WO2022054713A1 - 電磁石装置、電磁石装置の駆動方法、及び電磁石制御システム - Google Patents

電磁石装置、電磁石装置の駆動方法、及び電磁石制御システム Download PDF

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知範 大橋
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Definitions

  • the present invention relates to an electromagnet device, a method for driving the electromagnet device, and an electromagnet control system.
  • the electromagnet device generates a magnetic force by passing an electric current through the coil. Heat is generated in the coil due to the current flowing through the coil. Further, for example, in a device for manufacturing an organic electroluminescent element as shown in Patent Document 1, a configuration in which a permanent magnet is used for bringing a metal mask into close contact with a substrate is the mainstream.
  • the metal mask may be deformed by the heat generated from the electromagnet device.
  • Increasing the magnetic force of the electromagnet device is advantageous for improving the adhesion between the metal mask and the substrate in, for example, an organic electroluminescent element manufacturing device.
  • a thin object to be adsorbed such as a metal mask
  • the thin object to be adsorbed may bend and the adhesion between the object to be adsorbed and the adsorption surface may decrease.
  • the evaporative material wraps around to an unnecessary area through the gap. Masking accuracy is reduced. Therefore, it is desired to fix the object to be adsorbed on the adsorption surface with good adhesion by using an electromagnet device.
  • a yoke, a coil wound around the yoke, a housing for accommodating the yoke and the coil, and a suction surface on which an object is attracted by a magnetic force are provided.
  • an electromagnet device comprising a housing and a heat insulating layer disposed between the tip of the yoke and the inner surface of the housing on the suction surface side.
  • an electromagnet device including a yoke and a coil wound around the yoke, wherein the yoke is wider than a portion around which the coil is wound.
  • An electromagnet device with a formed tip is disclosed.
  • a method of driving an electromagnet device in which a plurality of electromagnet units including a yoke and a coil wound around the yoke are arranged in an array, wherein the plurality of electromagnet units are provided.
  • a method of driving an electromagnet device which is divided into a plurality of areas and turns on the electromagnet unit in order for each area from an area located at the center toward an area located at a peripheral portion.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an electromagnet device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the electromagnet device 100 includes a plurality of electromagnet units 110, a cooling plate 140, an upper housing 150, and a lower housing 160.
  • a plurality of beams 162 for increasing the rigidity of the lower housing 160 are provided on the inner surface of the lower housing 160.
  • the wall thickness t of the lower housing 160 on the suction surface 105 side of the electromagnet device 100 can be reduced. Further, since the wall thickness t of the lower housing 160 is thin, the magnetic field generated from the electromagnet unit 110 can be efficiently transmitted to the outside of the electromagnet device 100.
  • Each of the plurality of electromagnet units 110 is arranged in individual small spaces inside the lower housing 160 partitioned by the beams 162 of the lower housing 160.
  • Each electromagnet unit 110 includes a yoke 112 and a coil 114 wound around the yoke 112 and molded with the resin material 116.
  • the resin mold material 116 it is preferable to use a resin mold material 116 having a large thermal conductivity, high heat resistance, and a small linear expansion coefficient (for example, epoxy). Due to the current flowing through the coil 114, a magnetic pole MP1 (one of the N pole and the S pole) and a magnetic pole MP2 (the other of the N pole and the S pole) are formed at the tip of the yoke 112.
  • Each electromagnet unit 110 is arranged so that the tip of the yoke 112 faces the bottom of the lower housing 160, and the magnetic poles MP1 and MP2 of each electromagnet unit 110 make the bottom of the lower housing 160, that is, the attraction surface of the electromagnet device 100.
  • the object to be sucked, which is arranged under the 105, can be sucked.
  • the upper part of the electromagnet unit 110 is in thermal contact with the cooling plate 140 via a heat transfer sheet 145 having a relatively high thermal conductivity.
  • the cooling plate 140 is provided with a water cooling pipe 142 inside, and has an ability to cool the electromagnet unit 110. As a result, the heat generated in the coil 114 when the electromagnet unit 110 is driven can be wasted to the outside of the electromagnet device 100 through the cooling plate 140 and the water cooling pipe 142.
  • the electromagnet device 100 of the present embodiment further includes a heat insulating layer 120 between the tip portion of the yoke 112 of the electromagnet unit 110 (the portion where the magnetic poles MP1 and MP2 are formed) and the bottom portion of the lower housing 160.
  • the presence of the heat insulating layer 120 makes it difficult for the heat generated in the coil 114 when the electromagnet unit 110 is driven to be transferred to the suction surface 105 of the electromagnet device 100. As a result, it is possible to avoid the occurrence of problems due to the object to be sucked being heated via the suction surface 105.
  • the electromagnet device 100 of the present embodiment when used to attract a metal mask to a substrate in the process of manufacturing an organic electroluminescent element, it is possible to prevent deformation of the metal mask due to heat and poor adhesion to the substrate. ..
  • the heat insulating layer 120 may be configured as, for example, an air layer or a vacuum layer. Alternatively, the heat insulating layer 120 may be configured such that a gas or liquid refrigerant flows through a gap between the tip of the yoke 112 of the electromagnet unit 110 and the bottom of the lower housing 160.
  • the temperature, flow rate, or flow velocity of the refrigerant is dynamically changed when the electromagnet unit 110 is driven.
  • the electromagnet device 100 further comprises an ammeter (not shown) that measures the current flowing through the coil 114. It is possible to calculate or estimate the calorific value of the coil 114 from the current value measured by this ammeter. The temperature, flow rate, or flow rate of the refrigerant is adjusted according to the calculated calorific value of the coil 114 or directly according to the magnitude of the current flowing through the coil 114 measured by the ammeter.
  • the electromagnet device 100 further includes a temperature sensor (not shown) that measures the temperature of each part of the electromagnet device 100.
  • the temperature sensor is arranged, for example, at a position where the temperature of each of the refrigerant as the yoke 112, the bottom of the lower housing 160 (suction surface 105), or the heat insulating layer 120 can be measured.
  • the temperature sensor may be arranged so that the temperature of the object attracted to the suction surface 105 of the electromagnet device 100 can be measured.
  • cooling capacity of the cooling plate 140 may be dynamically changed according to the calorific value of the coil 114 or the temperature of each part of the electromagnet device 100 or the object to be attracted in the same manner as described above.
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views showing the configuration of the yoke 112 in the electromagnet device 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the yoke 112 of each electromagnet unit 110 has a tip portion 112a formed wider than the portion 112b around which the coil 114 is wound.
  • the cross-sectional area of the magnetic flux penetrating the yoke 112 at the tip 112a of the yoke 112 is larger than the cross-sectional area of the magnetic flux penetrating the yoke 112 at the coil winding portion 112b of the yoke 112. Since the tip portion 112a of the yoke 112 is formed to be wide, the magnetic field generated by the electromagnet unit 110 can be increased.
  • the electromagnet unit 110 can generate a large magnetic flux density over a wide range by increasing the cross-sectional area of the tip 112a of the yoke 112, and a large force can be applied over a wide range. Can be aspirated.
  • the cross-sectional area of the yoke 112 in the coil winding portion 112b is small so that the magnetic flux density is not saturated.
  • FIG. 3 is a top view showing the overall configuration of the lower housing 160 in the electromagnet device 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the lower housing 160 has a plurality of sectors 164 partitioned by beams 162.
  • the lower housing 160 illustrated in FIG. 3 has a total of 64 sectors 164 arranged in 4 rows vertically and 16 rows horizontally.
  • the number of vertical and horizontal arrays of the sector 164 is not limited to this, and may be any number.
  • the electromagnet unit 110 (not shown in FIG. 3) is arranged in each of these sectors 164 to form the electromagnet device 100.
  • FIG. 4 shows an organic electroluminescent device manufacturing device 500 to which the electromagnet device 100 according to the embodiment of the present invention can be applied.
  • the organic electroluminescent device manufacturing apparatus 500 is, for example, a vapor deposition apparatus.
  • a substrate 502 for example, a glass substrate
  • a metal mask 504 is arranged via the substrate 502.
  • the metal mask 504 is attracted to the surface of the substrate 502 by the magnetic force generated from the electromagnet device 100.
  • the organic electric field light emitting element manufacturing process is carried out by depositing the vapor deposition material (for example, metal or organic material) discharged from the vapor deposition source 506 into the chamber 508 on the substrate 502 via the metal mask 504.
  • the vapor deposition material for example, metal or organic material
  • FIG. 5 is a configuration diagram of an electromagnet control system 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the electromagnet control system 200 includes the above-mentioned electromagnet device 100 described with reference to FIGS. 1 to 3 and a controller 250 capable of individually driving each electromagnet unit 110 (not shown) of the electromagnet device 100.
  • the controller 250 drives a plurality of electromagnet units 110 for each of a plurality of areas.
  • the plurality of electromagnet units 110 have the first area 201, the second area 202, the third area 203, the fourth area 204, the fifth area 205, and the sixth area 206 in order from the left to the right of the figure. It is divided into a total of eight areas, the seventh area 207 and the eighth area 208.
  • the number of electromagnet units 110 included in each area 201 to 208 may be arbitrary, and therefore the electromagnet unit 110 is not specified in FIG. Further, the number of divisions of the area is not limited to 8 and may be any number.
  • the controller 250 first turns on the electromagnet unit 110 in the fourth area 204 and the fifth area 205, then turns on the electromagnet unit 110 in the third area 203 and the sixth area 206, and then turns on the second.
  • the electromagnet unit 110 in the area 202 and the seventh area 207 is turned on, and finally the electromagnet unit 110 in the first area 201 and the eighth area 208 is turned on.
  • a thin object to be attracted such as the metal mask 504, can be attracted to the attraction surface 105 of the electromagnet device 100 or the surface of the substrate 502 without causing bending. As a result, good adhesion between the thin object to be attracted and the electromagnet device 100 or the substrate 502 can be ensured.
  • the controller 250 has an electromagnet unit in the order of the first area 201, the second area 202, the third area 203, the fourth area 204, the fifth area 205, the sixth area 206, the seventh area 207, and the eighth area 208. 110 may be turned on.
  • the electromagnet unit 110 By turning on the electromagnet unit 110 in order for each area from the area located at one end of the electromagnet device 100 toward the area located at the other end in this way, the thin object to be attracted does not bend as described above. It can be attracted to the electromagnet device 100 or the substrate 502, and good adhesion can be ensured.
  • the method of dividing the plurality of electromagnet units 110 into a plurality of areas is not limited to that shown in FIG.
  • the plurality of electromagnet units 110 have the first area 211, the second area 212, the third area 213, the fourth area 214, and the fifth area in order from the top to the bottom of the figure. It may be divided into a total of eight areas of 215, the sixth area 216, the seventh area 217, and the eighth area 218.
  • the controller 250 first turns on the electromagnet unit 110 in the fourth area 214 and the fifth area 215, and then turns on the electromagnet unit 110 in the third area 213 and the sixth area 216.
  • the electromagnet unit 110 in the second area 212 and the seventh area 217 is turned on, and finally the electromagnet unit 110 in the first area 211 and the eighth area 218 is turned on.
  • the controller 250 uses the electromagnet unit 110 in the order of the first area 211, the second area 212, the third area 213, the fourth area 214, the fifth area 215, the sixth area 216, the seventh area 217, and the eighth area 218. You may turn it on.
  • the plurality of electromagnet units 110 have a second area surrounding the first area 221 and the first area 221 located in the center of the electromagnet device 100 so as to include the first area 221 and the first area 221. 222, a third area 223 that further surrounds the second area 222 so as to include the third area 223, a fourth area 224 that further surrounds the third area 223, and a fourth area 224 so as to include the third area 223. Further, it may be further divided into a total of five areas of the fifth area 225 located on the outermost periphery surrounding the surrounding area. In the example of FIG.
  • the controller 250 is sequentially arranged from the area located inside (center) to the area located outside (peripheral portion), that is, the first area 221, the second area 222, and the third area.
  • the electromagnet unit 110 is turned on in the order of area 223, fourth area 224, and fifth area 225. Thereby, as in the case of FIGS. 5 and 6, good adhesion between the thin object to be attracted such as the metal mask 504 and the electromagnet device 100 or the substrate 502 can be ensured.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the temporal relationship of the current flowing through the coil 114 of the electromagnet unit 110 in each area.
  • the area layout of FIG. 5 described above will be described as an example.
  • the current I 1 starts to be supplied to the coil 114 of the electromagnet unit 110 in the fourth area 204 and the fifth area 205.
  • the current I 1 is controlled to gradually increase from the current value zero and reach a predetermined maximum value at time T11 .
  • the coil 114 of the electromagnet unit 110 in the third area 203 and the sixth area 206 has a time T 20 between the time T 10 and the time T 11 (that is, the electromagnet unit in the fourth area 204 and the fifth area 205).
  • the current I 2 starts to be supplied. Similar to the current I 1 , the current I 2 is controlled so as to gradually increase from the current value zero and reach a predetermined maximum value at the time T 21 . Similarly, the current I 3 begins to be supplied to the coil 114 of the electromagnet unit 110 in the second area 202 and the seventh area 207 at time T 30 between time T 20 and time T 21 , and the current I 3 becomes. The current value is gradually increased from zero and controlled to reach a predetermined maximum value at time T31 .
  • the current I 4 starts to be supplied to the coil 114 of the electromagnet unit 110 in the first area 201 and the eighth area 208 at the time T 40 between the time T 30 and the time T 31 , and the current I 4 is the current value. It is controlled to gradually increase from zero and reach a predetermined maximum value at time T 41 .
  • the area adjacent to the area for example, the area adjacent to the area (for example, the fourth area 204 and the fifth area 205) is adjacent to the area (for example, the fourth area 204 and the fifth area 205) from the time when the current starts to be supplied to the coil 114 of the electromagnet unit 110 until the current reaches a predetermined value.
  • Electromagnet device 100 Electromagnet device 105 Suction surface 110 Electromagnet unit 112 Yoke 114 Coil 116 Resin mold material 120 Insulation layer 140 Cooling plate 142 Water cooling piping 145 Heat transfer sheet 150 Upper housing 160 Lower housing 162 Beam 164 Sector 200 Electromagnet control system 201-225 Area 250 Controller 500 Organic electromagnet light emitting element Manufacturing equipment 502 Board 504 Metal mask 506 Thin film source 508 Chamber MP1, MP2 magnetic poles

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Abstract

電磁石装置における発熱を低減する。　電磁石装置は、ヨークと、前記ヨークに巻回されたコイルと、前記ヨーク及び前記コイルを収容する筐体であって、磁力により対象物が吸着される吸着面を有する筐体と、前記ヨークの先端部と前記筐体の前記吸着面側の内面との間に配置された断熱層と、を備える。

Description

電磁石装置、電磁石装置の駆動方法、及び電磁石制御システム
　本発明は、電磁石装置、電磁石装置の駆動方法、及び電磁石制御システムに関する。
　電磁石装置は、コイルに電流を流すことによって磁力を発生する。コイルを流れる電流に起因してコイルには発熱が生じる。また、例えば特許文献１に示されるような有機電界発光素子の製造装置において、メタルマスクを基板に対して密着させるために永久磁石が利用される構成が主流である。
特開２０１０－０６２１２５号公報 特開２００２－１０５６２２号公報
　電磁石装置における発熱を低減することが望まれる。例えば、電磁石装置から発生した熱によってメタルマスクが変形してしまうおそれがある。
　また、電磁石装置が発生する磁力を増強することが望まれる。電磁石装置の磁力を増強することは、例えば、有機電界発光素子製造装置においてメタルマスクと基板との密着性を高めるのに有利である。
　また、例えばメタルマスクのような薄い被吸着物を吸着面に固定する際、この薄い被吸着物が撓んで被吸着物と吸着面との密着性が低下してしまうことがある。例えば、特許文献２に記載されているように、真空蒸着による薄膜形成において、透明基板と蒸着マスクとの間に隙間があると、その隙間を通して蒸発材料が不要なエリアまで回り込んでしまうため、マスキング精度が低下する。したがって、電磁石装置を用いて密着性良く被吸着物を吸着面に固定することが望まれる。
　上述した課題の１つを解決するために、ヨークと、前記ヨークに巻回されたコイルと、前記ヨーク及び前記コイルを収容する筐体であって、磁力により対象物が吸着される吸着面を有する筐体と、前記ヨークの先端部と前記筐体の前記吸着面側の内面との間に配置された断熱層と、を備える電磁石装置が開示される。
　上述した課題の１つを解決するために、ヨークと、前記ヨークに巻回されたコイルと、を備える電磁石装置であって、前記ヨークは、前記コイルが巻回されている部分よりも幅広に形成された先端部を有する、電磁石装置が開示される。
　上述した課題の１つを解決するために、ヨーク及び前記ヨークに巻回されたコイルを備える複数の電磁石ユニットが配列して構成された電磁石装置の駆動方法であって、前記複数の電磁石ユニットを複数のエリアに分け、中央に位置するエリアから周縁部に位置するエリアに向かってエリア毎に順番に前記電磁石ユニットをオンにする、電磁石装置の駆動方法が開示される。
一実施形態に係る電磁石装置の構成を示す部分断面図である。 一実施形態に係る電磁石装置におけるヨークの構成を示す断面図である。 一実施形態に係る電磁石装置におけるヨークの構成を示す断面図である。 一実施形態に係る電磁石装置における下部筐体の全体構成を示す上面図である。 一実施形態に係る電磁石装置が適用されることが可能な有機電界発光素子製造装置を示す図である。 一実施形態に係る電磁石制御システムの構成図である。 複数の電磁石ユニットを複数のエリアに分割する別の例を示す図である。 複数の電磁石ユニットを複数のエリアに分割する更に別の例を示す図である。 各エリア内の電磁石ユニットのコイルに流す電流の時間的関係の一例を示す図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。添付図面において、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号が付され、各実施形態の説明において同一または類似の要素に関する重複する説明は省略することがある。また、各実施形態で示される特徴は、互いに矛盾しない限り他の実施形態にも適用可能である。
　図１は、本発明の一実施形態に係る電磁石装置１００の構成を示す部分断面図である。電磁石装置１００は、複数の電磁石ユニット１１０、冷却プレート１４０、上部筐体１５０、及び下部筐体１６０を備える。
　下部筐体１６０の内面には、下部筐体１６０の剛性を増強するための複数の梁１６２が設けられている。梁１６２が設けられることにより、電磁石装置１００の吸引面１０５側における下部筐体１６０の肉厚ｔを薄くすることができる。また下部筐体１６０の肉厚ｔが薄いことにより、電磁石ユニット１１０から発生した磁界を効率良く電磁石装置１００の外部に伝えることができる。
　複数の電磁石ユニット１１０の各々は、下部筐体１６０の梁１６２によって仕切られた下部筐体１６０内側の個々の小スペース内に配置されている。各電磁石ユニット１１０は、ヨーク１１２と、ヨーク１１２に巻回されて樹脂材料１１６でモールドされたコイル１１４とを備える。樹脂モールド材１１６として、熱伝導率が大きく、高い耐熱性を有し、線膨張係数が小さいもの（例えばエポキシ）を用いることが好ましい。コイル１１４を流れる電流により、ヨーク１１２の先端には磁極ＭＰ１（Ｎ極とＳ極の一方）及び磁極ＭＰ２（Ｎ極とＳ極の他方）が形成される。各電磁石ユニット１１０は、ヨーク１１２の先端が下部筐体１６０の底部と対向する向きに配置され、各電磁石ユニット１１０の磁極ＭＰ１及びＭＰ２により、下部筐体１６０の底部、すなわち電磁石装置１００の吸引面１０５の下側に配置される被吸引物を吸引することができる。
　電磁石ユニット１１０の上部は、比較的高い熱伝導率を有する伝熱シート１４５を介して冷却プレート１４０と熱的に接触している。冷却プレート１４０は、その内部に水冷配管１４２を備え、電磁石ユニット１１０を冷却する能力を有する。これにより、電磁石ユニット１１０の駆動時にコイル１１４で発生した熱を、冷却プレート１４０及び水冷配管１４２を通じて電磁石装置１００の外部に廃熱することができる。
　本実施形態の電磁石装置１００は、更に、電磁石ユニット１１０のヨーク１１２の先端部分（磁極ＭＰ１及びＭＰ２が形成される部分）と下部筐体１６０の底部との間に断熱層１２０を備える。断熱層１２０が存在することにより、電磁石ユニット１１０の駆動時にコイル１１４で発生した熱が電磁石装置１００の吸引面１０５に伝わりにくくすることができる。これにより、吸引面１０５を介して被吸引物が加熱されることによる不具合の発生を回避することができる。例えば、本実施形態の電磁石装置１００が有機電界発光素子の製造プロセスにおいてメタルマスクを基板に吸着させるために使用される場合、メタルマスクの熱による変形や基板への密着不良を防止することができる。
　断熱層１２０は、例えば空気層又は真空層として構成され得る。あるいは、断熱層１２０は、気体又は液体の冷媒が電磁石ユニット１１０のヨーク１１２の先端部分と下部筐体１６０の底部との間の空隙を流通するように構成されるのであってもよい。
　断熱層１２０としての冷媒をヨーク１１２の先端部分と下部筐体１６０の底部との間の空隙に流通させる構成において、電磁石ユニット１１０の駆動時に冷媒の温度、流量、又は流速を動的に変化させてもよい。一態様において、電磁石装置１００は、コイル１１４を流れる電流を計測する電流計（不図示）を更に備える。この電流計によって計測した電流値から、コイル１１４の発熱量を算出又は推定することが可能である。算出されたコイル１１４の発熱量に応じて、又は電流計により計測されたコイル１１４を流れる電流の大きさに直接応じて、冷媒の温度、流量、又は流速を調整する。例えば、コイル１１４の発熱量が大きいほど冷媒の温度を低くし、又は冷媒の流量若しくは流速を大きくすることで、電磁石ユニット１１０から電磁石装置１００の吸引面１０５への断熱効果をより高めることができる。
　また別の態様において、電磁石装置１００は、電磁石装置１００の各部の温度を計測する温度センサ（不図示）を更に備える。温度センサは、例えば、ヨーク１１２、下部筐体１６０の底部（吸引面１０５）、又は断熱層１２０としての冷媒の各温度を計測可能な位置に配置される。あるいは、温度センサは、電磁石装置１００の吸引面１０５へ吸引された物体の温度を計測することができるように配置されてもよい。温度センサによって計測された電磁石装置１００の各部の温度、又は吸引面１０５への被吸着物の温度に応じて、ヨーク１１２の先端部分と下部筐体１６０の底部との間の空隙に流通させる断熱層１２０としての冷媒の温度、流量、又は流速を調整する。例えば、下部筐体１６０の底部（吸引面１０５）の温度上昇が検知された場合に冷媒の温度を低くし、又は冷媒の流量若しくは流速を大きくすることで、電磁石ユニット１１０から電磁石装置１００の吸引面１０５への断熱効果をより高めることができる。
　更に、冷却プレート１４０の冷却能力を、上記と同様にコイル１１４の発熱量又は電磁石装置１００の各部若しくは被吸引物の温度に応じて動的に変化させてもよい。
　図２Ａ及びＢは、本発明の一実施形態に係る電磁石装置１００におけるヨーク１１２の構成を示す断面図である。本実施形態の電磁石装置１００において、各電磁石ユニット１１０のヨーク１１２は、コイル１１４が巻回されている部分１１２ｂよりも幅広に形成された先端部１１２ａを有する。ヨーク１１２の先端部１１２ａにおいて磁束がヨーク１１２を貫く断面積は、ヨーク１１２のコイル巻回部１１２ｂにおいて磁束がヨーク１１２を貫く断面積よりも大きい。ヨーク１１２の先端部１１２ａが幅広に形成されていることによって、電磁石ユニット１１０が発生する磁界を増大させることができる。
　ヨークは比透磁率が大きく磁路抵抗が小さいため、ヨーク１１２の先端部１１２ａの断面積を大きくすることにより、電磁石ユニット１１０は広範囲にわたって大きな磁束密度を発生することができ、広範囲を大きな力で吸引することができる。一方で、ヨーク１１２に巻回されるコイル１１４の断面積が大きいほどコイル１１４の発熱量を抑えることができる。コイルスペースを大きくとるため、コイル巻回部１１２ｂにおけるヨーク１１２の断面積は、磁束密度が飽和しない程度に小さくすることが好ましい。
　図３は、本発明の一実施形態に係る電磁石装置１００における下部筐体１６０の全体構成を示す上面図である。図３に示されるように、下部筐体１６０は、梁１６２によって仕切られた複数のセクタ１６４を有する。図３に例示される下部筐体１６０は、縦に４列、横に１６列に配列された合計６４個のセクタ１６４を有している。なお、セクタ１６４の縦横の配列数はこれに限られず、任意の数であってよい。前述したように、これらの各セクタ１６４内にそれぞれ電磁石ユニット１１０（図３において不図示）が配置されて、電磁石装置１００が構成される。
　図４は、本発明の一実施形態に係る電磁石装置１００が適用されることが可能な有機電界発光素子製造装置５００を示す。有機電界発光素子製造装置５００は例えば蒸着装置である。図示されるように、電磁石装置１００の吸引面１０５に処理対象の基板５０２（例えばガラス基板）が配置され、基板５０２を介してメタルマスク５０４が配置される。電磁石装置１００から発生する磁力により、メタルマスク５０４が基板５０２の表面に吸着される。蒸着ソース５０６からチャンバ５０８へ放出された蒸着原料（例えば金属又は有機材料）がメタルマスク５０４を介して基板５０２上に堆積することによって、有機電界発光素子製造プロセスが実施される。
　図５は、本発明の一実施形態に係る電磁石制御システム２００の構成図である。電磁石制御システム２００は、図１～図３を参照して説明された前述の電磁石装置１００と、電磁石装置１００の各電磁石ユニット１１０（不図示）を個別に駆動可能なコントローラ２５０とを備える。
　コントローラ２５０は、複数の電磁石ユニット１１０を複数のエリア毎に駆動する。図５の例において、複数の電磁石ユニット１１０は、図の左から右へ順に第１エリア２０１、第２エリア２０２、第３エリア２０３、第４エリア２０４、第５エリア２０５、第６エリア２０６、第７エリア２０７、及び第８エリア２０８の合計８個のエリアに分割されている。各エリア２０１～２０８に含まれる電磁石ユニット１１０の数は任意であってよく、そのため図５に電磁石ユニット１１０は明示されていない。またエリアの分割数も８に限られず任意の数であってよい。
　例えば、コントローラ２５０は、初めに第４エリア２０４及び第５エリア２０５内の電磁石ユニット１１０をオンにし、次に第３エリア２０３及び第６エリア２０６内の電磁石ユニット１１０をオンにし、次に第２エリア２０２及び第７エリア２０７内の電磁石ユニット１１０をオンにし、最後に第１エリア２０１及び第８エリア２０８内の電磁石ユニット１１０をオンにする。このように電磁石装置１００の中央に位置するエリアから周縁部に位置するエリアに向かってエリア毎に順番に電磁石ユニット１１０をオンにする（コイル１１４に電流を流す）ことによって、例えば図４に関し上述したメタルマスク５０４のような薄い被吸引物を、撓みを生じさせることなく電磁石装置１００の吸引面１０５あるいは基板５０２の表面に吸着することができる。これにより、当該薄い被吸引物と電磁石装置１００又は基板５０２との良好な密着性を確保することができる。
　また例えば、コントローラ２５０は、第１エリア２０１、第２エリア２０２、第３エリア２０３、第４エリア２０４、第５エリア２０５、第６エリア２０６、第７エリア２０７、第８エリア２０８の順に電磁石ユニット１１０をオンにしてもよい。このように電磁石装置１００の一方端に位置するエリアから他方端に位置するエリアに向かってエリア毎に順番に電磁石ユニット１１０をオンにすることによっても、上記と同様に薄い被吸引物を撓みなく電磁石装置１００又は基板５０２に吸着させることができ、良好な密着性を確保することができる。
　複数の電磁石ユニット１１０を複数のエリアに分割する方法は図５に示されるものに限られない。他の例として、図６に示されるように、複数の電磁石ユニット１１０は、図の上から下へ順に第１エリア２１１、第２エリア２１２、第３エリア２１３、第４エリア２１４、第５エリア２１５、第６エリア２１６、第７エリア２１７、及び第８エリア２１８の合計８個のエリアに分割されてもよい。図６の例において、コントローラ２５０は、例えば、初めに第４エリア２１４及び第５エリア２１５内の電磁石ユニット１１０をオンにし、次に第３エリア２１３及び第６エリア２１６内の電磁石ユニット１１０をオンにし、次に第２エリア２１２及び第７エリア２１７内の電磁石ユニット１１０をオンにし、最後に第１エリア２１１及び第８エリア２１８内の電磁石ユニット１１０をオンにする。またコントローラ２５０は、第１エリア２１１、第２エリア２１２、第３エリア２１３、第４エリア２１４、第５エリア２１５、第６エリア２１６、第７エリア２１７、第８エリア２１８の順に電磁石ユニット１１０をオンにしてもよい。
　更に別の例として、図７に示されるように、複数の電磁石ユニット１１０は、電磁石装置１００の中央に位置する第１エリア２２１、第１エリア２２１を内包するようにその周囲を取り囲む第２エリア２２２、第２エリア２２２を内包するように更にその周囲を取り囲む第３エリア２２３、第３エリア２２３を内包するように更にその周囲を取り囲む第４エリア２２４、及び第４エリア２２４を内包するように更にその周囲を取り囲む最外周に位置する第５エリア２２５の合計５個のエリアに分割されるのであってもよい。図７の例において、例えば、コントローラ２５０は、内側（中央）に位置するエリアから外側（周縁部）に位置するエリアに向かって順番に、即ち、第１エリア２２１、第２エリア２２２、第３エリア２２３、第４エリア２２４、第５エリア２２５の順に、電磁石ユニット１１０をオンにする。これにより、図５及び図６の場合と同様に、メタルマスク５０４のような薄い被吸引物と電磁石装置１００又は基板５０２との良好な密着性を確保することができる。
　図８は、各エリア内の電磁石ユニット１１０のコイル１１４に流す電流の時間的関係の一例を示す図である。以下、前述した図５のエリア配置を例に説明する。図８に示されるように、時刻Ｔ１０において、第４エリア２０４及び第５エリア２０５内の電磁石ユニット１１０のコイル１１４に電流Ｉ１が供給され始める。電流Ｉ１は、電流値ゼロから徐々に増加し時刻Ｔ１１において所定の最大値に達するように制御される。また第３エリア２０３及び第６エリア２０６内の電磁石ユニット１１０のコイル１１４には、時刻Ｔ１０と時刻Ｔ１１の間の時刻Ｔ２０（即ち、第４エリア２０４及び第５エリア２０５内の電磁石ユニット１１０のコイル１１４に電流Ｉ１が供給され始めてから最大値に達するまでの時刻）において、電流Ｉ２が供給され始める。電流Ｉ２は、電流Ｉ１と同様に、電流値ゼロから徐々に増加し時刻Ｔ２１において所定の最大値に達するように制御される。同様に、第２エリア２０２及び第７エリア２０７内の電磁石ユニット１１０のコイル１１４には、時刻Ｔ２０と時刻Ｔ２１の間の時刻Ｔ３０において電流Ｉ３が供給され始め、電流Ｉ３は、電流値ゼロから徐々に増加し時刻Ｔ３１において所定の最大値に達するように制御される。また第１エリア２０１及び第８エリア２０８内の電磁石ユニット１１０のコイル１１４には、時刻Ｔ３０と時刻Ｔ３１の間の時刻Ｔ４０において電流Ｉ４が供給され始め、電流Ｉ４は、電流値ゼロから徐々に増加し時刻Ｔ４１において所定の最大値に達するように制御される。このように、あるエリア（例えば第４エリア２０４及び第５エリア２０５）に属する電磁石ユニット１１０のコイル１１４に電流が供給され始めてから所定値に達するまでの間に、当該エリアに隣接するエリア（例えば第３エリア２０３及び第６エリア２０６）に属する電磁石ユニット１１０のコイル１１４への電流供給を開始することによって、薄い被吸着物の吸着時における撓みの発生をより効果的に抑制することができ、被吸着物の密着性を一層向上させることができる。
　以上、いくつかの例に基づいて本発明の実施形態について説明してきたが、上記した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明には、その均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
１００　電磁石装置
１０５　吸引面
１１０　電磁石ユニット
１１２　ヨーク
１１４　コイル
１１６　樹脂モールド材
１２０　断熱層
１４０　冷却プレート
１４２　水冷配管
１４５　伝熱シート
１５０　上部筐体
１６０　下部筐体
１６２　梁
１６４　セクタ
２００　電磁石制御システム
２０１～２２５　エリア
２５０　コントローラ
５００　有機電界発光素子製造装置
５０２　基板
５０４　メタルマスク
５０６　蒸着ソース
５０８　チャンバ
ＭＰ１、ＭＰ２　磁極

Claims (17)

  1. 　ヨークと、
    　前記ヨークに巻回されたコイルと、
    　前記ヨーク及び前記コイルを収容する筐体であって、磁力により対象物が吸着される吸着面を有する筐体と、
    　前記ヨークの先端部と前記筐体の前記吸着面側の内面との間に配置された断熱層と、
    　を備える電磁石装置。
  2. 　前記断熱層は空気層又は真空層である、請求項１に記載の電磁石装置。
  3. 　前記断熱層は冷媒が流通するように構成された層である、請求項１に記載の電磁石装置。
  4. 　前記コイルの発熱量に応じて前記冷媒の流通が制御される、請求項３に記載の電磁石装置。
  5. 　前記コイルを流れる電流を計測する電流計を更に備え、前記電流計による計測値に基づいて前記コイルの発熱量を算出するように構成される、請求項４に記載の電磁石装置。
  6. 　前記ヨーク、前記筐体、前記対象物、又は前記冷媒のうちの少なくとも１つの温度を計測する少なくとも１つの温度センサを更に備え、前記少なくとも１つの温度センサによって計測された温度に応じて前記冷媒の流通が制御される、請求項３に記載の電磁石装置。
  7. 　前記ヨークの前記先端部とは異なる部分に熱的に接触するように配置された冷却部品を更に備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の電磁石装置。
  8. 　前記コイルの発熱量に応じて前記冷却部品の冷却能力が制御される、請求項７に記載の電磁石装置。
  9. 　前記ヨークと前記冷却部品との間に介挿された伝熱部材を更に備える、請求項７又は８に記載の電磁石装置。
  10. 　ヨークと、
    　前記ヨークに巻回されたコイルと、
    　を備える電磁石装置であって、
    　前記ヨークは、前記コイルが巻回されている部分よりも幅広に形成された先端部を有する、電磁石装置。
  11. 　前記ヨークの前記コイルが巻回されている部分における磁束密度が飽和磁束密度よりも小さくなるように前記コイルを流れる電流が調整される、請求項１０に記載の電磁石装置。
  12. 　ヨーク及び前記ヨークに巻回されたコイルを備える複数の電磁石ユニットが配列して構成された電磁石装置の駆動方法であって、
    　前記複数の電磁石ユニットを複数のエリアに分け、中央に位置するエリアから周縁部に位置するエリアに向かってエリア毎に順番に前記電磁石ユニットをオンにする、
    　電磁石装置の駆動方法。
  13. 　ヨーク及び前記ヨークに巻回されたコイルを備える複数の電磁石ユニットが配列して構成された電磁石装置の駆動方法であって、
    　前記複数の電磁石ユニットを複数のエリアに分け、一方端に位置するエリアから他方端に位置するエリアに向かってエリア毎に順番に前記電磁石ユニットをオンにする、
    　電磁石装置の駆動方法。
  14. 　各エリアの前記電磁石ユニットの前記コイルにゼロから所定値まで時間的に徐々に増加する電流を供給することによって各電磁石ユニットをオンにする、請求項１２又は１３に記載の電磁石装置の駆動方法。
  15. 　第１エリアに属する前記電磁石ユニットの前記コイルに電流が供給され始めてから前記所定値に達するまでの間に、前記第１エリアに隣接する第２エリアに属する前記電磁石ユニットの前記コイルへの電流供給が開始される、請求項１４に記載の電磁石装置の駆動方法。
  16. 　ヨーク及び前記ヨークに巻回されたコイルを備える複数の電磁石ユニットのアレイと、
    　前記複数の電磁石ユニットを複数のエリア毎に駆動するコントローラであって、中央に位置するエリアから周縁部に位置するエリアに向かって順番に前記電磁石ユニットをオンにするコントローラと、
    　を備える電磁石制御システム。
  17. 　ヨーク及び前記ヨークに巻回されたコイルを備える複数の電磁石ユニットのアレイと、
    　前記複数の電磁石ユニットを複数のエリア毎に駆動するコントローラであって、一方端に位置するエリアから他方端に位置するエリアに向かって順番に前記電磁石ユニットをオンにするコントローラと、
    　を備える電磁石制御システム。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009071972A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Nissan Motor Co Ltd 回転電機の冷却構造
JP2011195907A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Tokyo Electron Ltd マスク保持装置及び薄膜形成装置
WO2019038812A1 (ja) * 2017-08-21 2019-02-28 堺ディスプレイプロダクト株式会社 蒸着装置、蒸着方法及び有機ｅｌ表示装置の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002105622A (ja) 2000-10-04 2002-04-10 Sony Corp 蒸着用治具及び蒸着方法
KR20100026655A (ko) 2008-09-01 2010-03-10 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 증착용 마스크 및 이를 이용한 유기전계발광 소자의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009071972A (ja) * 2007-09-13 2009-04-02 Nissan Motor Co Ltd 回転電機の冷却構造
JP2011195907A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Tokyo Electron Ltd マスク保持装置及び薄膜形成装置
WO2019038812A1 (ja) * 2017-08-21 2019-02-28 堺ディスプレイプロダクト株式会社 蒸着装置、蒸着方法及び有機ｅｌ表示装置の製造方法

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