本发明涉及蒸镀装置及有机电子器件的生产方法,特别是涉及将有机材料制膜于基板的蒸镀装置等。
背景技术:
本申请的发明人等曾提出过将有机材料制膜于基板的蒸镀装置,是进行感应加热(inductionheating)的蒸镀装置(专利文献1)。感应加热方式与电阻加热(resistanceheating)方式相比,在热响应性(thermalresponsiveness)上更为优异。因此,可以迅速进行升温及冷却,进行精密的温度控制。
一般来讲,有机材料的蒸镀装置采用电阻加热方式。图16是电阻加热方式的蒸镀装置的示意图。在图16中,电阻加热方式的蒸镀装置101,至少具备真空腔室111、电源115、电缆116。在图16中、真空腔室111下的空间120中聚集有各种电缆和部件,可见没有进一步收容大型部件的空间。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2002/014575号
技术实现要素:
(发明需要解决的课题)
但是,在感应加热中使用的电源通常情况下大小为纵向20cm~40cm、横向45cm、深度60cm左右。并且,具有较大重量。因此,难于将在感应加热中使用的大型电源收容在真空腔室的正下方。因此,感应加热中所使用的大型电源与蒸镀室(evaporationchamber)是分开设置的。做为其后果,连接至作为放入有机材料的容器的多个坩埚的多个电源电缆之间产生的寄生电容(parasiticcapacity)变大。因此,共振频率发生偏移,容器3的感应功率下降。并且因电缆变长,有可能容易受外部噪声干扰而使加热的控制性下降。此外,噪声可能使感应器系统受到不良影响。
因此,难于进行精密的加热控制。在有机材料的蒸镀制膜中,需要进行几个纳米级别的膜厚控制、多种材料(需要进行1%以下的重量比控制)的混合处理,因此提供以感应加热方式进行有机材料制膜的实用的蒸镀装置是困难的。
在此,本发明的目的在于提供一种实用的蒸镀装置等,其在将有机材料制膜的基础上,采用具有优异的热响应性的感应加热方式并使噪声得到控制。
(解决课题的方案)
本发明的第一方面,是将有机材料制膜于基板的蒸镀装置,具有:至少一部分是由导体构成的用于收容所述有机材料的容器,配置在所述容器周围的线圈,与所述线圈连接的功率半导体,与所述功率半导体连接的直流电源;所述功率半导体做为构成逆变器部的一部分的晶体管发挥功能,所述逆变器部是将直流变换为交流的。
本发明的第二方面,是第一方面所述的蒸镀装置,进一步具有频率控制部,该频率控制部对所述逆变器部输出的交流的频率进行控制。
本发明的第三方面,是第二方面所述的蒸镀装置,所述频率控制部是小型振荡器元件,与所述小型振荡器元件与所述直流电源之间的距离相比,所述线圈与所述小型振荡器元件之间的距离更短。
本发明的第四方面,是第三方面所述的蒸镀装置,所述小型振荡器元件为vco或dds。
本发明的第五方面,是第一至第四方面中任一所述的蒸镀装置,具有多个所述功率半导体,多个所述功率半导体,在所述线圈的两端的级的高侧(high-side)各连接有一个功率半导体,以及,在低侧(low-side)各连接有一个功率半导体。更具体而言,所述功率半导体是晶体管,所述逆变器部在:在所述线圈的一侧的极的高侧具有第1晶体管,在所述线圈的所述一侧的极的低侧具有第2晶体管,在所述线圈的另一侧的极的高侧具有第3晶体管,在所述线圈的所述另一侧的极的低侧具有第4晶体管。
本发明的第六方面,是第五方面所述的蒸镀装置,所述第1晶体管、所述第2晶体管、所述第3晶体管及所述第4晶体管中的至少一个是igbt、si功率mosfet、gan功率fet或sic功率mosfet。
本发明的第七方面,是第一至第六方面中任一所述的蒸镀装置,进一步具有与所述线圈串联连接的电容器,所述功率半导体做为构成逆变器部的一部分的晶体管发挥功能,所述逆变器部是将直流变换为交流的,所述电容器是金属化薄膜(metallizedfilm)电容器或大容量功率薄膜(powerfilm)电容器。
本发明的第八方面,是第一至第七方面中任一所述的蒸镀装置,具备多个与所述线圈串联连接的电容器,多个所述电容器是相互并联排列的。
本发明的第九方面,是第一至第八方面中任一所述的蒸镀装置,具备多个所述功率半导体,多个所述功率半导体是并联连接的。
本发明的第十方面,是第一至第九方面中任一所述的蒸镀装置,具备多个所述逆变器部,多个所述逆变器部是并联配置的。
本发明的第十一方面,是第一至第十方面中任一所述的蒸镀装置,与所述功率半导体与所述直流电源之间的距离相比,所述线圈与所述功率半导体之间的距离更短。
本发明的第十二方面,是第一至第十一方面中任一所述的蒸镀装置,进一步具有以将所述容器内包的方式配置的真空腔室,所述线圈配置在所述真空腔室的外部。
本发明的第十三方面,是使用将有机材料制膜于基板的蒸镀装置的有机电子器件的生产方法,所述蒸镀装置,具有:至少一部分是由导体构成的用于收容所述有机材料的容器,配置在所述容器周围的线圈,与所述线圈连接的功率半导体,与所述功率半导体连接的直流电源,所述功率半导体做为构成逆变器部的一部分的晶体管发挥功能,所述逆变器部是将直流变换为交流的,该方法包括:变换步骤,所述逆变器部将来自所述直流电源的直流变换为交流;加热步骤,通过使电流流过所述线圈而使所述容器被加热。
本发明的第十四方面,是第十三方面所述的有机电子器件的生产方法,所述蒸镀装置,具有:与所述线圈连接的逆变器部,与所述逆变器部连接的直流电源,进一步具有频率控制部,该频率控制部对所述逆变器部输出的交流的频率进行控制,该方法包括:变换步骤,所述逆变器部将来自所述直流电源的直流变换为交流,频率控制步骤,所述频率控制部对于所述交流的频率进行控制,加热步骤,通过使电流流过所述线圈而使所述容器被加热。
本发明的第十五方面,是第十四方面所述的有机电子器件的生产方法,所述加热步骤之后,进一步包括第2频率控制步骤,该步骤中所述频率控制部对于所述频率进行控制。
本发明的第十六方面,是第十三至十五方面中任一所述的有机电子器件的生产方法,所述蒸镀装置,具有与所述线圈连接的逆变器部,与所述逆变器部连接的直流电源,所述逆变器部,在所述线圈的一侧的极的高侧具有第1晶体管,在所述线圈的所述一侧的极的低侧具有第2晶体管,在所述线圈的另一侧的极的高侧具有第3晶体管,在所述线圈的所述另一侧的极的低侧具有第4晶体管;该方法包括:变换步骤,所述逆变器部将来自所述直流电源的直流变换为交流,第1加热步骤,通过使电流从所述线圈的所述一侧的极向所述另一侧的极流过,而使所述容器被加热,第2加热步骤,通过使电流从所述线圈的所述另一侧的极向所述一侧的极流过,而使所述容器被加热。
(发明的效果)
根据本发明的各方面,通过使用功率半导体和直流电源,即便大型电源和蒸镀室之间的距离较远,也能够使得寄生电容的影响降低。并且,将交流电流通过的电路缩短,能够降低噪声对于水晶振子等的传感器体系带来不良影响的风险。或者,通过使用比直流电源小很多的功率半导体,能够在蒸镀室周围的狭小空间内容易地进行设置。
以往,即便存在在加热至几千度的无机材料的蒸镀装置中使用功率半导体的情况,但是至少可以说在有机材料的蒸镀中使用功率半导体的情况少,是不普遍的。
曾经提议基于感应加热的蒸镀装置的本发明人等,基于如下新颖的技术思想,想到了功率半导体的有用性,从而实现了本发明,既:通过在感应加热方式中使用本来无法使用的直流电源,从而能够降低噪声,能够提供具有实用性的蒸镀装置。
基于本发明的第二方面,通过控制流过线圈的交流频率,而能够进行过热控制。通过如此,能够进行对于坩埚的加热温度的精密控制及快速控制这样的非线性控制。
基于本发明的第三方面,能够减少电缆量。因此,容易抑制对寄生电容、噪声产生以及对于电路的不良影响。
基于本发明的第四方面,能够通过电压调整开关频率(switchingfrequency),与使用函数发生器(functiongenerators)的情况相比,能够减少电缆的引绕及装置。
基于本发明的第五方面,通过对线圈施加不同方向的电压,从而能够一直对线圈导入电流。通过如此,能够不浪费地使用电流,尽快进行加热。做为结果,容易控制各功率半导体的发热,减轻对于元件的负担。
基于本发明的第六或第七方面,能够降低开关(switching)损失,容易抑制发热及元件负担而防止事故。特别是,金属化薄膜电容器即使改变线圈的截面面积及匝数等结构,也能够灵活改变电容数值使得共振频率为300khz等的高频;从而能够容易地抑制发热及元件负担。
基于本发明的第八方面,通过抑制电容器的发热,容易减轻对于元件的负担。此外,通常电容器也是模块化的,如果没有特别的意图,很难想到刻意将电容器并联排列。可以说,对于感应加热蒸镀领域的所谓的本领域技术人员来说是背离常识的技术方案,而本申请发明人等是因为想到了,如果为了抑制发热,则需要使电阻成分变小;但如果是将有机材料进行蒸镀,则即使是上述排列,也能够进行蒸镀,从而想到了本发明的该方面。
基于本发明的第九方面,流过各功率半导体的电流被分散。因此,功率半导体的发热被抑制,容易减轻对元件的负担。
此外,基于本发明的第十一方面,在用于对容器进行加热的线圈附近,设置功率半导体以及对此进行控制的电路而将直流变换为交流,由此容易使与多个容器对应的多个电源电缆之间产生的寄生电容对于共振频率的影响得以降低。并且,交流电流流过的电路切实变短,容易降低对水晶振子等的传感器体系带来不良影响的噪声。
基于本发明的第十二方面,线圈上不会附着有机材料等,容易清洗,从而使得蒸镀装置的维护性得以提高。
本发明的第十四或第十五方面,除了能在共振频率附近对于温度进行稳定控制,还能对温度进行快速控制。因此,例如,在反馈中当与设定值(温度或制膜速率)相比实测值偏差较大时,能够快速将其还原为设定值。另外,使用某些有机材料时存在由溶解等造成制膜速率快速变化的情况。这样的情况也能够通过快速控制而进行应对。
附图说明
图1是实施例1的蒸镀装置1的部分截面图。
图2是蒸镀装置1中的使用直流电源和mosfet的感应加热方式的电路的示例图。
图3是硅功率mosfet的一个例子的照片。
图4是示出蒸镀装置1的缩小模型中的直流电源的施加电压与电流的关系的图。
图5是示出蒸镀装置1的缩小模型中的温度的经时变化的图。
图6是实施例2的蒸镀装置41的一部分的截面图。
图7是示出坩埚的温度的经时变化和蒸镀装置的照片的图。
图8是示出已放入有机材料的坩埚的温度以及蒸镀速度的变化的图。
图9是示出使用本发明的蒸镀装置制作的有机el元件的器件特性的图。
图10是示出直流电源的电压发生变化时的(a)坩埚温度的时间依赖性、(b)膜厚计的信号(频率)的响应情况的图。
图11是示出使逆变器的开关频率变化时的(a)坩埚温度的时间依赖性、(b)膜厚计的信号(频率)的响应情况的图。
图12是示出流入线圈的交流频率和投入能量的量之间的关系的图。
图13是示出频率区域与投入能量间的关系的图。
图14是示出将功率半导体并联设置的一个例子的电路图。
图15是示出将功率半导体对称排列的一个例子的电路图。
图16是示出以往的蒸镀装置101中的电源和蒸镀室的配置的一个例子的图。
附图标记说明
1蒸镀装置、3容器、5容器保持部、7线圈、9功率半导体、11真空腔室、15直流电源、16电缆、17有机材料、19真空腔室的底面、21真空腔室的侧面、23o型圈、31硅功率mosfet、33硅功率mosfet、34接点、36电容器、37电阻、39rlc电路部、41fet驱动电路、43振子、45输入信号、47输入信号、61蒸镀装置、63容器、65线圈、67功率半导体、69真空腔室、71直流电源、73电缆、75室底部、77室上部、79o型圈、81有机材料、101蒸镀装置、111真空腔室、115电源、116电缆、120空间
具体实施方式
(实施例1)
图1显示了实施例1的蒸镀装置1(本发明权利要求的“蒸镀装置”的一个例子)的部分截面图。蒸镀装置1具有:容器3(本发明权利要求的“容器”的一个例子)、容器保持部5、线圈7(本发明权利要求的“线圈”的一个例子)、功率半导体9(本发明权利要求的“功率半导体”的一个例子)、真空腔室11(本发明的权利要求的“真空腔室”的一个例子)、直流电源15(本发明权利要求的“直流电源”的一个例子)以及电缆16。容器3用于收容有机材料17。容器保持部5用于把持容器3。线圈7缠绕设置在容器3的周围。功率半导体9,将直流电源15与电缆16电连接。此外,功率半导体9也与线圈7连接。此外,容器3与容器保持部5和线圈7在真空腔室11的内部。此外,功率半导体9与直流电源15与电缆16在真空腔室11的外部。
容器3的至少一部分是由导体所构成的。具体来讲,金属制的容器被绝缘性材料所被覆。因此,当配置在容器3周围的线圈7中有交流电流过时,容器3的导体部分通过感应加热而被加热。此外,可以防止容器3与线圈7电接触。如果能将线圈从外部冷却或通过管路水冷,则因线圈与容器3之间的距离非常小,从而可以期待冷却効率得以提高。其结果,与电阻加热方式相比,使用感应加热方式的热响应性好、容易进行温度调节。
真空腔室11的底面19,为了能够取出放入容器3,是可拆卸的。真空腔室11的底面19与侧面21之间,通过o型圈23(o-rings,截面为圆形的橡胶密封圈)23进行密封。因此,通过未图示的真空泵能够使真空腔室11的内部减压至高真空度。蒸镀装置1,通过在减压下加热容器3,可以将有机材料17气化,在未图示的真空腔室内部设置的基板上进行制膜。
在图2中,示出了在蒸镀装置1中使用直流电源及mosfet的感应加热方式的电路的示例图。
参考图2,直流电源15上,按顺序串联连接有硅功率mosfet31及硅功率mosfet33。硅功率mosfet33,从硅功率mosfet31观察在相反一侧接地。此外,硅功率mosfet31与硅功率mosfet33也是从直流电源15观察设置在反方向上,在没有通路(channel)的状态下没有从直流电源15的电流流入。
在容器3的周围环绕设置的线圈7,其一端32与硅功率(siliconpower)mosfet31及硅功率mosfet33之间的接点34电连接。或者,线圈7的另一端35,按顺序串联有电容器36及电阻37。电阻37从电容器36观察在相反一侧接地。线圈7、电容器36、电阻37,构成rlc电路部39。此外,电阻37,包含mosfet的内部电阻,布线及线圈7的电阻值。
fet驱动电路部(fet驱动器)41,与硅功率mosfet31及硅功率mosfet33的栅电极分别电连接。fet驱动电路部41,接收来自振子(振荡器)43的信号,将输入信号45或输入信号47分别输入至硅功率mosfet31或硅功率mosfet33的栅电极。
自fet驱动电路部41向硅功率mosfet31输入输入信号45时,硅功率mosfet31成为on状态,电流按照直流电源15、硅功率mosfet31、接点34、线圈7、电容器36、电阻37的方向流动。从fet驱动电路部41向硅功率mosfet33输入输入信号47时,硅功率mosfet33成为on状态,电流按照电阻37、电容器36、线圈7、接点34、硅功率mosfet33的方向流动。通过交互输入输入信号45及输入信号47,可以将来自直流电源15的直流电流变换为交流,供给至线圈7。也就是说,硅功率mosfet33的功能是做为构成逆变器部(本发明权利要求中“逆变器部”的一个例子)的一部分的晶体管发挥作用,所述逆变器部是将直流变换为交流的。
另外,图3显示了硅功率mosfet的一个例子的照片。如图3所示,硅功率mosfet一般来讲是笔(pen)的大小。因此,也能够设置在不能收容电源的真空腔室下方的空间中。此外,振荡器及直流电源,通过同轴电缆或对(pair)线与上述驱动电路连接。在这里,振荡器,也可以小型化后设置在硅功率mosfet、驱动电路的相邻处。
通过如此,本实施例的蒸镀装置1中,通过使用功率半导体9和直流电源15,即使大型电源与蒸镀室之间的距离较大,也能够降低寄生电容的影响。并且,交流电流流过的电路变短,容易降低对水晶振子等的传感器体系带来不良影响的噪声。
或者,功率半导体9,尽量设置在靠近线圈7的场所,设置在比直流电源15更靠近线圈7的位置。功率半导体9设置在用于加热容器3的线圈的近处,做为构成将直流变换为交流的逆变器部的一部分的晶体管起作用,通过如此容易降低在多个电缆之间产生的寄生电容对于共振频率的影响。并且,交流电流流过的电路切实变短,降低对水晶振子等的传感器体系带来不良影响的噪声。
图4是本实施例的蒸镀装置1的缩小模型中,直流电源的施加电压与电流的相关关系图。横轴显示直流电源15的设定电压的数值。纵轴显示从直流电源供给的电流的数值。该缩小模型是按照线圈的材质为铜,匝数6、长度约50mm、线圈半径约10mm的设定制作的。
如图4所示,本实施例中使用的rlc串联共振电路中的共振频率为61.7khz(方形标记),流过线圈的电流与施加电压呈现正比例性增加。此外,偏离共振频率61.7khz时,阻抗值变大电流变小。在图4中,比共振频率大的70khz(圆形标记)、比共振频率小的50khz(三角标记)时,可见电流变小。因此,如果寄生电容的影响使得共振频率频繁变动时,施加电压的频率容易从共振频率偏离。此种情况下,流过线圈的电流也产生变化,使得感应加热的精密的加热控制变得困难。
在蒸镀装置1中,寄生电容降低,rlc串联共振电路的共振频率不容易发生变动,再现性良好。因此,使得与以往相比,通过感应加热方式的精密的加热控制的实施变得可能。
在将比较低温下气化的有机材料进行制膜的蒸镀装置中,与无机材料的蒸镀相比,要求精密的加热控制。通过本发明的蒸镀装置,能够减低噪声,提供比以往更能够进行更精密的加热控制的蒸镀装置。
图5是蒸镀装置1的缩小模型中的温度的经时变化图。横轴表示经过时间(秒数),纵轴表示温度(℃)。此外,以圆形或方形绘制的点,分别表示线圈及容器内的温度。
参考图5,可见向线圈中流入电流(变为on)到变为off之间的约30秒的时间内,容器内的温度迅速从约25℃上升到约100℃。此外,切断电流后,容器内的温度在100秒左右从约100℃变为约45℃,迅速冷却。
(实施例2)
图6是示出实施例2的蒸镀装置61的一部分的截面图。蒸镀装置61,具有:容器63、线圈65、功率半导体67、真空腔室69、直流电源71、电缆73。蒸镀装置61与蒸镀装置1的主要差异点,在于线圈65配置在真空腔室69的外部。
具体来讲,真空腔室69包括室底部75、室上部77。室底部75通过o型圈79连接与室上部77相连。收容有机材料81的容器63,配置在室底部75的内部。此外,线圈65将容器63从室底部75的外侧进行环绕设置。
如图6所示,将线圈65和容器63通过被真空腔室69隔开的结构,线圈65上不会再附着有机材料81。以往,为了擦去室内附着的蒸镀材料,通常是通过人用有机溶剂通过手工作业擦拭的。特别是,擦拭在线圈等的复杂结构上附着的蒸镀材料是需要时间和劳力的。通过实施例2的结构,清扫变得容易,能够提高蒸镀装置61的维护性。
此外,在以往的电阻加热方式的蒸镀装置中,做为电阻加热源的替代,通过使用容器63、线圈65、功率半导体67做为单元,使得在使用直流电源的同时,可以做为控制性高的感应加热方式的蒸镀装置使用。
此外,功率半导体也可以不是硅功率mosfet,例如可以使用sic-mosfet、gan功率fet、igbt。
图7显示了(a)真空下的坩埚的温度的经时变化,(b)使用的蒸镀装置的照片的图。图7(a)的横轴是经过时间(秒),纵轴是坩埚的温度(℃)。如图7(a)所示,在本发明的蒸镀装置中,坩埚的温度可以在10分钟多一点就上升到450℃。另外,可以确认到即使共振点发生变化,也是能够加热的。
图8显示了(a)将α-npd已放入坩埚的情况的坩埚温度的经时变化,(b)α-npd的蒸镀速度的经时变化,(c)将alq3放入坩埚的情况下的坩埚温度的经时变化,以及(d)alq3的蒸镀速度的经时变化的图。一般来讲,α-npd是空穴传输材料(holetransportmaterial),alq3是作为发光材料使用的有机材料。α-npd的蒸镀中以241khz作为共振频率,alq3的蒸镀中以316khz做为共振频率进行了蒸镀。如图8所示,确认到α-npd和alq3中的任何一方经过一定时间后,可以将坩埚保持在一定的温度,以一定的蒸镀速度成膜。
图9是显示了使用本发明的蒸镀装置进行制作的有机el元件的器件特性的图。元件结构是ito(100nm)/α-npd(60nm)/alq3(70nm)/lif(1nm)/al(100nm)。将本发明的感应加热方式的有机el元件的器件特性标记为圆形标记,将做为比较例的以往的电阻加热方式的标记为菱形标记。
图9(a)中,横轴是电压(v),纵轴是电流密度(ma/cm2)。图9(b)是将图9(a)的纵轴以对数显示的图。图9(c)中,横轴是电流密度(ma/cm2),纵轴是外部量子効率(%)。图9(d)中,横轴是电流密度(ma/cm2),纵轴是电流効率(cd/a)。图9(e)中,横轴为波长(nm),纵轴为光强度,是显示有机el元件的发光图谱的图。图9(f)中,横轴是亮度(cd/m2),纵轴是电流効率(cd/a)。
如图9所显示,本发明的蒸镀装置中,确认到能够制作具有与以往的电阻加热方式具有同等装置特性的有机el元件。
图10及图11是显示本发明的蒸镀装置对于水晶振子(膜厚计)的影响的图。图10是显示了改变直流电源的电压时的(a)坩埚温度的时间依赖性、(b)膜厚计的信号(频率)的相应的情况的图。图11是改变逆变器的开关频率时的(a)坩埚温度的时间依赖性、(b)膜厚计的信号(频率)的相应的情况的图。
根据图10(a),可以看出温度上升速度与电压的変化呈现良好的对应。温度上升速度基本上线性依赖于电压值及电流值。此外,根据图10(b),即使直流电源的电压发生变化,膜厚计的频率变动最大是4hz左右。进行有机物蒸镀时,通常,膜厚计的频率在500-1000hz左右变动。因此,通过图10(b)可知直流电源的电压変化,对于膜厚测定不会产生大的误差。电压大时振子的変化量大,是因辐射热的影响发生变动。
通过图11(a),可以看出通过使逆变器(inverter)的开关频率(switchingfrequency)发生变化,温度上升速度与最大到达温度也是不同的。根据图11(b),即使使开关频率发生变化,膜厚计的频率变动最大也就是5hz左右。因此,逆变器的开关频率的变化,也不会使膜厚测定产生大的误差。
如上所述,确认到,通过本发明的蒸镀装置,对于膜厚计不容易造成噪声,膜厚计能够正常测定膜厚。此外,上述实验中没有使用空气冷却用的水,得到了如图所示的基于蒸镀的辐射热的曲线。如果进行水冷则能够进一步抑制对膜厚计的影响,从而更准确的进行测定。
(实施例3)
接下来,参考图12及图13,在本实施例中对于通过频率控制的加热控制进行说明。图12是显示流入线圈的交流频率与投入能量的关系的图。图13是显示频率区域和加热温度的关系的图。
如图12示意图所示,通过使用函数发生器等的频率控制部进行频率控制,最大限度能够到达的温度发生变化。这说明了通过进行频率控制使得加热控制变得可能。
进一步而言,以往对于电压和电流的控制只能进行线性控制,而本发明通过频率控制能够进行非线性控制。具体而言,如图13示意图所示,在共振频率附近的频率区域中,相对于频率变化,最大到达温度只有少许变化。因此使得精密控制温度变得容易。另一方面,偏离共振频率的频率区域中,相对于频率变化,最大到达温度发生很大变化。因此,使得快速控制变得可能。
例如,通过在制膜时在共振频率付近进行蒸镀,使得相对于少许频率变动,加热温度基本能保持在一定温度。因此,在共振频率付近能够进行精密的控制温度,容易稳定的进行制膜。或者,例如比控制时的欲设定数值(温度或制膜速率)数值更大的情况下,通过使频率发生大的变化,也容易还原为原来数值。通过同样的操作也能够控制直流电源,与外部信号相对应进行输出的电源是昂贵的,也有可能没有上述功能。进一步而言,只要是在蒸镀源之外不需要特殊装置的设计,就能够容易地组装进以往的装置。因此,只用小型的频率控制部就能够进行功率控制,这一点具有巨大的意义。
并且,如下对于蒸镀装置所具有的频率控制部的构成进行详细叙述。为了控制流入线圈的交流的频率,如上所述,可以使用频率稳定性好的函数发生器。但是,在使用本发明的蒸镀装置的有机电子器件的生产方法中,也有性能过剩的情况。并且,函数发生器是比较大型的装置,做为本发明的课题的布线和来自电缆的噪声产生也可能成为问题。
基于此,在本实施例中为了达到小型化使用了小型振荡器元件。做为小型振荡器元件,可以考虑vco(voltagecontroloscillator)。能够通过电压调整开关频率,与使用函数发生器的情况相比,可以减少电缆的引绕及装置。
并且,做为其他的小型振荡器元件,也可以使用dds(directdigitalsynthesizer)。这种情况,通过数字化控制,容易进行稳定的控制。
通过使用vco、dds这样的小型振荡器元件,不单是产生交流而且用于频率控制的控制部也能够小型化到能够收容至室下部。特别是,与功率半导体相同,在线圈与小型振荡器元件之间的距离至少比小型振荡器元件和直流电源之间的距离更短的场所,来设置小型振荡器元件,优选通过设置在室下部来减少电缆量。因此,容易抑制寄生电容及噪声的产生及对电路的不良影响。
(实施例4)
接下来,参考图14及图15,对于本发明的蒸镀装置中使用的电路中的对于减轻元件负担能的结构进行说明。图14是将功率半导体并联配置的例子的电路图。图15是将功率半导体对称配置的例子的电路图。
如图14所示,将做为逆变器起作用的功率半导体并联排列,流向各功率半导体的电流被分散。因此,抑制功率半导体的发热,容易减轻元件的负担。
通过将电容器并联排列,也是能起到同样效果的。或者,现实中的电容器中存在电阻成分,以共振频率使交流流入的情况,也成为电容器被加热的原因。通过将电容器并联排列,能够降低电容器的电阻成分,能抑制电容器的发热。
进一步而言,现实的电容器中设置有可流入电流的上限值。例如,0.01μf的电容器的上限值是2a,电容10倍大的0.1μf的电容器的上限值为4a。此种情况下,将0.01μf的电容器10个并联排列,能够设计出即使是0.1μf也能使电流上限为20a的流过5倍电流的电路。
此外,如图15(c)所示,在线圈的一侧的极的高侧配置一个以及低侧配置一个共两个功率半导体(晶体管)并施加电压的情况下,高侧的功率半导体在off状态下时是电流不流过的时间段。在此,如图15(a)及图15(b)所示,逆变器部在线圈81的一侧的极83的高侧具有第1晶体管85,在线圈81的一侧的极83的低侧具有第2晶体管87,在线圈81的另一侧的电极89的高侧具有第3晶体管91,在线圈81的另一侧的电极89的低侧具有第4晶体管93,共4个晶体管对于线圈81呈对称配置的结构。在图15(c)中,只在线圈95的一侧的极97到另一侧的极99上施加电压vcc,这样就会产生没有电流流过的时间段。相对于此,图15(a)及(b)的情况,相对于线圈81,不单是一侧的极83到另一侧的极89的方向施加有vcc(图15(a)),另一侧的极89到一侧的电极83的方向也施加有vcc(图15(b))。通过这样在相反方向施加电压使得对线圈81一直流入电流变得可能。通过这样,能够不浪费电流进行充分利用,使得快速加热变得可能。其结果,容易抑制各功率半导体中的发热,减少对于元件的负担。
并且,希望流入大电流时,对于功率半导体或电容器等的元件负担加大。功率半导体产生过热发生故障,则无法对线圈供给电流。更不好的情况下,功率半导体发生热失控,fet驱动器中可能流入大电流。此时,fet驱动器内的电容器破裂,有触电的危险。将蒸镀装置大型化的情况,一般来讲是使用比蒸镀装置的半径更大的金属制的筒状容器的升华生成装置,在此种装置中应用本发明的情况下更会成为问题。
因此,可以想到做为功率半导体使用igbt、gan功率fet、sic功率mosfet这样的on电阻低的元件,以及做为电容器使用金属化薄膜电容器或大容量功率薄膜电容器。因此,可以降低开关损失,容易抑制发热及元件负担从而防止事故的发生。
此外,也可以做为在蒸镀装置和升华生成装置中使用的坩埚等的容器3的材质使用磁性材料,可在容器3自身中混入磁性材料,或在容器3中混入磁性材料。这是因为,在容器3中使用磁性体时,通过感应加热进行加热使磁性材料得以磁化,磁场容易有効进入容器3,在表面流动的电流有效增大,加热效率增大。