JPWO2018185860A1 - 蒸着装置、蒸着方法及び有機el表示装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1A〜1Bに示される例は、電磁石3の電磁コイル32に複数個のタップ32b、32c、32dが形成され、スイッチ71が順次回転することによって、タップ32bからタップ32cに順次接続が変る構成になっている。磁束Φはコイルの巻数をNとし、電流をIとすると、Φ=N・Iになる。例えば、スイッチ71がタップ32bに接続されていると、図1Aの約1/3の電磁コイル32のみに電流が流れる。その結果、巻数は約1/3となり、磁束Φは=N・I/3となる。続いてスイッチ71をタップ32c、32dに順次切り替えて磁束Φを徐々に大きくできる。従って、磁束の変化は小さくなり、電磁誘導の影響を殆ど受けない状態にすることができる。このタップ32b〜32dの数はこの例に限定されるものではなく、電磁誘導の影響を受けない程度の数に設定され得る。また、スイッチ71の切り替えの時間を長くすることによりさらに立上り時間を遅延することができる。この電磁コイル32の長さを変える場合、厳密には、電磁コイル32の長さが異なると、電磁コイル32の抵抗値が変わり電流Iも変化するが、電磁コイル32としては、できるだけ抵抗が小さくなるように形成されるので、その変化は無視され得る。
図2Aに示される例は、電源回路6が、交流電源61と整流回路64で構成され、交流電源61の電圧は変圧器62の2次コイル63のタップ63a〜63cの切り替えによって可変され得る。図2Aに示される例では、2次コイル63に3個のタップ63a、63b、63cが形成され、スイッチ71によって各タップ63a〜63cを切り替えられる。その出力端子は、整流回路64に接続される。整流回路64は通常の、4個のダイオードをブリッジ接続したもので、その出力が電磁石3の電磁コイル32に接続されている。この図2Aに示される例では、例えばスイッチ71がタップ63aに接続されていると、変圧器62の2次コイル63の約1/3程度の部分だけが出力として使用される。従って、この出力を整流した直流電流は、変圧器62の2次コイル63に現れる出力の1/3程度だけの利用となり、少ない電流での起磁力となる。すなわち、スイッチ71がタップ63aに接続されている状態では、電磁コイル32に流れる電流がI/3程度となるため、前述の図1Aに示される例と同様に、磁束Φ(磁場H)は、Φ=N・I/3となり、弱い磁束(磁場)が生じる。その後タップ63a〜63cを切り替えることによって、前述のように、10ms程度で所望の磁束(磁場)が得られる。従って、磁界の小さいのはスタート時だけであり、最終的に得られる蒸着マスク1の吸着力は、何ら影響を受けない。
図3Aに示される例は、いわゆるチョッパ回路を利用したもので、電源回路6から断続的に電流を流すことによって、その立ち上がりを遅らせるものである。電源回路6(直流電源)と電磁石3の電磁コイル32との間にスイッチ72と、平滑化コイル73a及びダイオード73bを有する平滑化回路73とが接続されている。平滑化コイル73aはスイッチ72と電磁石3の電磁コイル32の一端子との間に直列に接続され、ダイオード73bはスイッチ72と電磁石3の電磁コイル32の他端子との間で、電磁石3と並列に接続されている。このスイッチ72を電流の立上り時にオンオフすることで、オフの時間は、平滑化コイル73aに蓄えられたエネルギーによってダイオード73bを介して電流が流れるため、電流は完全には0にはならず若干電流が下がるだけで、再度スイッチ72がオンになると、また電流が立ち上がる。この様子が模式的に図3Bに示されている。
図4Aは、電源回路6と電磁石3との間に、電磁石3と並列にキャパシタ75が接続された構成になっている。このような構成にすることにより、電源回路6から電流が出力されると、まず、キャパシタ75に多くの電流が流れ、キャパシタ75が充電されるに従って、電磁コイル32に流れる電流が増加する。そのため、図4Bに示されるように、電磁石3の電磁コイル32に流れる電流(磁場)は緩やかに増加する。この緩やかに増加して所定の電流値に達する時間Δtは、電磁コイル32の抵抗をR、キャパシタ75の容量をCとすると、時定数τ=R・Cと関連する。この時間Δtを、前述のように、10ms程度又はそれ以上にする必要がある。一方、電磁コイル32としては直径1mm程度の銅線(抵抗率1.71×10-8Ω/m)を使用すると、長さ100mで、抵抗Rは0.2Ωとなる。そうすると、要求されるキャパシタの容量Cは、0.01(s)/0.2(Ω)=0.05F(F:ファラッド)=50mF=50000μFとなる。今後、この容量をできるだけ小さくするため、銅線よりも抵抗率の大きいアルミニウム線(抵抗率は銅の2倍程度)等が用いられる可能性や、コイルの最適化(コイルの線径の縮小やコイル長を長くすることにより抵抗を5倍程度に増加)を考慮すると、キャパシタ75の容量は5000μF以上とすることが好ましい。
次に、本発明の一実施形態による蒸着方法が説明される。本発明の一実施形態の蒸着方法は、前述の図5Aに示されるように、電磁石3と、被蒸着基板2と、磁性体を有する蒸着マスク1とを重ね合せ、かつ、電源回路6(図1A〜4A参照)からの電磁石3への通電によって被蒸着基板2と蒸着マスク1とを吸着させる工程、及び蒸着マスク1と離間して配置される蒸着源5からの蒸着材料51の飛散によって被蒸着基板2に蒸着材料を堆積する工程、を含んでいる。そして、電磁石3と蒸着マスク1との吸着の際に、電磁石3への電流の印加が電磁石3によって発生する磁場を緩やかに変化させて行われる。電磁石3による吸着の前に、蒸着マスク1と被蒸着基板2との位置合せが行われてもよい。
次に、上記実施形態の蒸着方法を用いて有機EL表示装置を製造する方法が説明される。蒸着方法以外の製造方法は、周知の方法で行えるため、本発明の蒸着方法により有機層を積層する方法を主として、図7A〜7Bを参照しながら説明される。
(1)本発明の第1の実施形態に係る蒸着装置は、電磁石と、前記電磁石の一つの磁極と対向する位置に設けられるべき被蒸着基板を保持する基板ホルダーと、前記基板ホルダーにより保持される前記被蒸着基板の前記電磁石が設けられていない面に設けられ、磁性体を有する蒸着マスクと、前記蒸着マスクと対向させて設けられ、蒸着材料を気化又は昇華させる蒸着源と、前記電磁石を駆動する電源回路と、前記電源回路と前記電磁石との間に接続され、前記電磁石への電流の印加の際に前記電磁石によって発生する磁界を緩やかに変化させる制御回路と、を含んでいる。
2 被蒸着基板
3 電磁石
4 タッチプレート
5 蒸着源
6 電源回路
7 制御回路
11 樹脂フィルム
11a 開口
12 金属支持層
12a 開口
14 フレーム
15 マスクホルダー
21 支持基板
22 第1電極
23 バンク
25 積層膜
26 第2電極
27 保護膜
29 基板ホルダー
31 磁心
32 電磁コイル
33 樹脂
41 支持フレーム
Claims (18)
- 電磁石と、
前記電磁石の一つの磁極と対向する位置に設けられるべき被蒸着基板を保持する基板ホルダーと、
前記基板ホルダーにより保持される前記被蒸着基板の前記電磁石が設けられていない面に設けられ、磁性体を有する蒸着マスクと、
前記蒸着マスクと対向させて設けられ、蒸着材料を気化又は昇華させる蒸着源と、
前記電磁石を駆動する電源回路と、
前記電源回路と前記電磁石との間に接続され、前記電磁石への電流の印加の際に前記電磁石によって発生する磁界を緩やかに変化させる制御回路と、
を含む蒸着装置。 - 前記制御回路が、前記電磁石の電磁コイルへの電流の投入から前記電磁コイルで所定の電流に達するまでの立上り時間をミリ秒のオーダにする回路を含む請求項1記載の蒸着装置。
- 前記制御回路が、前記電磁石のコイルの途中に形成される複数個のタップと前記電源回路との接続を順次切り替えることで、前記電磁石によって発生する磁界を緩やかに変化させる回路である請求項1又は2記載の蒸着装置。
- 前記電源回路が、交流電源と2次コイルに複数個のタップを有する変圧器とを含み、前記制御回路が、前記2次コイルの複数個のタップを順次切り替えるスイッチ回路と該スイッチ回路の交流出力を直流に変換する整流回路とを有し、前記整流回路の出力が前記電磁石のコイルに接続されている請求項1又は2記載の蒸着装置。
- 前記制御回路がチョッパ制御回路により形成され、
前記チョッパ制御回路では前記電源回路の一対の出力端子の第1端子と前記電磁石のコイルの一端との間にスイッチ回路及び誘導性リアクタンス素子が直列に接続され、前記スイッチ回路の前記誘導性リアクタンス素子との接続点と前記電源回路の一対の出力端子の第2端子との間で前記電磁石と並列に、かつ、前記電源回路の極性と逆向きにダイオードが接続されている請求項1又は2記載の蒸着装置。 - 前記スイッチ回路が、GTOサイリスタ、IGBT、ダイオード、バイポーラトランジスタ、及び電界効果型トランジスタから選ばれる1つにより形成されている請求項5記載の蒸着装置。
- 前記制御回路が、前記電源回路の一対の出力端子の間に前記電磁石と並列に接続される容量性リアクタンス素子を含む請求項1又は2記載の蒸着装置。
- 前記容量性リアクタンス素子が、少なくとも5000μFの容量を有する請求項7記載の蒸着装置。
- 前記蒸着マスクの有する磁性体が、強磁性体である請求項1〜8のいずれか1項に記載の蒸着装置。
- 前記電磁石が1個の前記蒸着マスクに対して複数個の電磁石エレメントで形成され、前記電源回路が前記複数個の電磁石エレメントのうち、少なくとも1個は独立して発生磁界を変化させる回路を有する請求項1〜9のいずれか1項に記載の蒸着装置。
- 前記電磁石を冷却する冷却装置が前記電磁石に近接して設けられている請求項1〜10のいずれか1項に記載の蒸着装置。
- 前記電磁石の表面が、アルマイト処理面、黒色化処理面、及び粗面化処理面の少なくとも1つの処理面にされている請求項1〜11のいずれか1項に記載の蒸着装置。
- 前記粗面化処理面が、表面粗さRaで10μm以上である請求項12記載の蒸着装置。
- 電磁石と、被蒸着基板と、磁性体を有する蒸着マスクとを、重ね合せ、かつ、電源回路からの前記電磁石への通電によって前記被蒸着基板と前記蒸着マスクとを吸着させる工程、及び
前記蒸着マスクと離間して配置される蒸着源からの蒸着材料の飛散によって前記被蒸着基板に前記蒸着材料を堆積する工程、
を含み、
前記電磁石と前記蒸着マスクとの吸着の際に、前記電磁石への電流の印加を前記電磁石によって発生する磁場を緩やかに変化させて行う蒸着方法。 - 前記電磁石への電流の印加を、前記電磁石の電磁コイルへの電流の投入から前記電磁コイルで所定の電流に達するまでの立上り時間がミリ秒のオーダになるべく行う請求項14記載の蒸着方法。
- 前記電磁石のコイルの巻数を変えて電流を流すことで、前記電磁石によって発生する磁界を緩やかに変化させる請求項14又は15記載の蒸着方法。
- 前記電磁石のコイルへの電流の印加を、リアクタンス素子を介して行う請求項14又は15記載の蒸着方法。
- 支持基板上にTFT及び第1電極を少なくとも形成し、
前記支持基板上に請求項14〜17のいずれか1項に記載の蒸着方法を用いて有機材料を蒸着することによって有機層の積層膜を形成し、
前記積層膜上に第2電極を形成する
ことを含む有機EL表示装置の製造方法。
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