A所示，包含：电磁铁3；基板支架29，其以设置于与电磁铁3的一个磁极相对的位置的方式，对被蒸镀基板2进行保持；具有磁性体的蒸镀掩模1，其设置于由基板支架29保持的被蒸镀基板2的未设置电磁铁3的一个面；以及蒸镀源5，其与蒸镀掩模1相对设置，使蒸镀材料气化或者升华。并且，如图1A～4A所示，包含：电源电路6，其对电磁铁3进行驱动；以及控制电路7，其与电源电路6和电磁铁3之间连接，使在向电磁铁3施加电流时由电磁铁3产生的磁场平缓地变化。
在这里所谓的“平缓”，表示使电流的上升时间增大，表示通常的上升时间的100倍以上，具体地说，上升时间(从开关接通直至成为规定的电流的时间)为毫秒的数量级。
在这里，本发明人为了得到蒸镀掩模1与被蒸镀基板2之间的紧贴性，利用图5A所示的这种结构，取代电磁铁而使用永磁铁，将该永磁铁、按压板4、被蒸镀基板2和蒸镀掩模1重叠，研究了磁束、蒸镀掩模1和被蒸镀基板2之间的间隙的关系。其结果示于图6。此外，永磁铁使用在一面产生磁场，在另一面不产生磁场(磁场为0)的片状磁铁。准备磁场不同的3片永磁铁，并更换3片永磁铁而研究了蒸镀掩模1的面的磁场与被蒸镀基板2与蒸镀掩模1之间的间隙的关系。作为蒸镀掩模1，使用混合型的掩模。此外，确认了间隙和有机材料的沉积状态之间的关系，其结果可知，被蒸镀基板2与蒸镀掩模1之间的间隙，越小越优选，如果为3μm以下，则可以成为期望的沉积状态。
因此，根据图6所示的调査结果可知，磁铁的磁场H或者磁束密度B(B＝μH；μ为透磁率)越大，越优选。但是，本发明人发现，如前所述，如果将蒸镀掩模1由电磁铁3通过强磁场吸附，使被蒸镀基板2与蒸镀掩模1紧贴，则在被蒸镀基板2上形成的TFT等的元件会破损，或者性能可能会劣化。另外，还发现有机材料可能会劣化。本发明人进一步不断认真研究，调查其原因，结果发现，在向电磁铁3的电磁线圈32接通电流时，因电磁感应引起的电动势，在被蒸镀基板2上形成的TFT(未图示)等的电路中流过过电流。并且，本发明人发现，因该过电流或由该过电流而在电极22(参照图7B)等中产生的焦耳热，TFT或有机层25(参照图7B)会被破坏，或者产生劣化。
在利用电源电路6(参照图1A)在电磁铁3的电磁线圈32中流过电流时，急速地流过电流，由电磁铁3产生的磁束Φ(Φ＝BS＝μHS；S为磁芯的剖面积)急速地增加。如果磁束Φ急速地变化，则产生相当于V∝-dΦ/dt的电动势。在电磁线圈32中接通电流时，电流从0开始达到规定的电流为止的时间(上升时间)Δt，依赖于电磁铁3的自身电感的大小，但在通常的电磁铁3中，成为10μs(秒)的程度。由于Δt非常小，因此可以将微小时间dt由该Δt近似。因此，例如如果使300高斯程度的磁束以该时间Δt变化，则因电磁感应而产生30MV程度的电动势。利用该电动势，在被蒸镀基板2内的闭合电路中流过电流，会损伤TFT等。该电动势V如前述的式子可知，磁束Φ的变化越大，另外，时间变化越短，其越大。由于电磁铁3的电磁线圈32具有自身电感，因此磁束Φ的变化被抑制，但尽管如此，也会产生前述的30MV程度这样的大的感应电动势，这种感应电动势示出对元件的破损或特性劣化产生影响。此外，作为焦耳热的量Q(J)，产生由Q＝V2·t/R示出的热量(R：被蒸镀基板2内的闭合电路的电阻(Ω))。由于该焦耳热的产生，有时对于不耐高温的有机材料，会使其特性劣化。
并且，本发明人进一步不断认真研究的结果，发现通过以使得由电磁铁3产生的磁化力(N·I；N为线圈的匝数，I为流过电磁线圈的电流的大小)逐渐地变大的方式变化，从而产生的磁束的变化变得平缓，可以解决这种问题。即，发现不仅是电磁铁3的自身电感，通过使电磁线圈32的匝数N或者电流I逐渐地变大，或者增大上升时间Δt，从而可以减小感应电动势，可以解决该问题。具体地说，发现通过将当前的上升时间Δt延长至100倍的程度、更优选1000倍的程度，从而可以将感应电动势设为1000分之1的程度，从而可以解决问题。作为使磁束的变化平缓的具体的方法，可以举出使向电磁铁3施加的磁化力自身逐渐地增加的方法，即，使电磁线圈32的匝数或者电流逐渐地增加，或者使用延迟电路、即斩波器或电容器等电抗元件而使向电磁线圈32的电流的施加逐渐地增加等。发现通过使成为该电磁感应的原因的磁化力(磁场)的上升平缓，从而可以防止在被蒸镀基板2上形成的TFT等的元件或有机层的破损、劣化。
为了减小感应电动势，如前所述，需要减小磁束Φ的变化。dt可以近似地视为磁束从0到Φ的时间。因此，例如只要将成为图1B所示的规定的磁场为止的时间Δt变大即可。该Δt如前所述，只要设定为不使其延迟的情况下的1000倍的程度、即10ms(毫秒)的程度即可。此外，在之前的说明中，是针对将电流向电磁铁3的电磁线圈32接通的情况，但在将电流断开而将磁束Φ设为0的情况下，也同样地，磁束会急速变化。因此，在该情况下，也会产生逆方向的感应电动势，出现同样的问题，但通过与将电流接通的情况下同样地，插入抽头控制和延迟电路，从而可以消除该问题。关于其具体例，参照图1A～4B进一步详细地进行说明。
(实施例1)
图1A～1B所示的例子成为下述结构：在电磁铁3的电磁线圈32中形成多个抽头32b、32c、32d，通过开关71依次进行旋转，从而从抽头32b至抽头32c而连接依次改变。磁束Φ在将线圈的匝数设为N，将电流设为I时，成为Φ＝N·I。例如，如果开关71与抽头32b连接，则仅在图1A的约1/3的电磁线圈32中流过电流。其结果，匝数成为约1/3，磁束Φ成为＝N·I/3。然后，可以将开关71向抽头32c、32d依次切换而使磁束Φ逐渐地变大。因此，磁束的变化变小，可以成为几乎不会受到电磁感应的影响的状态。该抽头32b～32d的数量并不限定于该例子，可以设定为不会受到电磁感应的影响的程度的数量。另外，通过使开关71的切换的时间变长，从而可以进一步延迟上升时间。在改变该电磁线圈32的长度的情况下，严格地说，如果电磁线圈32的长度不同，则电磁线圈32的电阻值变化，电流I也变化，但由于作为电磁线圈32，以电阻尽可能小的方式形成，因此该变化可以忽略。
将由图1A所示的控制电路7引起的磁场H(或者电磁线圈32的匝数N)相对于时间的变化示于图1B。该纵轴的变化可以利用抽头32a～32c的数量自由地调整，另外，横轴的间隔可以利用开关71的切换速度自由地调整。
(实施例2)
作为图2A所示的例子，电源电路6由交流电源61和整流电路64构成，交流电源61的电压利用变压器62的2次线圈63的抽头63a～63c的切换而可变。在图2A所示的例子中，在2次线圈63中形成3个抽头63a、63b、63c，利用开关71切换各抽头63a～63c。其输出端子与整流电路64连接。整流电路64通常将4个二极管进行桥接而成，其输出与电磁铁3的电磁线圈32连接。在该图2A所示的例子中，例如如果开关71与抽头63a连接，则变压器62的2次线圈63的仅约1/3程度的部分作为输出而使用。因此，对该输出整流后的直流电流，成为在变压器62的2次线圈63出现的输出的仅1/3程度的利用，成为由较少的电流的磁化力。即，由于在开关71与抽头63a连接的状态下，在电磁线圈32中流过的电流成为仅I/3程度，因此与前述的图1A所示的例子同样地，磁束Φ(磁场H)成为Φ＝N·I/3，产生弱的磁束(磁场)。通过之后切换抽头63a～63c，从而如前所述，以10ms的程度获得期望的磁束(磁场)。因此，磁场变小仅是开始时，最终地获得的蒸镀掩模1的吸附力不受任何影响。
由该图2A所示的控制电路7引起的磁束Φ(磁场H、电流I)的变化也如图2B所示，可以与图1B同样地变化。在该情况下，纵轴的变化也可以利用抽头63a～63c的数量自由地调整，另外，横轴的时间间隔也可以利用开关71的切换速度而自由地调整。
(实施例3)
图3A所示的例子是利用所谓的斩波电路，通过从电源电路6断续地流过电流，从而使其上升延迟。在电源电路6(直流电源)与电磁铁3的电磁线圈32之间连接开关72、以及具有平滑化线圈73a及二极管73b的平滑化电路73。平滑化线圈73a串联连接在开关72与电磁铁3的电磁线圈32的一端子之间，二极管73b在开关72与电磁铁3的电磁线圈32的另一端子之间与电磁铁3并联地连接。通过在电流的上升时对该开关72进行接通断开，从而在断开的时间，利用在平滑化线圈73a中积蓄的能量经由二极管73b而流过电流，因此电流不会完全变为0，而仅是电流稍微下降，如果开关72再次接通，则电流又上升。该情形示意地示于图3B。
在图3B中，右上的曲线部分是将开关72设为接通时，右下的直线部分(实际上并不是直线，但为了方便而示出)是将开关72设为断开时。如果将该电流(磁场)的变化近似地描绘，则成为图3B的双点划线的方式。换言之，利用这种斩波电路73也可以使磁束的上升变得平缓。磁束的上升利用由开关72的斩波而延迟，但受到平滑化线圈73a的影响，也可以将图3A的平滑化电路73视为由感应性电抗引起的延迟电路。
开关72可以使用例如图3C所示的这种闸流晶体管。闸流晶体管72例如利用pnpn结，在内层的p层形成栅极端子72g。在该栅极端子72g上连接半导体开关元件，通过半导体开关元件的高速切换，闸流晶体管72被接通断开控制。即使取代闸流晶体管而使用大电力用的双极晶体管、场效应型晶体管(包含MOS型及接合型)、GTO、IGBT等，也可以利用栅极端子进行接通断开。另外，在电源电路为交流的情况下，也可以使用二极管。
图3D所示的电路，在图3A的变形例中，使用交流电源61，将开关、整流电路74、平滑化电路75一体化而形成控制电路7。用于将交流变为直流的整流电路74，由利用兼作为开关的2个闸流晶体管72b和2个二极管75b组成的桥电路形成。平滑化电路75由该二极管75b和平滑化线圈75a形成。利用该电路，即使输入是交流，也可以与直流输入的图3A的构造同样地进行斩波。根据该控制电路7，可以将交流一边斩波一边整流而向电磁铁3供给直流，与图3A的电路同样地，可以使磁束的增加变得平缓。
(实施例4)
图4A成为在电源电路6与电磁铁3之间，与电磁铁3并联地连接电容器75的结构。通过设为这种结构，从而如果从电源电路6输出电流，则首先在电容器75中流过较多的电流，电容器75被充电，从而在电磁线圈32中流过的电流增加。因此，如图4B所示，在电磁铁3的电磁线圈32中流动的电流(磁场)平缓地增加。该平缓地增加而达到规定的电流值的时间Δt，在将电磁线圈32的电阻设为R，将电容器75的电容设为C时，与时间常量τ＝R·C相关联。需要将该时间Δt如前所述，设为10ms的程度或者其以上。另一方面，如果作为电磁线圈32而使用直径1mm程度的铜线(电阻率1.71×10-8Ω/m)，则在长度100m时，电阻R成为0.2Ω。这样，所要求的电容器的电容C，成为0.01(s)/0.2(Ω)＝0.05F(F：法拉)＝50mF＝50000μF。如果考虑今后为了使该电容尽可能小，使用与铜线相比电阻率大的铝线(电阻率为铜的2倍程度)等的可能性、以及线圈的最优化(通过线圈的线径的缩小或增加线圈长度，使电阻以5倍程度增加)，则电容器75的电容优选设为5000μF以上。
在上述的实施例中，在电源电路6被切断的情况下，急速的磁束的变化也会伴随电磁感应的产生，因此需要经由同样的电路进行隔断。在图4B中，还示出该隔断的情况下的电流变化。即，即使在利用未图示的开关而电路被切断的情况下，在电容器75中积蓄的电荷也被释放，电流平缓地减少。因此，在具备电容器75的情况下，不仅是上升电流平缓地增加，下降电流也平缓地减少，因此优选。换言之，为了使下降平缓，在感应性电抗的情况下，在开关电路的切断时需要与使上升平缓的控制同样的控制，但在电容器的情况下，自动地获得平缓的下降。
本发明的一个实施方式的蒸镀装置(电源电路6及控制电路7未图示)如图5A所示，具有：电磁铁3，其置载于按压板4上；基板支架29，其设置为，可以在电磁铁3的一个磁极的面经由按压板4而保持被蒸镀基板2；蒸镀掩模1，其设置在利用基板支架29保持的被蒸镀基板2的与电磁铁3的相反面；以及蒸镀源5，其以与蒸镀掩模1相对的方式设置，使蒸镀材料气化或者升华。并且，蒸镀掩模1具有由磁性体构成的金属层(参照金属支撑层12：图5B)，电磁铁3与电源电路6及控制电路7(参照图1A～4A)连接，它们以使得以对蒸镀掩模1所具有的金属支撑层12进行吸附的方式向电磁线圈32施加电流。蒸镀掩模1置载于掩模支架15上，基板支架29及对按压板4进行保持的支撑框架41分别向上被提升。并且，利用未图示的机器人臂搬运的被蒸镀基板2置载于基板支架29上，通过降下基板支架29，从而被蒸镀基板2与蒸镀掩模1进行接触。此外，通过降下支撑框架41，从而按压板4与被蒸镀基板2重叠。在其上，电磁铁3利用未图示电磁铁支撑部件的操作而安装于按压板4上。此外，按压板4的设置目的在于，将被蒸镀基板2设为平坦，并且虽然未图示，但在内部使冷却水循环，从而对被蒸镀基板2及蒸镀掩模1进行冷却。该按压板4材质或厚度设定为，使得蒸镀掩模面的磁场的面内分布变得均匀。
电磁铁3如图5C的概略图所示，在由铁心等构成的磁心31的周围卷绕电磁线圈32。图5A示出下述构造：例如蒸镀掩模1的大小为1.5m×1.8m程度的大小，因此具有图5C所示的剖面5cm见方程度的大小的磁心31的电磁铁3，与蒸镀掩模1的大小对应而排列多个地配置(在图5A中，横向被缩小，电磁铁的数量较少地描绘)。在图5A所示的例子中，在电磁铁3的各磁心31卷绕的电磁线圈32(将各个电磁铁称为单位电磁铁)串联地连接。但是，各自的单位电磁铁3的电磁线圈32也可以并联地连接。另外，数个单位也可以串联连接。如果在该单位电磁铁的电磁线圈32的连接部形成抽头32b～32d，则作为整体的电路构造与图1A所示的构造对应。但是，抽头也可以在单位电磁铁的电磁线圈32的中途形成。也可以与单位电磁铁的一部独立地能够进行电流的施加。
如果在该电磁铁3的电磁线圈32中流过直流电流，则如图5C所示，利用右旋法则产生磁场H。如果在该磁场H内放置磁性体，则与磁场H的大小对应的磁性被磁性体感应。该磁场H的大小如前所述，由电磁线圈32的匝数N和流过电流的大小I的积N·I确定。因此，电磁线圈32的匝数N越多，或者电流I越大，越可以获得大的磁化力N·I。但是，由于与该N·I的变化的比例对应而产生电磁感应，因此如前所述，如果该变化过大，则会发生事故。因此，为了不会成为该急剧的磁场H的变化而形成前述的控制电路7(图1A～4A)。
在图5A所示的例子中，单位电磁铁的周围由硅酮橡胶、硅酮树脂、环氧树脂等树脂33固定。该树脂33并不是必需的，但可以将单位电磁铁固定，电磁铁3的处理变得容易。但是，在本实施方式中，由于该电磁铁在真空状态下使用，因此可以并不将单位电磁铁由树脂33固定，可以将周围设为透明而利用热辐射对电磁铁进行冷却。此时，电磁铁的表面优选是进行了防蚀铝处理等的黑色化处理的处理面。另外，电磁铁的表面例如也可以是以算数平均粗糙度Ra设为10μm以上的粗糙面的粗糙面化处理面。即，优选以表面粗糙度成为Ra10μm以上的方式，进行表面的粗糙面化处理。表面粗糙度为Ra10μm，如果粗糙面化是理想的半球，则表面积成为2.18倍。其结果，散热效果也成为2倍以上。冷却装置除了可以进行这种热辐射或者水冷的装置之外，也可以是包含上述的电磁铁3具有形成处理面的表面的电磁铁在内的广义的含义。在连续地流过大量电流的情况下，存在电磁铁3发热的可能性，在这种情况下，优选将电磁铁3利用水冷进行冷却。
如图5A所示，在蒸镀装置上设置基板支架29及掩模支架15。该基板支架29利用多个钩状的臂保持被蒸镀基板2的周缘部，以可以上下升降的方式，与未图示的驱动装置连接。将利用机器人臂向腔室内搬入的被蒸镀基板2由钩状的臂接收，直至被蒸镀基板2接近蒸镀掩模1为止使基板支架29下降。并且，为了可以进行对位，还设置未图示的摄像装置。按压板4由支撑框架41支撑，经由支撑框架41连接直至使按压板4与被蒸镀基板2接触为止使其下降的驱动装置。通过按压板4下降，被蒸镀基板2设为平坦。蒸镀装置还具备微动装置，其在本实施方式的蒸镀掩模1与被蒸镀基板2的对位时，一边对在蒸镀掩模1和被蒸镀基板2上分别形成的对准标记进行摄像，一边使被蒸镀基板2相对于蒸镀掩模1而相对地移动。对位以不利用电磁铁3对蒸镀掩模1不必要地吸附的方式，在向电磁铁3的通电停止的状态下进行。此外，虽然未图示，但蒸镀装置如图5A所示，将装置的整体放入腔室内，还具备将内部设为真空的装置。
蒸镀掩模1具备树脂薄膜11、金属支撑层12、在其周围形成的框架(框体)14，蒸镀掩模1如图5A及图5B所示，框架14置载于掩模支架15上。对于金属支撑层12使用磁性材料。其结果，在电磁铁3的磁心31之间吸引力起作用，隔着被蒸镀基板2而被吸附。此外，金属支撑层12也可以由强磁性体形成。在该情况下，金属支撑层12利用电磁铁3的强磁场被磁化(即使去除外部磁场也残留强磁化的状态)。如果使用这种强磁性体，则在将电磁铁3与蒸镀掩模1进行分离时，在电磁铁3流过反方向的电流时容易分离。即使在这种生成用于磁化的强磁场的情况下，通过设置本实施方式的控制电路7(参照图1A～4A)也不会产生由电磁感应引起的障碍。
作为金属支撑层12，例如可以使用Fe、Co、Ni、Mn或者它们的合金。其中，因为与被蒸镀基板2的线膨胀率的差小、并且由热引起的膨胀几乎不存在，因此特别优选因瓦合金(Fe与Ni的合金)。金属支撑层12的厚度以5μm～30μm的程度形成。即使不存在金属支撑层12，周围的框体14也可以由磁性体形成。
此外，在图5B中，树脂薄膜11的开口11a和金属支撑层12的开口12a，成为随着朝向被蒸镀基板2(参照图5A)侧而前端变细的这种锥形状。其理由以下进行说明。蒸镀源5可以使用点状、线状、面状等各种蒸镀源。例如使坩埚以线状排列而形成的线型的蒸镀源5(在与图5A的纸面垂直的方向延伸)，通过例如从纸面的左端至右端为止进行扫描，从而在被蒸镀基板2的整个面进行蒸镀。该蒸镀源5如前所述，利用坩埚的形状而确定的蒸镀材料的放射束的剖面形状，以一定角度θ扩展的剖面扇形的形状，对蒸镀材料进行放射。即使是该扇形的剖面形状的侧面侧的蒸镀粒子，也不会被金属支撑层12或树脂薄膜11遮挡，以到达被蒸镀基板2的规定的位置的方式，金属支撑层12及树脂薄膜11的开口12a及开口11a以锥状形成。如果金属支撑层12的开口12a较大地形成，则也可以不是锥状。但是，从提高由前述的电磁铁3吸附的效果的方面，优选以尽可能到达树脂薄膜的开口11a的附近的方式较大地形成。
(蒸镀方法)
下面，说明本发明的一个实施方式的蒸镀方法。本发明的一个实施方式的蒸镀方法，如前述的图5A所示，包含下述工序：将电磁铁3、被蒸镀基板2、具有磁性体的蒸镀掩模1重叠，并且利用从电源电路6(参照图1A～4A)向电磁铁3的通电，使被蒸镀基板2与蒸镀掩模1吸附的工序；以及利用来自于与蒸镀掩模1分离而配置的蒸镀源5的蒸镀材料51的飞散，在被蒸镀基板2上沉积蒸镀材料的工序。并且，在电磁铁3与蒸镀掩模1的吸附时，向电磁铁3的电流施加，使由电磁铁3产生的磁场平缓地变化而进行。在由电磁铁3进行吸附之前，也可以进行蒸镀掩模1与被蒸镀基板2的对位。
如前所述，在蒸镀掩模1之上重叠被蒸镀基板2。该被蒸镀基板2与蒸镀掩模1之间的对位以下述方式进行。通过一边由摄像装置观察在被蒸镀基板2和蒸镀掩模1上分别形成的对位用的对准标记，一边使被蒸镀基板2相对于蒸镀掩模1而相对地移动从而进行。此时，由于可以不由电磁铁3产生磁场而进行，因此可以不受到磁场的影响(吸引)而进行准确的对位。利用该方法，可以使蒸镀掩模1的开口11a和被蒸镀基板2进行蒸镀的位置(例如在后述的有机EL显示装置的情况下，装置基板的第一电极的图案)一致。在对位了以后，向电磁线圈32施加电流。此时，如前所述，虽然在图5A中未图示，但由于在电源电路6与电磁铁3之间插入使由电磁铁3产生的磁场平缓地变化的控制电路7，因此磁束变化变得平缓。如果磁束稳定，则维持该磁束，电磁感应的产生也消失，因此获得稳定的磁场。其结果，在电磁铁3与蒸镀掩模1之间，强的吸引力起作用，被蒸镀基板2和蒸镀掩模1牢固地紧贴。
然后，如图5A所示，利用来自于与蒸镀掩模1分离地配置的蒸镀源5的蒸镀材料51的飞散(气化或者升华)，在被蒸镀基板2上沉积蒸镀材料51。具体地说，如前所述，使用坩埚等以线状排列而形成的线状源，但并不限定于此。例如在制作有机EL显示装置的情况下，准备多个种类的在一部分像素形成开口11a的蒸镀掩模，更换该蒸镀掩模1而利用多次的蒸镀作业形成有机层。
根据该蒸镀方法，由电磁铁3施加的磁场(磁束)利用控制电路(参照图1A～4A)而施加的初期的上升变得平缓，因此抑制由电磁感应引起的电动势。其结果，利用电磁感应而流过被蒸镀基板2的过电流被抑制，可以抑制对在被蒸镀基板2上形成的元件或有机材料等的影响。
(有机EL显示装置的制造方法)
下面，对使用上述实施方式的蒸镀方法制造有机EL显示装置的方法进行说明。由于除了蒸镀方法以外的制造方法可以利用公知的方法进行，因此以利用作为本发明的蒸镀方法对有机层进行层叠的方法为主，一边参照图7A～7B一边进行说明。
本发明的一个实施方式的有机EL显示装置的制造方法，包含在支撑基板21之上形成未图示的TFT、平坦化膜及第一电极(例如阳极)22，在其一面使蒸镀掩模1对位而重叠，在对有机材料51进行蒸镀时，使用前述的蒸镀方法形成有机层的层叠膜25。在层叠膜25上形成第二电极26(参照图7B；阴极)。
例如玻璃板等的支撑基板21虽未完全图示，但在各像素的每个RGB子像素上形成TFT等开关元件，与该开关元件连接的第一电极22，在平坦化膜上通过Ag或者APC等的金属膜与ITO膜的组合而形成。在子像素间如图7A～7B所示，形成由对子像素间进行划分的的SiO2或者丙烯树脂、聚酰亚胺树脂等构成的绝缘堤部23。在这种支撑基板21的绝缘堤部23上，前述的蒸镀掩模1进行对位而固定。该固定如前述的图5A所示，例如使用在与支撑基板21的蒸镀面的相反侧经由按压板4而设置的电磁铁3，通过吸附而进行。如前所述，由于在蒸镀掩模1的金属支撑层12(参照图5B)中使用磁性体，因此如果利用电磁铁3施加磁场，则蒸镀掩模1的金属支撑层12进行磁化而在其与磁心31之间产生吸引力。在电磁铁3不具有磁心31的情况下，利用由流过电磁线圈32的电流产生的磁场也被吸附。此外，蒸镀掩模1的开口11a与绝缘堤部23的表面的间隔相比较小地形成。在绝缘堤部23的侧壁尽可能不覆盖有机材料，实现有机EL显示装置的发光效率降低的防止。
在该状态下，如图7A所示，在蒸镀装置内有机材料51从蒸镀源(坩埚)飞散，仅在蒸镀掩模1的形成开口11a的部分的支撑基板21上蒸镀有机材料51，在期望的子像素的第一电极22上形成有机层的层叠膜25。如前所述，由于蒸镀掩模1的开口11a比绝缘堤部23的表面的间隔更小地形成，因此在绝缘堤部23的侧壁，有机材料51难以沉积。其结果，如图7A～7B所示，大致地仅在第一电极22上沉积有机层的层叠膜25。该蒸镀工序也可以依次更换蒸镀掩模1而针对各子像素进行。也可以使用对多个子像素同时蒸镀相同材料的蒸镀掩模。在更换蒸镀掩模1的情况下，利用在图7A中未图示的电磁铁3(参照图5A)，以将蒸镀掩模1向金属支撑层12(参照图5B)的磁场去除的方式，电源电路6(参照图1A～4A)设为断开。此时也形成为，以抑制在支撑基板21上形成的TFT等的元件受到电磁感应的影响的方式，控制电路7进行动作。
在图7A～7B中，有机层的层叠膜25单纯地以1层示出，但有机层的层叠膜25也可以通过由不同的材料构成的多层的层叠膜形成。作为例如与阳极22相接的层，有时设置正孔注入层，其由使正孔的注入性提高的离子化能量的整合性优良的材料构成。该正孔注入层之上，例如由胺系材料形成正孔输送层，其可以使正孔的稳定的输送提高，并且可以将向发光层的电子关入(能量障壁)。并且，在其上形成与发光波长对应而选择的发光层，例如相对于红色、绿色而在Alq3中掺杂红色或者绿色的有机物荧光材料而形成。另外，作为蓝色系的材料，使用DSA系的有机材料。在发光层之上，进一步由Alq3等形成电子输送层，其使电子的注入性提高，并且对电子稳定地进行输送。通过这些的各层分别以各数十nm的程度层叠，从而形成有机层的层叠膜25。此外，在该有机层与金属电极之间，有时设置LiF或Liq等使电子的注入性提高的电子注入层。在本实施方式中，将它们包含在内而称为有机层的层叠膜25。这种层叠膜25存在受到电磁感应的影响的可能性，但在本实施方式中，由于如前所述，在电源电路6与电磁铁3之间连接控制电路71～75(图1A～4A)，因此上升变得平缓，抑制电磁感应的影响。
在有机层的层叠膜25之中，发光层沉积与RGB的各颜色对应的材料的有机层。另外，作为正孔输送层、电子输送层等，如果重视发光性能，则优选利用适于发光层的材料而分别沉积。但是，考虑材料成本的方面，有时对于RGB的2色或者3色共同地使用相同的材料层叠。在2色以上的子像素中层叠共同的材料的情况下，形成在共同的子像素上形成开口的蒸镀掩模。在各个子像素中蒸镀层不同的情况下，例如在R的子像素中使用1个蒸镀掩模1，可以将各有机层连续地进行蒸镀。另外，在RGB中沉积共同的有机层的情况下，直至该共同层的下侧为止，进行各子像素的有机层的蒸镀，在共同的有机层的位置，使用在RGB形成开口的蒸镀掩模1，一次进行全部像素的有机层的蒸镀。此外，在大量生产的情况下，也可以将蒸镀装置的腔室排列多台，分别安装不同的蒸镀掩模1，支撑基板21(被蒸镀基板2)在各蒸镀装置中移动而连续地进行蒸镀。
如果包含LiF层等的电子注入层等在内的全部的有机层的层叠膜25的形成结束，则如前所述，将电磁铁3的电源电路6断开而电磁铁3从蒸镀掩模1分离。然后，第二电极(例如阴极)26在整个面上形成。图7B所示的例子，由于是顶发光型，成为从与图中支撑基板21的相反面发出光的方式，因此第二电极26由透光性的材料、例如薄膜的Mg-Ag共晶膜形成。除此以外也可以使用Al等。此外，在从支撑基板21侧放射光的底发光型的情况下，在第一电极22中使用ITO、In3O4等，作为第二电极26，使用功函数小的金属，例如可以使用Mg、K、Li、Al等。在该第二电极26的表面，形成例如由Si3N4等构成的保护膜27。此外，其整体利用由未图示玻璃、树脂薄膜等构成的密封层封装，以有机层的层叠膜25不会吸收水分的方式构成。另外，有机层也可以设为尽可能共同化，在其表面侧设置彩色滤光片的构造。
(总结)
(1)本发明的第一实施方式涉及的蒸镀装置，其包含：电磁铁；基板支架，其以设置于与所述电磁铁的一个磁极相对的位置的方式，对被蒸镀基板进行保持；蒸镀掩模，其设置于利用所述基板支架保持的所述被蒸镀基板的未设置所述电磁铁的面，具有磁性体；蒸镀源，其与所述蒸镀掩模相对地设置，使蒸镀材料气化或者升华；电源电路，其对所述电磁铁进行驱动；以及控制电路，其将所述电源电路与所述电磁铁之间连接，使向所述电磁铁的电流的施加时由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化。
根据本发明的一个实施方式的蒸镀装置，由于设为利用电磁铁对蒸镀掩模进行吸附的结构，因此被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的对位，可以不进行磁场的施加而容易地进行。另外，利用磁场的施加，夹在其间的被蒸镀基板和蒸镀掩模可以充分地紧贴。并且，由于使由电磁铁产生的磁场的变化变得平缓的控制电路插入电源电路与电磁铁的电磁线圈之间，因此即使在电磁铁中接通电流，也可以抑制在被蒸镀基板上形成的TFT等的元件，受到因电流的接通而产生的电磁感应的影响。
(2)优选所述控制电路包含下述电路，其将从向所述电磁铁的电磁线圈的电流的接通、至在所述电磁线圈中达到规定的电流为止的上升时间，设为毫秒的数量级。由此，上升时间成为当前的100倍以上，磁束的变化变小，因此可以防止电磁感应的影响。
(3)所述控制电路也可以是下述电路，其通过依次切换在所述电磁铁的线圈的中途形成的多个抽头与所述电源电路的连接，从而使由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化。根据该构造，由于线圈的匝数逐渐地增加，因此磁场逐渐地增加，可以使上升时间延迟。
(4)所述电源电路也可以包含交流电源和在2次线圈上具有多个抽头的变压器，所述控制电路具有对所述2次线圈的多个抽头依次进行切换的开关电路、和将该开关电路的交流输出变换为直流的整流电路，所述整流电路的输出与所述电磁铁的线圈连接。在该结构中，也由于电流逐渐地增加，因此磁场逐渐地增加，可以使上升时间延迟。
(5)所述控制电路也可以由斩波控制电路形成，在所述斩波控制电路中，在所述电源电路的一对输出端子的第一端子与所述电磁铁的线圈的一端之间，串联连接开关电路及感应性电抗元件，在所述开关电路的与所述感应性电抗元件的连接点和所述电源电路的一对输出端子的第二端子之间，与所述电磁铁并联地、且与所述电源电路的极性逆向地连接二极管。如果是该构造，则由于上升时间断续，因此同样地可以使上升时间延迟。
(6)通过所述开关电路由从GTO闸流晶体管、IGBT、二极管、双极晶体管、及场效应型晶体管选出的1个形成，从而可以利用简单的结构使上升时间断续。
(7)所述控制电路也可以包含在所述电源电路的一对输出端子之间与所述电磁铁并联地连接的电容性电抗元件。如果是该结构，则仅通过例如电容器的插入，就可以使上升时间延迟。
(8)如果所述电容性电抗元件具有至少5000μF的电容，则可以以不会产生电磁感应的问题的程度，电流的上升变得平缓，因此优选。另外，如果是电容性电抗，则在电源电路被切断时的下降也自动地变得平缓，因此从可以防止电磁感应的影响的观点，特别优良。
(9)所述蒸镀掩模所具有的磁性体也可以是强磁性体。
(10)如果所述电磁铁相对于1个所述蒸镀掩模而由多个电磁铁单元形成，所述电源电路具有使所述多个电磁铁单元之中的至少1个独立地使产生磁场变化的电路，则可以调整各个电磁铁的磁场的强度。
(11)对所述电磁铁进行冷却的冷却装置，与所述电磁铁接近而设置，即使电流变大也容易对电磁铁进行冷却，因此优选。
(12)所述电磁铁的表面成为防蚀铝处理面、黑色化处理面、及粗糙面化处理面中的至少1个处理面，由于散热好，因此优选。
(13)进一步优选所述粗糙面化处理面，表面粗糙度Ra为10μm以上。
(14)另外，本发明的第二实施方式的蒸镀方法，其包含下述工序：将电磁铁、被蒸镀基板、具有磁性体的蒸镀掩模重叠，并且，利用从电源电路向所述电磁铁的通电，使所述被蒸镀基板和所述蒸镀掩模吸附；以及利用来自于与所述蒸镀掩模分离而配置的蒸镀源的蒸镀材料的飞散，在所述被蒸镀基板上沉积所述蒸镀材料，在所述电磁铁与所述蒸镀掩模的吸附时，使由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化而进行向所述电磁铁的电流施加。
根据本发明的第二实施方式的蒸镀方法，由于被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的对位可以不利用电磁铁的吸引，因此可以容易地进行。并且，利用之后电磁铁的驱动，被蒸镀基板与蒸镀掩模之间的吸附可以完全地进行。此时，由于磁场的产生平缓地产生，因此可以抑制在被蒸镀基板上形成的元件的破损、或者该元件或有机层的特性的劣化。
(15)优选将向所述电磁铁的电流施加，以从向所述电磁铁的电磁线圈的电流的接通、至在所述电磁线圈中达到规定的电流为止的上升时间以毫秒的数量级的方式进行。通过上升时间变大，从而磁束的变化变小，可以减少电磁感应的影响。
(16)通过改变所述电磁铁的线圈的匝数而流过电流，从而使利用所述电磁铁产生的磁场平缓地变化。
(17)通过向所述电磁铁的线圈的电流施加，经由电抗元件而进行，从而可以使磁场的产生变得平缓。
(18)并且，本发明的第三实施方式的有机EL显示装置的制造方法，其包含：在支撑基板上至少形成TFT及第一电极；通过在所述支撑基板上使用所述(14)～(17)的任意一项所述的蒸镀方法而对有机材料进行蒸镀，从而形成有机层的层叠膜；以及在所述层叠膜上形成第二电极。
根据本发明的第三实施方式的有机EL显示装置的制造方法，在制造有机EL显示装置时，在支撑基板的上形成的元件或有机层的特性不会劣化，获得微细的图案的显示画面。
附图标记说明
1 蒸镀掩模
2 被蒸镀基板
3 电磁铁
4 按压板
5 蒸镀源
6 电源电路
7 控制电路
11 树脂薄膜
11a 开口
12 金属支撑层
12a 开口
14 框架
15 掩模支架
21 支撑基板
22 第一电极
23 堤部
25 层叠膜
26 第二电极
27 保护膜
29 基板支架
31 磁心
32 电磁线圈
33 树脂
41 支撑框架

Claims (18)

1.一种蒸镀装置，其特征在于，包含：
电磁铁；
基板支架，其对被蒸镀基板进行保持，所述被蒸镀基板应该设置于与所述电磁铁的一个磁极相对的位置；
蒸镀掩模，其设置于由所述基板支架保持的所述被蒸镀基板的未设置有所述电磁铁的面，具有磁性体；
蒸镀源，其与所述蒸镀掩模相对地设置，使蒸镀材料气化或者升华；
电源电路，其对所述电磁铁进行驱动；以及
控制电路，其将所述电源电路与所述电磁铁之间连接，使向所述电磁铁的电流的施加时由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化。
2.根据权利要求1所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述控制电路包含下述电路，其将从向所述电磁铁的电磁线圈的电流的接通至在所述电磁线圈中达到规定的电流为止的上升时间，设为毫秒的数量级。
3.根据权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述控制电路是下述电路，其通过依次切换在所述电磁铁的线圈的中途形成的多个抽头与所述电源电路的连接，从而使由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化。
4.根据权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述电源电路包含交流电源和在2次线圈上具有多个抽头的变压器，所述控制电路具有对所述2次线圈的多个抽头依次进行切换的开关电路和将该开关电路的交流输出变换为直流的整流电路，所述整流电路的输出与所述电磁铁的线圈连接。
5.根据权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述控制电路由斩波控制电路形成，
在所述斩波控制电路中，在所述电源电路的一对输出端子的第一端子与所述电磁铁的线圈的一端之间，串联连接开关电路及感应性电抗元件，在所述开关电路的与所述感应性电抗元件的连接点和所述电源电路的一对输出端子的第二端子之间，与所述电磁铁并联、且与所述电源电路的极性逆向地连接二极管。
6.根据权利要求5所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述开关电路由从GTO闸流晶体管、IGBT、二极管、双极晶体管及场效应型晶体管选出的1个而形成。
7.根据权利要求1或2所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述控制电路包含在所述电源电路的一对输出端子之间与所述电磁铁并联地连接的电容性电抗元件。
8.根据权利要求7所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述电容性电抗元件具有至少5000μF的电容。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述蒸镀掩模所具有的磁性体是强磁性体。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述电磁铁相对于1个所述蒸镀掩模而由多个电磁铁单元形成，所述电源电路具有使所述多个电磁铁单元之中的至少1个独立地使产生磁场变化的电路。
11.根据权利要求1至10中的任意一项所述的蒸镀装置，其特征在于，
对所述电磁铁进行冷却的冷却装置，与所述电磁铁接近而设置。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述电磁铁的表面成为防蚀铝处理面、黑色化处理面及粗糙面化处理面中的至少1个处理面。
13.根据权利要求12所述的蒸镀装置，其特征在于，
所述粗糙面化处理面，表面粗糙度Ra为10μm以上。
14.一种蒸镀方法，其特征在于，包含下述工序：
将电磁铁、被蒸镀基板、具有磁性体的蒸镀掩模重叠，并且，利用从电源电路向所述电磁铁的通电，使所述被蒸镀基板和所述蒸镀掩模吸附的工序；以及
利用来自与所述蒸镀掩模分离而配置的蒸镀源的蒸镀材料的飞散，在所述被蒸镀基板上沉积所述蒸镀材料的工序，
在所述电磁铁与所述蒸镀掩模的吸附时，使由所述电磁铁产生的磁场平缓地变化而进行向所述电磁铁的电流施加的工序。
15.根据权利要求14所述的蒸镀方法，其特征在于，
进行向所述电磁铁的电流施加，使得从向所述电磁铁的电磁线圈的电流的接通至在所述电磁线圈中达到规定的电流为止的上升时间，能够成为毫秒的数量级。
16.根据权利要求14或者15所述的蒸镀方法，其特征在于，
通过改变所述电磁铁的线圈的匝数而流过电流，从而使利用所述电磁铁产生的磁场平缓地变化。
17.根据权利要求14或者15所述的蒸镀方法，其特征在于，
将向所述电磁铁的线圈的电流施加，经由电抗元件而进行。
18.一种有机EL显示装置的制造方法，其特征在于，包含：
在支撑基板上至少形成TFT及第一电极；
通过在所述支撑基板上使用权利要求14～17的任意一项所述的蒸镀方法而对有机材料进行蒸镀，从而形成有机层的层叠膜；以及
在所述层叠膜上形成第二电极。
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