CN101010147A - 涂布膜用干燥炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对玻璃基板上的涂布膜进行干燥的干燥炉，其中对涂布膜进行加热和干燥，同时玻璃基板(6)的下侧由恒定移动的输送装置(10，18)进行支承，以解决在长期支承后使玻璃基板的下侧会有支承的痕迹而引起玻璃基板的质量下降的问题。采用这种构造，销(11，12，21)的痕迹几乎不会留在玻璃基板上。

Description

涂布膜用干燥炉

技术领域

本发明涉及一种用于基板上的涂布膜的干燥炉，其中所述基板是用于液晶显示器的玻璃基板或者用于半导体晶片的基板或者类似基板，并且所述基板的表面设有涂布膜。

背景技术

近年来，在制造液晶显示器时，为了使规模扩大、制造大尺寸以及减小厚度，已使用较薄且较大的玻璃基板作为基板。另外，已经开始采用一种通过喷墨印刷机将用作涂布膜的定向膜施加到玻璃基板上的方法。

然而，在涂布膜的干燥中，当玻璃基板在涂布膜的干燥期间始终由固定销支承在固定位置处时，玻璃基板和固定销的邻接周边之间的温度差会引起涂布膜的干燥不均匀并出现销的痕迹，从而导致质量问题。

为了防止这种不均匀的干燥以及销痕迹，(专利文件1)已提出一种干燥炉，所述干燥炉对玻璃基板下表面进行干燥，其中所述玻璃基板由固定销和在固定销附近上下移动的提升销(lift pin)交替进行支承。

专利文件1：日本第10-76211A号

虽然在这种结构中实现了对玻璃基板的下表面进行干燥，其中所述玻璃基板在不同位置由固定销和提升销交替进行支承，但是仅仅在两个点处对下表面交替支承，而与所涂液体在干燥炉内的干燥时间无关。因此，人们担心固定销和提升销都会留下痕迹。

本发明提供了一种涂布膜用干燥炉，通过所述干燥炉使支承销在干燥期间在玻璃基板上留下痕迹的可能性极小。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一种涂布膜用干燥炉具有用于基板的运送口，所述运送口在炉的侧面形成；加热装置，所述加热装置对基板上的涂布膜进行加热和干燥；以及输送装置，所述输送装置紧靠基板的下表面，并且在对涂布膜进行加热和干燥期间使靠着基板的邻接位置移动。

采用了这种构造，在干燥期间，以变化的靠着基板下表面的邻接点引导加热和干燥。另外，热板加热器按照热板加热器、基板和热板加热器的顺序依次布置，使得基板夹在热板加热器之间。基板的运送口和输送装置被设置在上部与下部热板加热器之间，所述输送装置紧靠基板的下表面，并且在对涂布膜进行加热和干燥期间使靠着基板的邻接位置移动。

采用这种构造，基板被上部及下部热板加热器均匀加热和干燥，在初始干燥期间通过缓慢地增加温度促进涂布膜的均涂效果(leveling effct)，并随后将充分的热量施加到涂布膜上以使涂布膜干燥。通过在基板的上方和下方设置多个热板加热器，较少的热源即可以获得所述加热操作。另外，在干燥期间，可以由变化的靠着基板下表面的邻接点引导加热和干燥。

所述输送装置具有支承销和移动销，其中所述支承销对从运送口所运入的基板的下表面进行支承，所述移动销通过驱动装置从与支承销相比较低的位置处到较高的位置处进行垂直移动，并且还进行水平移动。支承销或者移动销与基板的下表面之间的邻接位置始终变化，从而不会留下销的痕迹。

此外，所述输送装置由多个旋转体和销组成，其中所述销径向突出于旋转体并紧靠着基板的下表面，当旋转体旋转时，销的间隔被布置成使销总是紧靠基板的下表面。因此，靠着基板下表面的邻接位置总是在改变，并且玻璃基板可以水平移动。结果，热板加热器的热量可以更均匀的进行传送，而不会留下销的痕迹。

在本发明的所述涂布膜用干燥炉中，由于靠着基板下表面的邻接位置在干燥期间总是改变，所以不会象传统技术中那样出现支承销的痕迹，可以防止质量缺陷。另外，由于通过使用上部及下部热板加热器作为加热装置可以获得均匀加热，所以可以防止不均匀干燥，并且可以确保进行涂布膜的均涂和干燥，从而防止出现滴落。

附图说明

图1是说明实施例1的涂布膜用干燥炉的示意图；

图2是图1的A部分放大图；

图3是图2的横截面图；

图4是说明图2的垂直膨胀及收缩机构的操作状态的说明图；

图5(a)是说明运入时固定销支撑基板的状态的图式；

图5(b)是说明移动销上移的状态的图式；

图5(c)是说明移动销水平移动的状态的图式；

图5(d)是说明移动销下移且固定销支撑基板的状态的图式；

图5(e)是说明移动销变为等待状态的状态的图式；

图6是说明实施例2的涂布膜用干燥炉的示意图；

图7是图6的B部分放大图；

图8是图7的前视图；

图9(a)是说明运入基板时的状态的图式；以及

图9(b)是移动玻璃基板的状态的图式。

[参考符号的说明]

1         涂布膜用干燥炉

2         热板加热器(加热装置)

3         干燥室

6         玻璃基板

10，18    输送装置

11        支承销

12        移动销

20        旋转体

21        销

具体实施方式

下面参照图1至图5说明本发明的实施例1。

图1是实施例1所述的涂布膜用干燥炉的示意图。图2是图1的A部分放大图。图3是图2的横截面图。图4是说明图2的垂直膨胀及收缩机构的操作状态的说明图。图5(a)是说明运入时固定销支撑基板的状态的图式，图5(b)是说明移动销上移的状态的图式，图5(c)是说明移动销水平移动的状态的图式，图5(d)是说明移动销下移且固定销支撑基板的状态的图式，图5(e)是说明移动销变为等待状态的状态的图式。

在所述图式中，涂布膜用干燥炉1依次具有热板加热器2、干燥室3，热板加热器2、干燥室3从底部向上形成五段式干燥室3，3，...。干燥室3的侧面设有运送口4，上表面通过铰链(图中未示出)设有运送门5。

热板加热器2代表一种形式的加热装置，除了最上面一段和最下面一段外，热板加热器2在上表面和下表面上具有板式电热器(图中未示出)。最上面一段的热板加热器2在下表面上具有板式电热器(图中未示出)，且最下面一段的热板加热器2在上表面上具有板式电热器。每个板式电热器的热值相同。然而，当干燥室3的上部及下部中心附近难于获得一致的温度时，需要调节上部及下部电热器的热值并设定一致的温度。

玻璃基板6由运送自动装置7运入及运出干燥室3，其中运送自动装置7接收未示出的前面步骤传送来的玻璃基板6。运送自动装置7上下移动到每个干燥室3的运送口4，并且具有从运送口4延伸到干燥室3内的臂部8。玻璃基板6被安装在臂部8上并被运入干燥室3。

玻璃基板6为矩形，用喷墨印刷机(图中未示出)将涂布膜9印刷到关于朝上的上表面6a的表面上，其中涂布膜9是通过用溶剂稀释聚酰亚胺而具有非常低的粘性的定向膜。

除了设置在最上面一段的热板加热器2外，输送装置10布置在热板加热器2的上表面上。换句话讲，输送装置10设置在干燥室3的底面上。

输送装置10具有支承销11和移动销12，其中所述支承销紧靠并支承通过运送口4运入的玻璃基板6的下表面。移动销12连接在垂直式气缸13上，所述垂直式气缸是使移动销12的顶部12a垂直(在Z轴方向上)移动以低于或者高于支承销11的顶部11a的垂直膨胀及收缩机构。垂直式气缸13还连接在水平式气缸14上，所述水平式气缸是水平移动的水平膨胀及收缩机构。

垂直式气缸13具有上下移动的活塞13b、以及从壳体13a中的活塞13b向上伸出的杆件13c。用于对活塞13b施加压力并向上推动活塞13b的腔室13d设置在活塞13b的下方。辊子13e连接到垂直式气缸13的底部以水平移动，且垂直式气缸13要在热板加热器2的上表面上滚动。

水平式气缸14具有在壳体14a内从一边向另一边移动的活塞14b、以及从活塞14b伸出的杆件14c(如图3所示)。杆件14c的顶部被垂直式气缸13的壳体13a和螺钉(图中未示出)所固定。腔室14d、14e被限定在壳体14a内，其中将压缩空气供应到各所述腔室中，使活塞14b移动到上死点处(活塞移动到图3中右侧的状态)以及下死点处(活塞移动到图3中左侧的状态)。活塞14b受到弹簧14f的动力作用，使活塞14b通常位于下死点侧。

此外，向腔室13c供应空气的腔室14g与腔室14e相邻。腔室14g用螺钉14i拧到杯状隔离件14h的周边上且通过拧入壳体14a中进行固定。

腔室14d、14e、14g通过设置在热板加热器2中的互连件15a、15b、15c及转换阀16a、16b、16c连接到空气供应泵P。

腔室13d、14g通过与挠性管17的开口17a、17b的连接而彼此相连。垂直式气缸13、水平式气缸14、转换阀16a，16b，16c以及供应泵P形成了移动销12的驱动装置。

这种输送装置10具有一对支承销11和移动销12，且9对被布置成在四个拐角附近和中间位置处紧靠着玻璃基板6。当支承销11或者移动销12保持紧靠玻璃基板6时，玻璃基板6保持水平。

支承销11的高度被设定成略低于干燥室3的从顶部到底部的尺寸的中心，其中所述干燥室由上部及下部热板加热器2形成。目的是确保使移动销12邻接及保持的高度与使支承销11邻接及保持的高度的差异不是很大。原因在于上述设置不能阻止运送自动装置7的臂部8移动，以及玻璃基板6在干燥室加热期间的高度的巨大变化无法获得一致的加热温度，从而导致了问题的出现。

下面描述运送自动装置7和支承销11之间的关系。

当到达使玻璃基板6从运送口4完全移入干燥室3内的进入位置时，运送自动装置7的臂部8停止。接下来，臂部8向下移动，将玻璃基板6安放到支承销11上，并且移动到更低的位置处。当到达所述更低的位置处时，臂部8移动到撤离位置，其中臂部8在所述撤离位置处完全从运送口4撤离。

在臂部8的移动顺序中，支承销11紧靠玻璃基板6的下表面，并且使玻璃基板6在干燥室3的高度方向上保持在中心附近。

垂直式气缸13使移动销12移动以从与支承销11的高度相比较高的位置处移动到较低的位置处。移动销12的顶部12a与支承销11的顶部11a之间的位置关系L为2.5mm，或者使移动销的撤离处和操作处相隔更远。需要位置关系L为3mm或相隔更远。这是因为要使玻璃基板6上的涂布膜9在干燥期间不会受到销的热量影响。

此外，支承销11和移动销12以规则间隔紧靠着玻璃基板6的底部。为了防止支承销11紧靠玻璃基板6的邻接点与移动销12紧靠玻璃基板6的邻接点相重叠，支承销11被调节成在玻璃基板6的移动方向上不会与移动销12重叠，并且移动销12也被调节成在玻璃基板6的移动方向上不会与移动销12重叠。

为了使支承销11和移动销12较小可能地受到热效应，支承销11和移动销12由具有低热传导率和比热的耐热树脂(例如，PEEK(聚醚醚酮)的热传导率为0.25W/m·K，比热为0.32Kcal/g·℃)制成，从而减少对玻璃基板6的热效应。

支承销11或移动销12与玻璃基板6之间的邻接关系优选要尽可能小，但是一般优选销顶部的角度约为30度，且顶部的半径根据机械强度为0.5mm。

接下来，描述干燥期间涂布膜的操作。

将玻璃基板6运入干燥室3并关闭运送门5(图5(a)中所说明的状态)。热板加热器2始终被供以能量并将温度控制成恒定。

通过上述操作使转换阀16a进行操作，使得将空气供应到腔室14g，并且空气从挠性管17供应到腔室13d内以使活塞13b上移。

活塞13b的上升使连接到所述活塞的移动销12上升，玻璃基板6的底部从紧靠支承销11变为紧靠移动销12(图5(b)中所说明的状态)。移动销12的移动距离一直到使玻璃基板6从支承销11的顶部11a向上移动3mm以上的位置。

转换阀16b通过紧靠移动销12的玻璃基板6打开，将空气供应到水平式气缸14的腔室14e以使活塞14b移动(活塞14b在图5(c)中移动到右侧的状态)。

当移动销12完成垂直移动和水平移动时，转换阀16a关闭以完成对垂直式气缸13的空气供应，并且腔室13d、14g内的空气通过转换阀16a向外释放和逸散。接下来，移动销12由于玻璃基板6的重量下移(图5(d)中所说明的状态)。

在下移期间，玻璃基板6被传送到支承销11上。此时，由于玻璃基板6移动，所以支承销11与玻璃基板6之间的邻接位置不同于上述的邻接位置。

转换阀16b进行转换以完成至水平式气缸14的腔室14e内的空气供应，并且转换阀16c转换成向腔室14d供应空气。接下来，活塞14b由于弹簧14f和气压移动到下死点处，移动销12回到原来的位置(图5(e)中所说明的状态)。

将转换阀16a、16b、16c用于空气供应的原因在于，当没有向每个腔室13d、14d、14e、14g内供应空气时，每个腔室13d、14d、14e、14g内的空气被释放出来且处于确定位置处。

这种操作顺序被设定为一个循环，在干燥期间多次重复所述循环。移动销12的移动速度越快，销的痕迹出现的越少，根据涂布膜的厚度大约需4到8秒完成所述循环。

重复所述循环之后，玻璃基板6水平移动并使靠着销11、12的邻接位置移动。因此，可能需要更大的干燥室3。在重复进行几次所述循环后，可以依次进行相反的循环(图5(e)→图5(d)→图5(c)→图5(b)→图5(a))，以使邻接位置逐渐返回到原来位置。

此外，为了不具有相同的邻接点，移动销12不仅在水平的X轴方向上移动，而且还在Y轴方向上垂直于水平式气缸14移动。在这种情形下，移动销12不会移动到相同的邻接点，从而使销的痕迹出现的可能性较小。

这种返回可以实现干燥室3的小型化。

从开始进行干燥起，随着时间的过去，输送装置10停止运转，运送门5打开以将运送自动装置7的臂部8运入干燥室3内，并且用臂部8从干燥室3中运出玻璃基板6。

因此，在干燥室3的加热期间，两个均支承玻璃基板6的下表面的支承销11或移动销12与玻璃基板6的底部之间的邻接点始终移动，并且销的痕迹较小可能地出现在玻璃基板上，从而显著改善了质量缺陷。

另外，由于一对热板加热器2使干燥室3内的空气均匀变热并对玻璃基板6进行加热，所以可以使涂布膜均匀干燥。此外，当运入玻璃基板6时，玻璃基板6的温度在初始干燥期间并不是迅速上升而是缓慢地上升，降低了所施加的涂布膜的粘性，促进了均涂效果，从而提高了涂布膜的均匀性。

另外，在初始干燥中的涂布膜的均涂完成之后，从上部及下部热板加热器2可以充分地供应热量。因此，可以迅速完成干燥，并且可以获得使涂布膜的周边不会出现滴落现象的干燥。

在实施例1中，运送口4被用作玻璃基板6的入口和出口，但是可以设置相对的运送口，使得一个端口作为入口而另一个端口作为出口。

此外，输送装置10的材料和尺寸并不限于前述的材料和尺寸。而且，尽管使用气缸作为输送装置10，但是也可以使用任何装置，只要该装置通过膨胀及收缩装置(例如液缸和电螺线管)使移动销沿着X轴、Y轴或者Z轴移动即可。另外，驱动工具不限于空气，也可以使用电力或者流体。

接下来描述实施例2。实施例2与实施例1的不同点是输送装置18的结构。图6是说明实施例2的涂布膜用干燥炉的示意图。图7是图6的B部分的放大图。图8是图7的前视图。图9(a)是说明运入基板的状态的图式，图9(b)是说明移动玻璃基板的状态的图式。

输送装置18被设置在除布置在最上面一段的热板加热器2之外的每个热板加热器2的上表面上。在输送装置18中，多个(在图6中的交叉方向上为3列)圆盘形旋转体20a、20b、20c(共同用“20”表示)连接到轴19上。紧靠玻璃基板6的销21在旋转体20的周边上相对旋转体20径向布置。销21被设置成使任何一个销始终紧靠玻璃基板6的底部。轴19和旋转体20被设定为一对，并且在长度方向上设置三对(在图6中从前到后)。

旋转体20和销21由耐热树脂(例如，具有0.25W/m·K的热传导率和0.32Kcal/g·℃的比热的PEEK(聚醚醚酮))制成，所述耐热树脂是一种难以对玻璃基板6施加热效应的材料。销21和玻璃基板6之间的接触部分优选要尽可能小，但是通常优选顶部形状具有30度的角度且根据机械强度具有0.5mm的半径。此外，销21的数量越多越好，但销21优选以3到5mm的间距进行布置，且移动距离优选大约为30mm。移动速度根据膜的厚度来确定，但是所述移动速度优选为移动30mm需要约30到60秒。因此，旋转体20优选在向前和相反的方向上旋转。

在每个输送装置18中，轴19从干燥室3伸出到用于涂布膜的干燥炉1的外面、连接到连接体22上、且与齿轮电动机23同步，以使每个热板加热器2的输送装置18旋转。每个轴19连接到用于涂布膜的干燥炉1外面的连接体22上，但是也可以连接到所述干燥炉里面。

接下来，将说明干燥期间对涂布膜的操作。

玻璃基板6在干燥室3中的运送与实施例1所述相同。当将玻璃基板6运入干燥室3中时，旋转体20的销21紧靠着玻璃基板6的下表面(图9(a)中所说明的状态)。接下来，关闭运送门5。要提及的是始终对热板加热器2供以能量，并将温度控制成恒定。

经过上述操作，齿轮电动机23开始向前旋转并使玻璃基板6移动(在图9(b)中所说明的状态下，其中向右的移动被称作“向前旋转”)。玻璃基板6通过前述运动移动了大约30mm，接下来齿轮电动机23换向并反方向旋转。玻璃基板6通过所述运动朝着原始位置移动。在玻璃基板6再次移动大约30mm之后，齿轮电动机23向前旋转。按这个顺序重复进行。

当干燥时间过去之后，输送装置10停止操作，运送门5打开以将运送自动装置7的臂部8放入干燥室3内，并且用臂部8将玻璃基板6从干燥室3中运出。

因此，在干燥室3的加热期间，接收玻璃基板6的下表面的销21与玻璃基板6的底部始终移动，销的痕迹变得较小可能地出现在涂布膜上，并且质量缺陷得到了显著改善。

此外，由于所述对热板加热器2使干燥室3内的空气均匀变热并对玻璃基板6进行加热，因此可以均匀地干燥涂布膜。另外，当运入玻璃基板6时，玻璃基板6的温度在初始干燥期间并非迅速升高而是缓慢升高，降低了所施加的涂布膜的粘性，促进了均涂效果，从而提高了涂布膜的均匀性。

另外，由于玻璃基板6水平移动，所以难以发生涂布膜的滴落情况。此外，由于玻璃基板6不会上下移动，所以上部及下部热板加热器2所产生的热量易于被均匀传送到涂布膜上，结果，因玻璃基板6的移动而产生的不均匀干燥很少发生。

此外，由于在对涂布膜进行初始干燥期间在均涂之后，上部及下部热板加热器2可以充分地供应热量，所以可以迅速完成干燥，并且可以实现使涂布膜周边不出现滴落现象的干燥。

输送装置18的轴19由共用的齿轮电动机23进行驱动，但是也可以由各自的齿轮电动机23进行驱动。

另外，实施例2中的旋转体20和销21的材料不限于所披露的材料，而可以使用任何具有耐热性的材料。

Claims (9)

1.一种涂布膜用干燥炉，所述干燥炉对上表面设有涂布膜的基板进行加热并使所述涂布膜干燥，所述干燥炉包括：

形成于侧面上的所述基板的运送口；

对所述基板的涂布膜进行加热和干燥的加热装置；以及

输送装置，所述输送装置紧靠所述基板的下表面，在对所述涂布膜进行加热和干燥期间使靠着所述基板的邻接位置移动。

2.根据权利要求1所述的涂布膜用干燥炉，其中所述加热装置为一对将所述基板夹在中间的上部及下部热板加热器。

3.一种涂布膜用干燥炉，所述干燥炉对上表面设有涂布膜的基板进行加热并使所述涂布膜干燥，其中：

热板加热器按照热板加热器、基板和热板加热器的顺序依次布置，使得所述基板被所述热板加热器夹在中间，以及

所述基板的运送口和输送装置被设置在上部与下部热板加热器之间，所述输送装置紧靠着玻璃基板的下表面，并且在对所述涂布膜进行加热和干燥时使靠着所述基板的邻接位置移动。

4.根据权利要求1所述的涂布膜用干燥炉，其中所述输送装置由支承销和移动销组成，其中所述支承销对从所述运送口运入的所述基板的下表面进行支承，所述移动销通过驱动装置从与所述支承销相比较低的位置处到较高的位置处进行垂直移动并水平移动。

5.根据权利要求2所述的涂布膜用干燥炉，其中所述输送装置由支承销和移动销组成，其中所述支承销对从所述运送口运入的所述基板的下表面进行支承，所述移动销通过驱动装置从与所述支承销相比较低的位置处到较高的位置处进行垂直移动并水平移动。

6.根据权利要求3所述的涂布膜用干燥炉，其中所述输送装置由支承销和移动销组成，其中所述支承销对从所述运送口运入的所述基板的下表面进行支承，所述移动销通过驱动装置从与所述支承销相比较低的位置处到较高的位置处进行垂直移动并水平移动。

7.根据权利要求1所述的涂布膜用干燥炉，其中所述输送装置由多个旋转体和销组成，所述销径向突出于所述旋转体并紧靠着所述基板的下表面，以及

当所述旋转体旋转时，所述销的间隔被布置成使所述销总是紧靠所述基板的下表面。

8.根据权利要求2所述的涂布膜用干燥炉，其中所述输送装置由多个旋转体和销组成，所述销径向突出于所述旋转体并紧靠着所述基板的下表面，以及

当所述旋转体旋转时，所述销的间隔被布置成使所述销总是紧靠所述基板的下表面。

9.根据权利要求3所述的涂布膜用干燥炉，其中所述输送装置由多个旋转体和销组成，所述销径向突出于所述旋转体并紧靠着所述基板的下表面，以及

当所述旋转体旋转时，所述销的间隔被布置成使所述销总是紧靠所述基板的下表面。

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