CN1745332A - 加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加热装置。该加热装置(101)具有对被加热基板(10)进行辐射加热的加热板(2)、升降销(5)和接近销(11),该升降销(5)可升降地配置于形成在上述加热板的贯通孔(6)中,上述接近销(11)固定在上述加热板上,在加热上述被加热基板时保持上述被加热基板,使其与上述加热板之间具有间隔,在上述加热板的上述接近销的周围或上述贯通孔的周围备有降低辐射热的减热部(13、7)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于加热被加热基板的加热装置,所述被加热基板是由以接近销或升降销为代表的基板支承销所保持的,本发明特别涉及下述加热装置,即,在与液晶定向膜用聚酰亚胺印刷装置一同使用的情况等时,使通过涂敷或印刷而供给到上述被加热基板上的膜原料溶液干燥,从而形成薄膜的薄膜形成用的加热装置。
背景技术
以往,作为该种加热装置存在各种结构,例如,存在具有图27所示的结构的加热装置501。如图27所示,加热装置501具有加热板502、各升降销505和各接近销511。所述加热板502用于加热被加热基板510。所述升降销505上下可动地配置于形成在加热板502上的各贯通孔506中,并且支承被加热基板510使其升降。所述接近销511固定于加热板502的表面,在加热被加热基板510时,保持被加热基板510而使其与加热板502之间具有规定距离。
在这样结构的加热装置501中,若通过未图示的输送装置将由前一工序处理过的被加热基板510输入到加热装置501中,则可由处于上升状态的各升降销505(图27中虚线所示的状态)保持被加热基板510,在该保持状态下,以使各升降销505下降而由各接近销511来保持被加热基板510的方式,进行被加热基板510的交接,同时,由加热板502进行被加热基板510的加热处理(图27中实线所示的状态)。若规定时间的加热处理完成,则通过使各升降销505沿各贯通孔506上升,从而进行被加热基板510的从各接近销511向各升降销505的交接,由上述输送装置工作,将被加热基板505从加热装置501输出(例如参照特开2001-44117号公报)。
在采用这样结构的加热装置501而使涂敷于被加热基板510上的膜原料溶液、例如定向膜墨水或保护膜墨水等干燥的情况下,会存在下述的问题。即,在各升降销505和各接近销511等的基板支承销与被加热基板510接触的部位,会产生环状的干燥不均的问题。
具体地说,在由加热板502来赋予辐射热而处于被加热状态的被加热基板510上,由于与各升降销505和各接近销511的接触而产生热传导,从而产生局部的高温化,在被加热基板510的表面上产生大致圆形的高温部分,进而在被加热基板510上产生温度的不均。
另外,即使是由通过各贯通孔506的高温的上升气流所产生的局部的高温化,也会在被加热基板510的表面上产生大致圆形的高温部分,所述贯通孔506是用于使各升降销505上下移动而设置的。即,电加热板502的表面和被加热基板510的图示下表面,通常是在保持着0.1~5mm左右的间隔的状态下进行加热的,但是,由于存在用于使各升降销505上下移动的贯通孔506,从而在各贯通孔506的极近距离处配置有被加热基板510,从而呈筒状上升的气流就以该形态与被加热基板510的图示下表面接触,进而使被加热基板510上产生严重的温度不均。
在使供给到这样的被加热基板510上的墨水等液体干燥的情况下,若被加热基板510的表面温度在被加热基板510上的各点处并不均匀,就无法均匀地干燥上述被供给的液体,会产生干燥快和干燥慢的部分。其结果是,在干燥快和干燥慢的部分中,在由干燥后形成的固态物所得到的膜上,产生膜厚差。而其原因可能在于:被加热基板510上的液体从先干燥的部分向干燥慢的部分移动或向相反方向移动。
因此,为了防止干燥不均的产生,必须保持干燥过程中的被加热基板510的表面温度的恒定。为了保持被加热基板510的表面温度的恒定,有下述的方法、即、在各升降销505和接近销511的顶部安装由热传导率小的塑料材料构成的尖端物,从而使得由升降销505和接近销511与被加热基板510之间的接触传热所产生的热难于传递到被加热基板上(例如参照实开平6-2677号公报)。
近年来,用这样的液晶定向膜用聚酰亚胺印刷装置来印刷聚酰亚胺(作为上述膜原料溶液的一个例子),并用使用了上述基板支承销的加热装置来对被加热基板进行干燥,而采用上述被加热基板所制造的液晶显示装置(所谓的液晶面板)具有日益大型化的趋向。随着该液晶面板的大型化,相对于大型化的上述被加热基板,要实现加热干燥处理时的温度分布的均匀性变得很困难。事实上,即使是采用由该加热装置干燥的被加热基板而制成的液晶面板,若对其进行照明的话,可以辨认出很微小的干燥不均。
另外,不仅要求上述液晶面板的大型化,同样也追求其高性能化,因此,如何消除过去存在的问题那样的微小的干燥不均匀就成为了课题。
的确,在升降销505和接近销511的前端上配置热传导率小的塑料材料所产生的效果是十分明显的,但是,却可辨认出上述微小的干燥不均匀,因此作为对策,上述措施则不能说是十分完备的。
而且,即使在采用这样的加热装置的结构时,对于从加热板的贯通孔上升的高温的上升气流来说仍是无能为力的,从而成为产生干燥不均匀的主要原因。
发明内容
因此,为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种加热装置。该加热装置具有:加热板,其通过附加辐射热对被加热基板进行加热;基板支承销,其设置于上述加热板上、在加热上述被加热基板期间保持上述被加热基板,使其与上述加热板之间具有间隔;其中,该加热装置可以对由上述基板支承销所保持的上述被加热基板进行均匀的加热。
为了达到上述目的,本发明是如下构成的。
根据本发明的第一方案,提供一种加热装置,具有:加热板,其通过附加辐射热对被加热基板进行加热;基板支承销,其设置于上述加热板上、在加热上述被加热基板期间保持上述被加热基板,使其与上述加热板之间具有间隔;其中,在上述加热板的上述基板支承销的周围,备有使从该周围向上述被加热基板辐射的热量降低的减热部;
通过上述减热部使从上述周围附加到上述被加热基板(即,在上述被加热基板上的与上述周围相对的部分)的辐射热量降低,抑制随着从上述加热板向上述被加热基板的热量附加而引起的该被加热基板的温度上升,上述热量附加是利用通过上述基板支承销的接触传热来进行的。
另外,上述加热板,也可以通过辐射以及对流将热附加到上述被加热基板上,即、也可以附加辐射热等(辐射热和对流热)。在此情况下,以抑制随着由上述接触传热而从上述加热板向上述被加热基板的热量附加所引起的该被加热基板的温度上升的方式,由上述减热部降低从上述周围附加到上述被加热基板上的辐射热量和对流热量。
根据本发明的第二方案,提供第一方案所记载的加热装置,上述基板支承销为接近销,其固定于上述加热板上,在加热上述被加热基板期间保持该被加热基板,使其与上述加热板之间具有间隔。
根据本发明的第三方案,提供第一方案所记载的加热装置,上述基板支承销为升降销,其配置成可沿形成于上述加热板上的贯通孔上下移动,在加热上述被加热基板期间,顶起并保持该被加热基板,使其与上述加热板之间具有间隔。
根据本发明的第四方案,提供第一至第三方案中任意一个方案中所记载的加热装置,上述减热部是作为不同于上述加热板的部件而形成的减热部件;利用至少上述加热板与上述减热部件之间的接触面的接触阻力,使上述辐射热量降低。
根据本发明的第五方案,提供第四方案所记载的加热装置,上述减热部是由配置于上述基板支承销的周围的多个上述减热部件构成的。
根据本发明的第六方案,提供第四方案所记载的加热装置,上述减热部件具有由多个部件形成的层叠结构,利用各层间的接触面的接触阻力,使上述辐射热量降低。
根据本发明的第七方案,提供第四方案所记载的加热装置,该减热部件,以上述被加热基板和上述减热部件之间的间隔尺寸大于上述被加热基板和上述加热板之间的上述间隔尺寸的方式配置于上述加热板上。
根据本发明的第八方案,提供第一至第三方案中任意一个方案中所记载的加热装置,上述减热部为形成于上述基板支承销的周围的凹部;以上述被加热基板和上述凹部的内底表面之间的间隔尺寸大于上述被加热基板和上述加热板之间的上述间隔尺寸的方式形成上述凹部,由此降低上述辐射热量。
根据本发明的第九方案,提供第八方案所记载的加热装置,上述凹部在上述内底表面上具有朝向上述基板支承销的中心的深度梯度。
根据本发明的第十方案,提供第一方案所记载的加热装置,上述减热部,沿上述加热板的表面,具有大致圆形或大致多边形的外周端部,其中心与上述基板支承销的中心大致一致。
根据本发明的第十一方案,提供第三方案所记载的加热装置,上述贯通孔,其孔径在比上述加热板的内部更靠上表面附近处被扩大。
根据本发明的第十二方案,提供第三方案所记载的加热装置,在上述升降销的周围备有遮蔽板,其配置成遮蔽从上述贯通孔向上述被加热基板产生的上升气流。
根据本发明的第十三方案,提供第一至第三方案中任意一个方案中所记载的加热装置,上述加热装置为薄膜形成用加热装置,其通过加热该被加热基板来使供给到上述被加热基板的表面上的膜原料溶液干燥,从而在上述表面上形成薄膜。
根据本发明的上述第一方案,在通过加热板所附加的辐射热而进行被加热基板(以下简称基板)的加热时,采用基板支承销来保持(支承)上述基板以使上述基板与上述加热板之间具有规定的间隔,随之由上述基板和上述基板支承销之间的接触传热,而将多于其他部分的热量附加到上述接触部分,从而成为无法对上述基板进行均匀加热的阻碍,但是,由于在上述加热板的上述基板支承销的周围备有减热部,以抑制由伴随着上述接触传热的多余热量而引起的上述基板的温度上升的方式,降低来自备有该减热部的部分的辐射热量,由此,可以预先防止阻碍上述均匀加热的问题的产生。因此,可以均匀地加热上述基板,可以预先防止由无法进行均匀加热所产生的问题。例如,在通过由加热进行的干燥处理而在上述基板上形成均匀膜厚的薄膜的情况下,可以高精度地实现上述薄膜膜厚的均匀化。
根据本发明的上述第二方案,在将上述基板支承销用于特别是大型的液晶面板的基板上时,在该基板的薄膜形成区域,必须由接近销来支承上述基板,可以可靠地防止由该接近销的支承部分对基板发生影响。另外,上述接近销,即使在上述加热处理时,由于支承上述基板的时间比较长,与上述基板的接触而传递的热量也较大,所以根据本方案可以得到更佳的效果。
根据本发明的上述第三方案,为了进行这样的上述基板的自动化处理,需要用于使上述基板升降而处于可输送状态的升降销,即使在上述基板支承销为上述升降销的情况下,也可以可靠地得到上述第一方案的效果。
根据本发明的上述第四方案,上述减热部是作为不同于上述加热板的部件、即独立的减热部件而形成的,从而通过利用上述加热板与上述减热部件之间的接触面的接触阻力,可以降低从上述加热板传递到上述减热部件的热量,其结果,可以降低从该减热部件向上述基板辐射的热量。而且,若用热传导率小于上述加热板的材料来形成上述减热部件的话,可以进一步地降低上述辐射热量。
根据本发明的上述第五方案,上述减热部是由配置于上述基板支承销的周围的多个上述减热部件构成的,从而可以得到上述各方案的效果,而且,通过采用其配置位置或各个部件的大小、形状、甚至配置密度或多种部件的混合配置等的方法,可以对上述辐射热量进行多样化的调整。
根据本发明的上述第六方案,通过将上述减热部件制成多层结构,也可以得到由上述接触阻力的积极活用所带来的减热效果,以及由多种部件的层叠等所带来的该减热量调整的容易性。
根据本发明的上述第七方案,通过调整上述基板和上述减热部件之间的间隔尺寸,可以得到与两者间的距离成比例的减热效果,可以容易地调整减热量。
根据本发明的上述第八方案,上述减热部并不限于由部件构成,也可以是形成于上述基板支承销的周围的凹部,在该情况下,通过利用由上述基板和上述凹部的内底表面之间的距离所产生的辐射热的减少效果,可以由上述辐射热的降低来实现上述基板的温度分布的均匀化。
根据本发明的上述第九方案,通过在上述凹部的内底表面设置朝向上述基板支承销的中心的深度梯度,可以使自该凹部的内底表面向对置的上述基板辐射的热量在上述基板支承销的附近小、而随着其远离基板支承销而缓慢地变大,从而可以相应于上述基板支承销的接触传热所带来的热量的附加量,进行辐射热量的细微的调整。
根据本发明的上述第十方案,上述减热部具有以上述基板支承销的中心为其中心的、大致圆形或大致多边形的外周端部,从而相应于以上述基板支承销为中心的、由上述传热所带来的附加热量的扩展,可以由上述减热部来形成减热区域。
根据本发明的上述第十一方案,产生从上述升降销所升降的上述贯通孔内部向上述基板吹出的高温的上升气流,上述上升气流与上述基板接触,从而在上述基板的温度分布中产生局部的紊乱,但是,由于上述贯通孔在上述加热板的上表面附近被扩大,所以,可使上述上升气流能够以扩散的状态被吹出。因此,可以降低由该上升气流对上述基板的温度分布带来的影响,可以形成更均匀的温度分布。
根据本发明的上述第十二方案,通过在上述贯通孔内设置遮蔽板,也可以进行上述上升气流的扩散或遮蔽,可以实现上述基板温度分布的均匀化。
根据本发明的上述第十三方案,上述加热装置为薄膜形成用加热装置,通过加热该基板,对供给到上述基板表面上的膜原料溶液进行干燥,从而在上述表面上形成薄膜,所以可以实现该加热处理时的温度分布的均匀化,其结果,可以形成具有均匀化了的膜厚分布的上述薄膜。而且,可以防止以往的并未成为大问题的干燥不均(热图像:Thermal Image)的发生,可以形成高精度的薄膜。
附图说明
本发明的上述和其他的目的和特征,从与附图的优选实施方式相关的下述说明中会加以明确。在该附图中:
图1为表示本发明的一个实施方式的加热装置的结构的示意立体图。
图2为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在接近销的周围配置有其上表面与加热板的上表面为大致相同高度位置的温度调节部件的状态。
图3为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在接近销的周围配置有其上表面在高于加热板的上表面的上方高度位置处的温度调节部件的状态。
图4为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在接近销的周围配置有其上表面在低于加热板的上表面的下方高度位置处的温度调节部件的状态。
图5为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在接近销的周围配置有凹部的状态。
图6为图2的温度调节部件的示意俯视图。
图7为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示具有锯齿状的多边形形状的温度调节部件。
图8为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示具有正八边形形状的温度调节部件。
图9为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示由多个局部圆环部件所构成的温度调节部件。
图10为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示由多个圆形部件所构成的温度调节部件。
图11为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示由很多细小的粒子部件所构成的温度调节部件。
图12为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示由很多线状部件所构成的温度调节部件。
图13为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示通过呈放射状地配置多个线状部件而构成的温度调节部件。
图14为图6的温度调节部件的形状的变形例,表示由多个任意形状的部件所构成的温度调节部件。
图15为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在升降销的贯通孔的周围配置有其上表面与加热板的上表面为大致相同高度位置的温度调节部件的状态。
图16为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在升降销的贯通孔的周围配置有其上表面在高于加热板的上表面的上方高度位置处的温度调节部件的状态。
图17为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在升降销的贯通孔的周围配置有其上表面在低于加热板的上表面的下方高度位置处的温度调节部件的状态。
图18为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在升降销的贯通孔的周围形成有凹部的状态。
图19为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示对升降销的贯通孔的开口部进行放大的状态。
图20为表示上述加热装置的局部示意剖视图,表示在升降销的周围设有遮蔽板的状态。
图21为表示图15的温度调整部件的示意俯视图。
图22为表示本发明的实施例2的加热装置中的升降销周围的结构的示意剖视图。
图23A和图23B为表示采用实施例1的接近销的情况下的、基板的温度分布的图,图23B是表示距接近销的中心的距离与基板的表面温度之间的关系的图表,图23A是基于图23B的图表的、表示基板表面的二元温度变化的等温线分布图。
图24A和图24B为表示采用第一比较例的接近销的情况下的、基板的温度分布的图,图24B是表示距接近销的中心的距离与基板的表面温度之间的关系的图表,图24A是基于图24B的图表的、表示基板表面的二元温度变化的等温线分布图。
图25A和图25B为表示采用实施例2的升降销的情况下的、基板的温度分布的图,图25B是表示距升降销的中心的距离与基板的表面温度之间的关系的图表,图25A是基于图25B的图表的、表示基板表面的二元温度变化的等温线分布图。
图26A和图26B为表示采用第二比较例的升降销的情况下的、基板的温度分布的图,图26B是表示距升降销的中心的距离与基板的表面温度之间的关系的图表,图26A基于图26B的图表的、表示基板表面的二元温度变化的等温线分布图。
图27是表示以往的加热装置的结构的示意剖视图。
具体实施方式
在进行本发明的说明之前,在附图中,对相同的部件采用相同的附图标记。
首先,对用于本发明的用语的定义进行说明。
用语“接近销(proximity-pin)”指的是:在被加热基板的加热处理中,并不将上述被加热基板吸附于加热板上,而是用间隔保持销来保持该被加热基板,以使在该被加热基板与上述加热板之间具有规定的间隔。另外,将下述热处理称之为接近烘焙(proximity bake),即,在由上述接近销保持上述规定的间隔的状态下,由来自上述加热板的辐射热进行的上述被加热基板的加热处理。
用语“热图像(Thermal Image)”指的是:在涂敷或印刷后的暂时干燥阶段,由被加热基板的温度不均所产生的膜厚不均。这样的温度不均是由热传导或产生于贯通孔中的上升气流所产生的,所述热传导指的是升降销、接近销或机械手等的、与上述被加热基板接触而产生的热传导。
下面参照附图详细地说明本发明的实施方式。
图1表示作为本发明的一个实施方式的加热装置的一个例子的、薄膜形成用的加热装置101的主要结构的示意图。
如图1所示,加热装置101具有加热板2和多个基板支承销5、11。所述加热板2相对于配置于其上方的、作为被加热基板的一个例子的基板10,将其图示的上表面侧作为加热表面来附加辐射热进行加热。所述基板支承销5、11设置于该加热板2的上表面,在对基板10进行上述加热时,用于保持基板10而使其与加热板2之间具有规定的间隔。
在这样的加热装置101中,在由各基板支承销5、11支承处于上表面供给有膜原料溶液的状态的基板10,使其与加热板2的上述加热表面具有规定的间隔,在该状态下从加热板2的上述加热表面进行对基板10的辐射加热,从而可以对基板10整体进行大致均匀的加热,同时,通过使上述膜原料溶液干燥,进行在基板10上形成薄膜的膜形成处理。
另外,加热装置101所具有的各基板支承销5、11,可根据其使用目的和功能将其分成两种。其中的一种是接近销(proximity-pin)11:加热处理时进行对基板10的支承,以使基板10位于加热板2的上方的规定高度位置;另一种是升降销(lift-pin)5:为了使基板10可支承于接近销11上,一边支承配置于其上方的基板10,一边下降,并且以从下方顶起的方式使由接近销11支承的基板10上升并排出。下面,以该加热装置101的结构、特别是各升降销5和接近销11的相关结构为中心进行详细说明。
在此,图2表示:在加热装置101中,在加热板2的上方,膜原料溶液8涂敷于其上表面的基板10由接近销11支承的状态的示意剖视图。如图2所示,加热板2用于加热基板10,可以采用例如:组合由电力等产生热量的发热部4和向基板10进行从该发热部4的附加热量的辐射散热的顶板部3等的部件。加热板2并不仅限于这样组合而构成的部件,也可以由例如上述发热部单体构成。另外,作为这样的发热部4,可以采用铠装加热器等,顶板部3可以由导热性良好的金属材料、例如铝形成。此外,作为基板10,可以采用涂敷有定向墨水或保护膜墨水等的膜原料溶液8的玻璃板等、平板状的部件。
另外,如图2所示,在加热板2的上表面、即顶板部3的上表面上,在加热基板10的期间,以保持基板10距加热板2具有一定间隔的方式配置并固定接近销11。
对于接近销11,可用其上方侧前端部支承基板10,而且,可将上述前端部形成为尖端部,从而能够以小的支承面积对基板10进行支承,进而由该支承实现向基板10的影响的降低。另外,作为接近销11,可以采用热传导率小的聚醚酰亚胺树脂、全氟烷氧基树脂、聚碳酸酯树脂等的塑料材料所构成的材料。此外,除了用塑料材料形成接近销11的整体以外,也可以由刚性高的金属材料(例如不锈钢材料)形成接近销11的主体部,仅其前端部由塑料材料来形成。接近销11的直径例如在0.1mm~5mm左右的范围内。接近销11可以由单线材形成,或者也可以由多个细线材的集合体来形成。
另外,如图2所示,在加热板2的图示上表面的接近销11的周围,配置有由不同于加热板2的部件(即,由独立部件构成)构成的减热部和作为减热部件的一个例子的温度调节部件13。该温度调节部件13具有如后所述的下述功能、即、使从顶板部3向基板10附加的辐射热量在设有温度调节部件13的部分降低。另外,对于配置温度调节部件13的部位,可以在加热板2的上表面附近即顶板部3的上表面附近,也可以在顶板部3的中间附近。但是,优选地配置成使温度调节部件13不与发热部4直接地接触。
作为这样的温度调节部件13,如图6的温度调整部件13的示意俯视图所示,可以是例如其外周端部为大致圆形、其直径为0.1~20mm左右、厚度为0.001mm以上的环形。在此情况下,上述环状的内径形成为与接近销11的直径大致相同的尺寸,以致与接近销11的周面相接,或者不与接近销11的周面相接而是形成为留有一定的间隙,并且,将上述间隙作为降低从温度调节部件13传递到接近销11的热量的减热带。另外,作为温度调整部件13的材料,优选地采用热传导率低于由铝等金属材料构成的加热板2的表面材料的材料,例如聚酰亚胺系树脂、全氟烷氧基系树脂等的合成树脂、陶瓷材料等的热传导率低的材料。另外,也可以采用与加热板2的表面材料相同的材料,或者,采用与该表面材料的热传导率相近的材料。此外,也可以采用包括合金材料等的金属材料、自然石料等。但是,需要具有相对于加热板2所产生的加热温度的耐热性,优选地具有例如200℃左右以上的耐热温度。
另外,如图2所示,对于温度调节部件13,在加热板2的顶板部3的上表面,以嵌入在形成于接近销11的周围并与该温度调节部件13的形状相吻合的孔部的方式进行配置。另外,对于这样的配置,可以用耐热性粘接材料的粘接固定装置或螺纹止定的固定装置进行保持。此外,虽然未图示,也可以采用耐热性粘接剂将温度调整部件13直接粘接固定在顶板部3的上表面上。
这样,通过将温度调节部件13配置在加热板2的接近销11的周围,可以调节辐射到由接近销11进行保持的基板10上的热量。具体地说,通过选择热传导率低于加热板2的表面材料的材料作为温度调节部件13的材料,相比于从温度调节部件13的周围的加热板2的表面直接辐射到基板10上的热量,可使从加热板2借助温度调节部件13辐射到基板10上的热量大大地减小。另外,作为温度调节部件13,通过选择与加热板2的表面材料的热传导率相近的材料,可以使辐射到基板10上的热量稍稍地减小。即使在采用与加热板2的表面材料相同的材料的情况下,由于温度调节部件13与加热板2的接触面上的接触阻力,而使得从加热板2传递到温度调节部件13上的传热量稍稍地减小,所以,可以随之稍微地减小上述辐射热量,可以微调基板10的温度。例如,在加热板2的表面温度为150℃左右的情况下,由这样的接触阻力而可使温度降低2~3℃左右。
另外,在将温度调节部件13配置于加热板2的上表面附近时,如图3的示意说明图所示,温度调节部件13的上表面配置在高于加热板2的上表面的位置、即、使基板10与温度调节部件13之间的间隔尺寸小于基板10与加热板2之间的间隔尺寸。由此,即使在例如从温度调节部件13向基板10辐射的辐射热量的减热量过大时,通过减小该温度调节部件13和基板10之间的间隔尺寸的方式进行调节,可以将上述减热量调整到合适的量。反之,如图4的示意剖视图所示,温度调节部件13的上表面配置在低于加热板2的上表面的位置、即、使基板10与温度调节部件13之间的间隔尺寸大于基板10与加热板2之间的间隔尺寸。由此,可使从温度调节部件13辐射到基板10的热量小于从其周围的加热板2直接辐射到基板10上的热量,其结果,可以进行使温度调节部件13相对的部分的基板10的温度低于其周围的温度调节。优选地,在例如-(顶板部3的厚度尺寸)~+5mm左右的范围内调整温度调整部件13的上表面的高度位置与加热板2的上表面高度位置的差。但是,若考虑到以与接触销11的接触位置为中心、在直径15mm左右的范围内受到传热而引起温度变化的区域,在差值超过-20mm的情况下,不可能得到更好的效果。
另外,温度调节部件13的形状并不仅限于其周围的形状为大致圆形的环形。例如,也可以用外周端部为多边形的温度调节部件13来代替上述部件。具体地说,可以采用图7所示的周围的形状为锯齿状的多边形的温度调节部件13A,也可以采用图8所示的构成为正八边形的温度调节部件13B。通过将温度调节部件13B的周围的形状形成正多边形,可以得到大致圆形的形状,另外,通过将温度调节部件13A的周围的形状形成为锯齿形状,可以模糊加热板2和温度调节部件13之间的边界线,使相对于基板10的温度调节更加地平稳。
而且,如图9和10所示,通过在接近销11的周围配置多个部件,可以构成温度调节部件13C、13D。例如,对于图9的温度调节部件13C,通过以接近销11的中心位置为其中心而将四个局部圆环部件14C配置成环状,温度调节部件13C可以形成为大致环形。另外,图10的温度调节部件13D是通过将八个圆形部件14D大致均等地配置于接近销11的周围而构成的。这样,即使在采用多个部件构成温度调节部件13C、13D的情况下,也可以通过调整各个部件的形状或间隔,具有作为温度调整部件的功能。对于这样的部件,除了上述的局部圆环部件14C和圆形部件14D的情况以外,可以采用三角形部件或方形部件等各种形状的部件。当然,也可以混合配置多种形状的部件。
另外,如图11所示,通过在接近销11的周围配置很多细小的粒子部件14E,也可以构成温度调节部件13E。而且,如图12所示,通过相互大致平行地配置很多线状部件14F,也可以构成温度调节部件13F。当然,该线状部件14F的排列可以采用各种图案,例如格子状的排列或不规则的排列等。根据这样的温度调节部件13E、13F,具有通过调整粒子部件14E或线状部件14F的配置密度或材质、可以微调温度调节部件13E、13F的减热能力的优点。
另外,如图13所示,通过将多个线状部件14G呈放射状地配置到接近销11的周围,可以构成温度调节部件13G。而且,如图14所示,通过配置多个任意形状的部件14H,也可以构成温度调节部件13H。
在将温度调节部件13的形状形成为多边形等复杂的形状的情况下,由于加热板2和温度调节部件13的加工复杂,所以是否将温度调节部件13形成为多边形等,可以根据所需的膜厚平滑性和加热装置101所容许的制造成本来加以选择。
另外,除了采用上述温度调整部件13的各种形状或配置以外,也可以在加热板2的接近销11的周围设置冷却装置。通过设置冷却装置,可以局部地降低上述周围的温度,并能随之降低辐射的热量。作为该冷却装置,可以采用例如空气冷却管或水冷管等的流体冷却装置、或者采用空冷散热片等。另外,在采用上述流体冷却装置的情况下,若为空气,最好将其设定在60cc/min~600cc/min流量范围内,若为水,最好将其设定在6cc/min~60cc/min流量范围内。而且,在采用空冷散热片的情况下,相对于空冷散热片的设置区域的面积,例如可将散热片表面积(传热面积)选择在1.1~10倍左右之间。
而且,也可以在加热板2的表面的接近销11的周围,设置以接近销11的中心为其中心的大致同心圆状或同心多边形的切缝,用来代替另外形成的温度调节部件13。通过形成这样的切缝,在该切缝部分,由于接触阻力而使传热量减少,所以,可使该部分的温度低于其他部分的温度,可以实现辐射热量的降低。该切缝最好在例如1个部位~20个部位左右的范围内形成。
这样,通过在加热板2的接近销11的周围配置温度调节部件13,可以使从加热板2借助温度调节部件13辐射到基板10上的热量低于从加热板2直接辐射到基板10上的热量。由此,由接触销11和基板10相接触所传递的热量与减少上述辐射热量的作用相抵消,换言之,仅使上述辐射热量减少上述传热热量的量,从而可以使上述传递的热量就如同未产生一样。因此,可以防止随着接近销11与基板10相接触所产生的传递热量、在基板10上以接近销11所处的部位为中心产生圆形的高温部分,可以实现基板10的温度分布的均匀化。另外,考虑到干燥基板10的厚度、涂敷材料的挥发温度、涂敷量等来选择温度调节部件13的配置、形状、形成材料,从而调节上述辐射热量的减少量。
另外,当将热传导率低于加热板2的材料应用于温度调节部件13时,可以降低接近销11自身的温度,得到更好的效果。
另外,用于调节相对于基板10的辐射热的减热部,并不限于上述温度调节部件13那样作为部件而构成的情况。例如,如图5所示,通过在接近销11的周围的加热板2上表面形成凹部23,可以使该凹部23发挥作为上述减热部的功能,从而来代替上述情况。如图5所示,凹部23在加热板2的接近销11的周围形成环形,其内底表面的高度位置形成为低于加热板2的上表面。该凹部23的外周直径可调节为0.1~20mm左右,深度可以调节为0.01mm以上。
另外,凹部23的形状并不仅限于环形,也可以和上述温度调节部件13同样地采用多边形等各种形状。特别是,在凹部23的内底表面,朝向接近销11的中心,设置例如变深的深度梯度也不失为调整辐射热量的有效的手段。这是因为:从凹部23向基板10的辐射热量与凹部23的内底表面和基板10之间的距离成反比。在设置这样的倾斜的情况下,例如可以在10~90度的范围内选择其倾斜角度。
下面,说明升降销5的结构。首先,用图15表示下述状态的示意剖视图、即、在加热装置101的加热板2的上方,其上表面涂敷有膜原料溶液8的基板10由升降销5支承着的状态。
如图15所示,在组合顶板部3和发热部4而构成的加热板2中,形成有多个贯通孔6(另外,在图15中表示其中的一个贯通孔6),在贯通孔6内配置有升降销5。该升降销5可沿该贯通孔6升降,并在加热基板10的期间、使基板10与加热板2有任意间隔地顶起基板10并加以保持。
作为升降销5,可以在不锈钢、镀钢、铝、铜及其合金等的金属制的棒材的前端,配置热传导率小的聚醚酰亚胺树脂、全氟烷氧基树脂、聚碳酸酯树脂等的塑料材料。另外,这样,也可以用由上述塑料材料形成的升降销整体来代替由金属材料和塑料材料形成的升降销5。这是因为,只要可以保持其刚性,可以使升降销5的整体的热传导率变小。另外,升降销5的直径可以在例如0.5mm~5mm左右的范围内形成,配置有该升降销5的贯通孔6的孔径比升降销5的直径大0.001mm~2mm左右。可以采用气压缸、伺服马达、脉冲马达等的装置对升降销5进行驱动,使其沿贯通孔6进行上述升降。
另外,如图15所示,在加热板2的图示上表面的贯通孔6的周围,配置有由不同于加热板2的部件构成(即,由独立的部件构成的)的减热部和作为减热部件的一个例子的温度调节部件7。该温度调节部件7具有如后所述的下述功能、即、与配置于上述接近销11的周围的温度调节部件13同样地,使从顶板部3向基板10附加的辐射热量在设有温度调节部件7的部分降低。另外,对于配置温度调节部件7的部位,可以在加热板2的上表面附近即顶板部3的上表面附近,也可以在顶板部3的中间附近。但是,优选地使温度调节部件7与发热部4配置成不直接地接触。
作为这样的温度调节部件7,如图21的温度调节部件7的示意俯视图所示,可以是例如其外周端部为大致圆形、其外周直径为0.1~20mm左右、厚度为0.001mm以上的环形。另外,上述环形的内径与贯通孔6的孔径为大致相同的尺寸。另外,作为温度调节部件7的材料,优选地采用热传导率低于由铝等金属材料构成的加热板2的表面材料的材料,例如聚酰亚胺系树脂、全氟烷氧基系树脂等的合成树脂、陶瓷材料等的热传导率低的材料。但是,也可以采用与加热板2的表面材料相同的材料,或者,采用与该表面材料的热传导率相近的材料。
如图15所示,对于温度调节部件7,在加热板2的顶板部3的上表面,以嵌入在形成于升降销5的周围即贯通孔6的周围、并与该温度调节部件7的形状相吻合的孔部的方式进行配置。另外,对于这样的配置,可以用耐热性粘接剂的粘接固定装置或螺纹止定或压入的固定装置进行保持。
这样,通过将温度调节部件7配置在加热板2的贯通孔6的周围,可以调节辐射到由升降销5进行保持的基板10上的热量。具体地说,通过选择热传导率低于加热板2的表面材料来作为温度调节部件7的材料,相比于从温度调节部件7的周围的加热板2的表面直接辐射到基板10上的热量,可使从加热板2借助温度调节部件7辐射到基板10上的热量大大地减小。另外,与配置于上述接近销11的周围的温度调节部件13同样地,通过选择与加热板2的表面材料的热传导率相近的材料、或采用与该表面材料相同的材料,可以对上述辐射热量进行细微调整,可以微调基板10的温度。
在将温度调节部件7配置于加热板2的上表面附近的情况下,如图16的示意剖视图所示,温度调节部件7的上表面可以配置于高于加热板2的上表面的位置,或者,如图17的示意剖视图所示,温度调节部件7的上表面可以配置于低于加热板2的上表面的位置。由此,与上述接近销11用的温度调节部件13同样地,可以由温度调节部件7对辐射到基板10上的热量进行调节,可以进行与温度调节部件7相当的部分上的基板10的温度调节。
另外,温度调节部件7的形状并不仅限于其周围的形状为大致圆形的环形。也可以为例如下述的形状:与上述接近销11用的温度调节部件13同样地,如图7至图14所示,可以为正多边形或锯齿形,或者由多个部件构成的形状等各种形状来代替上述温度调节部件7的形状。
对于温度调节部件7的形状,可以在考虑到贯通孔6和温度调节部件7的加工复杂性的情况下,根据所需的膜厚平滑性和加热装置101所容许的制造成本来加以选择。
这样,通过使温度调节部件7配置于加热板2的贯通孔6的周围、即升降销5的周围,可以使借助温度调节部件7辐射到基板10的热量小于从加热板2直接辐射到基板10上的热量。由此,通过减少上述辐射热量可使其与由升降销5和基板10的接触所传递的热量抵消。因此,可以防止随着由升降销5和基板10相接触所传递的热量而在基板10上产生以升降销5所在的部位为中心的圆形高温部分,可以实现基板10的温度分布的均匀化。另外,考虑到干燥的基板10的厚度、涂敷材料的挥发温度、涂敷量等,选择温度调节部件7的配置、形状、形成材料,从而可以调节上述辐射热量的减少量。
另外用于调节相对于基板10的辐射热的减热部并不限于作为部件而构成的情况。如图18所示,也可以在贯通孔6的周围的加热板2的上表面形成凹部27,使该凹部27起到作为上述减热部的功能,从而用来代替上述情况。如图18所示,凹部27在加热板2的贯通孔6的周围形成环形,其内底表面的高度位置形成为低于加热板2的上表面。该凹部27外周的直径可以调节到0.1~20mm左右,而深度可以调节到0.01mm以上。另外,凹部27的形状并不限于环形,可以采用与上述温度调节部件相同的多边形等各种形状。
另外,如图19的示意剖视图所示,为了调节相对于由各升降销5所支承的状态下的基板10的上升气流,加热板2的贯通孔6的孔径在加热板2的上表面附近处被扩大。例如,如图19所示,通过在加热板2的上表面的贯通孔6的开口部中形成大致环状的阶梯部6a,可以进行上述上表面附近处的孔径的扩大操作。另外,作为加热板2的上表面的贯通孔6的上述开口部的口径,其直径为5~20mm左右,其深度为1mm以上。
这样,通过在加热板2的上表面附近处扩大加热板2的贯通孔6的孔径,可使通过贯通孔6而直线上升的上升气流在接触到基板10之前扩散,即,使上升气流在加热板2的表面的贯通孔6的开口部出口附近扩散。因此,可使由该贯通孔6内的上升气流所引起的基板10的温度不均得以扩散。
另外,上述扩大的贯通孔6的开口部的形状并不限于大致圆形(筒状),也可以是正六边形、正八边形等多边形、或者锯齿形的多边形等各种形状。例如,在上述开口部的形状为多边形的情况下,可使沿贯通孔6产生的上升气流在上述开口部附近更加地扩散,可以抑制基板10的温度的急剧变化,可以进行更精密的温度调节。
另外,在加热板2的上表面附近扩大加热板2的贯通孔6的孔径的同时,还可以构成为采用温度调节部件7。由于这样地构成,可以更精确地进行基板10的温度调节。另外,采用在扩大图19所示的贯通孔6的开口部的形式,也可以一并在贯通部6的周围形成凹部27,通过设置凹部27也可以得到减少辐射热量的效果。
此外,如图20所示,为了调节相对于基板10的上升气流,也可以构成为在升降销5的周围配置用于遮蔽来自贯通孔6下部的上升气流的遮蔽板9。由遮蔽板9可以使呈筒状上升的气流更为积极地扩散。遮蔽板9位于距升降销5的顶部0.1~10mm左右的下部位置,并且,是直径大于升降销5的直径1~15mm左右的环状物。根据遮蔽板9的安装位置及其直径的不同,也可以完全地堵住贯通孔6,完全地封闭上升气流。
遮蔽板9的形状并不限于环形(圆形),也可以为正六边形、正八边形等多边形或锯齿形这样的多边形。若该遮蔽板9为多边形,可以使上升气流更为扩散,可以抑制基板10的温度的急剧变化,可以进行更为精密的温度调节。
另外,在采用遮蔽板9的同时,也可以构成为一并采用温度调节部件7。此外,在采用遮蔽板9的同时,也可以构成为一并在加热板2的上表面附近扩大加热板2的贯通孔6的孔径。通过这样地构成,可以更精确地进行基板10的温度调节。对于在升降销5的周围配置的温度调节部件7的结构,可以参照配置于上述接近销11的周围的温度调节部件13的结构例来进行各种形态的选择。
下面,返回图1,对具有该接近销11和升降销5以及各温度调节部件13、7的加热装置101的整体结构,更详细地进行说明。
如图1所示,在加热装置101的加热板2的上表面的大致中央附近配置有接近销11,而且,在加热板2的上表面的四个角部附近分别配置有可沿贯通孔6升降的升降销5。另外,在接近销11的周围备有温度调节部件13,而且,在各升降销5的周围、即各贯通孔6的周围备有温度调整部件7。
另外,在基板10的表面上,将膜原料溶液印刷供给到基板10周部以外的部分上而形成印刷图案10a。在加热装置101上备有多个升降爪16,其用于保持该基板10上未形成印刷图案10a的端部。各升降爪16在加热板2的外侧固定于可升降的大致棒状的爪支承部件15上,并且可使各升降爪16一体地升降。
另外,在加热板2的下方备有升降驱动装置9,用于使各升降销5和各升降爪16一体地升降。而且,在加热装置101上备有机械手17,用于支承基板10的下表面并进行基板10的供给和排出。
而且,在加热装置101上备有控制装置(未图示),用于相互关联并综合地进行由机械手17进行的基板10的供给和排出动作、由加热板2进行的基板10的加热动作、由升降驱动装置9进行的各升降销5和升降爪16的升降动作的各种动作控制。通过由该控制装置来相互关联并综合地进行加热装置101的各构成部的动作控制,可以进行用于形成相对于基板10的薄膜的加热处理。
接下来,在具有该结构的加热装置101中,关于相对于被供给的基板10进行的加热处理的顺序,进行下述的说明。以下示出的各动作是通过上述控制装置相互关联并综合地进行的。
首先,在图1所示的加热装置101中,由升降驱动装置9使各升降销5和各升降爪16位于比接近销11的前端更靠上方位置的上升位置。在该上升位置中,各升降销5的前端位置和各升降爪16的支承端位置处于大致相同高度的位置。而后,对于处于其下表面由机械手17支承着的状态下的基板10,由机械手17的移动而被供给到加热板2的上方,由位于上述上升位置状态的各升降销5和各升降爪16支承基板10下表面,进行基板10的交接。为了确保基板10的从机械手17向各升降销5的交接时的高度位置精度,在上述上升位置,以使各升降销5的前端位于机械手17的附近的方式来确定各升降销5的配置以及机械手17的形状等。在进行该基板10的交接后,使机械手17从加热板2的上方进行退避移动。
接下来,对于处于支承着基板10的状态下的各升降销5和各升降爪16,由升降驱动装置9保持各自的高度位置关系,同时使其一体地下降,使基板10接近加热板2的上表面。当基板10的下表面与设置于加热板2的大致中央附近处的接近销11的前端抵接时,基板10的下降动作停止,成为也可以由接近销11来支承基板10的状态。
各升降爪16,由于在基板10的未形成印刷图案10a的位置进行基板10的支承,所以,即使在上述下降动作后、加热处理时,也可以与接近销11一同进行基板10的支承。另一方面,对于各升降销5,由于在印刷图案10a内进行基板10的支承,所以,应使各升降销5和基板10的接触时间短,降低向基板10的热影响,并且与各升降爪16分别地下降。具体地说,在升降驱动装置9中,通过与驱动马达串联连接的气压缸(未图示),可不使各升降爪16下降地仅使各升降销5进一步地下降。由此,对于基板10,可以在保持距加热板2的上表面的规定间隔的状态下,成为由接近销11和各升降爪16支承的状态。
然后,在保持着该支承状态的状态下,利用来自加热板2的表面的辐射开始对基板10的加热,进行基板10的印刷图案10a的干燥处理。在此,在基板10中,与各升降销5接触的部分及其周围附近,通过由与升降销5接触所传递的热和与贯通孔6的上升气流的接触,附加多于其他部分的热量,并在该状态下产生局部的温度上升的现象,但是利用设置于各贯通孔6周围的温度调节部件7,可以降低由辐射所附加的热量,从而可以防止上述局部的温度上升的问题的发生。
另外,对于在该加热处理期间边与基板10接触边对其进行支承的接近销11,由其接触而传递的热量,向基板10持续附加多余的热量,但是通过在接近销11的周围设置温度调节部件13,可以降低由辐射所附加的热量,从而可以防止在上述接触部分产生局部的温度上升的问题。因此,在该加热处理中,可以使基板10的温度分布处于大致均等的状态,即使在产生微小的温度变化的部位,也可以使该温度变化的梯度处于平缓的状态。对于各升降爪16,由于在基板10的未形成印刷图案10a的部分进行支承,所以,在上述加热处理时,即使由接触所产生的传递热量而将多余的热量附加于基板10上,也不会给印刷图案10a的品质带来影响。
在这样地进行上述加热处理时,基板10的温度分布为大致均匀的状态,即使产生温度变化的梯度,也可以使该梯度变得平缓,从而不会由该加热处理而产生局部的温度上升部分。由此,可以使印刷图案10a的膜厚大致均匀,也不会发生伴随着上述局部的温度上升而产生的热图像这样的问题。
在对基板10进行规定时间的加热处理后,停止由加热板2所产生的辐射,并且由升降驱动装置9使各升降销5上升并与基板10的下表面抵接,而且,通过使各升降爪16与各升降销5一体地上升,可以使基板10从加热板2的表面离开而上升,可以解除接近销11对基板10的支承。接下来,当基板10上升到上述上升位置时,由升降驱动装置9使各升降销5和升降爪16的上升停止。在该状态下,驱动机械爪17,支承基板10,从加热装置101排出基板。由此,完成用于干燥印刷到基板10上的印刷图案10a的加热处理。
在实施上述加热处理的基板10为小型的基板的情况下,可以仅由支承不存在印刷图案10a的基板10的周边的各升降爪16进行基板10的支承,所以,不需要各升降销5和接近销11,也不会发生下述问题,即伴随着由上述接触而传递热量的局部的温度上升的问题。但是,在通常采用作为液晶面板的基板10(例如0.7mm厚的基板)时,在基板10的长边为600mm以下的情况下,与上述的小型基板同样地,可以仅用各支承爪16来应对,但是,在基板10的长边为600mm以上的情况下,为了将基板10保持在大致水平的状态并能可靠地对其进行支承,必须像加热装置101那样采用各升降销5和接近销11。另外,为了可靠地支承该基板10,优选地以300mm左右的间隔节距来配置基板支承销等的支承部件。
另外,各升降销5和基板10的接触时间,为例如10秒左右的短时间,而且,在即将对印刷到基板10上的膜原料溶液8进行干燥之前的短暂时间内(即、温度分布的离散更易于对膜厚变化产生影响时),并未接触到基板10上,所以,其减热程度要小于接近销11。与之相反,接近销11与基板10接触大约60秒,一直接触到上述的短暂时间为止,所以,其减热程度要大于升降销5。
(实施例1)
下面,以用于上述实施方式的加热装置101中的接近销11和温度调节部件13的实施例作为实施例1进行下述说明。
在本实施例1中,采用用于说明上述实施方式的图3的示意剖视图中所示的加热装置101的结构。具体地说,如图3所示,加热板2是由10mm厚的铝制的顶板部3和发热部4所构成的。另外,接近销11采用由乌鲁特姆(注册商标:ULTEM:聚醚酰亚胺)构成的直径为3mm的前尖物。另外,作为温度调节部件13,采用由乌鲁特姆(注册商标)构成的、外径为10mm、厚度为10mm的环形物,温度调节部件13的上表面位于距加热板2的上表面1mm的下方。
另外,基板10采用厚度为0.7mm的钠钙玻璃。另外,作为膜原料溶液8即涂敷材料,采用含有聚酰铵酸6%、以NMP为主溶剂的液晶定向膜用墨水(日产化学工业株式会社制サンェバ-SE-7492、062M),将其以大约5m1/m2的方式涂敷于基板10上。
接下来,用接近销11将基板10保持在加热板2的上方2.5mm的高度位置,用加热到145℃的加热板2的辐射热对其进行加热,从而干燥液晶定向膜用墨水。在该加热处理时,温度调节部件13的表面温度为110℃。
这样得到的液晶定向膜几乎观察不到干燥不均的存在。在此,作为上述加热处理时的基板10的表面温度的测定结果,用图23B表示距接近销11中心的距离和基板10的表面温度之间的关系。在图23B中,横轴表示距接近销11中心的距离(mm),纵轴表示基板10的表面温度(℃)。而且,用图23A表示等温线分布图,该等温线分布图用二元地表示沿基板10的表面方向上的、该表面温度与距离的关系。在图23A等温线分布图中,图23B的图表中所示的距接近销11中心的负方向的温度分布仿制成整体的温度分布,并将其作为1℃单位的等温线分布来表示。
如图23A和图23B所示,在基板10上,与接近销11接触的部位(即图示距离0mm的位置)和其他的部位几乎不存在温度差。
(比较例1)
下面,作为相对于该实施例1的比较例1,液晶定向膜可以清晰地观察到干燥不均匀,该液晶定向膜是除了将接近销直接埋入加热板以外、与上述实施例1进行了同样处理而得到的。另外,作为该加热处理时的基板的表面温度测定结果,与上述实施例1同样地,图24B表示距接近销中心的距离和基板的表面温度之间的关系的图表,用图24A表示以平面表示图24B的温度测定结果的等温线分布图。如图24A和图24B所示,在本比较例1中,接近销接触基板的部位的温度比其他的部位高大约8℃,可以明确地确定局部温度上升的部分。
(实施例2)
下面,以用于上述实施方式的加热装置101的升降销5和温度调节部件7的实施例作为实施例2进行下述说明。
在本实施例2中,采用组合上述实施方式说明中的各种手段而构成图22的示意剖视图所示的温度调节部件7。具体地说,如图22所示,加热板2是由厚度为10mm的铝制顶板部3和发热部4构成的。另外,升降销5是采用不锈钢做为主要材料、以乌鲁特姆(注册商标)作为前端部材料的前尖物。在加热板2的顶板部3中形成直径为15mm的贯通孔6,并埋入温度调节部件7。温度调节部件7通过层叠位于下部的下部温度调节部件7a和位于上部的上部温度调节部件7b而构成,下部温度调节部件7a是由铝制成的外径为15mm、内径为5mm、厚度为5mm的环形物,上述温度调节部件7b是由乌鲁特姆(注册商标)制成的外径为15mm、内径为7mm、厚度为4.5mm的环形物,上述温度调节部件7b的上表面位于距加热板2的上表面0.5mm的下方。
另外,基板10采用厚度为0.7mm的钠钙玻璃。另外,作为膜原料溶液8即涂敷材料,采用含有聚酰铵酸6%、以NMP为主溶剂的液晶定向膜用墨水(日产化学工业株式会社制サンェバ一SE-7492、062M),将其以大约1.2ml/m2的方式涂敷于基板10上。
接下来,在加热板2的上方50mm的高度位置,使升降销5接触基板10的背面10秒,在使升降销5下降后,将基板10保持在加热板2的上方2.5mm的高度位置,并由加热到145℃的加热板2的辐射热来进行加热,从而使液晶定向膜用墨水得以干燥。在该加热处理时,温度调节部件7的表面温度为110℃。
这样得到的液晶定向膜几乎观察不到干燥不均匀的存在。在此,作为上述加热处理时的基板10的表面温度的测定结果,用图25B表示距升降销5中心的距离和基板10的表面温度的关系。在图25B中,用横轴表示距升降销5中心的距离(mm),用纵轴表示基板10的表面温度(℃)。而且,用图25A表示等温线分布图,该等温线分布图二元地表示沿基板10的表面方向上的、该表面温度与距离的关系。
如图25A和图25B所示,在基板10上,与升降销接触的部位(即图示距离0mm的位置)和其他的部位几乎不存在温度差。
(比较例2)
下面,作为相对于该实施例2的比较例2,液晶定向膜可以清晰地观察到干燥不均匀,该液晶定向膜是除了采用具有直径为5mm的贯通孔的加热板以外、与上述实施例2进行了同样处理而得到的。另外,作为该加热处理时的基板的表面温度测定结果,与上述实施例2同样地,用图26B表示距升降销中心的距离和基板的表面温度之间的关系的图表,用图26A平面地示出图26B的温度测定结果的等温线分布图。如图26A和图26B所示,在本比较例2中,升降销接触基板的部位的温度比其他的部位高大约4℃,可以明确地确认局部温度上升的部分。
根据上述的实施方式,可以得到以下的各种效果。
首先,相对于印刷或涂敷供给有膜原料溶液8的基板10,通过用于干燥膜原料溶液8的加热处理,在形成薄膜时,不管是否有接近销11进行基板10的接触支承或是否有升降销5进行基板10的接触支承,均不会产生局部温度变化的部分,能够使基板10成为温度分布均匀的状态。因此,对于供给到基板10上的膜原料溶液8,可以使其不产生局部干燥速度差异地以大致均匀的状态进行干燥,可以使由该干燥形成的薄膜的厚度成为均匀的状态。
具体地说,在以往的加热方法中,由接近销511或升降销505与基板510的接触所传递的热量,在从加热板502辐射的热量的基础上又附加了由该传热所带来的多余的热量,从而在基板的上述销的周围随之产生温度上升;而在本发明的上述实施方式中,在各销11、5的周围设置有温度调节部件13、7,从而相对于端部分可以减少从该部分辐射的热量,因此,可以防止上述温度上升的发生。
另外,通过选择该温度调节部件13、7的材质、形状、配置等,可以对上述辐射热量进行微调,可以找出最佳的条件。
另外,即使在并未采用作为独立部件的温度调节部件的情况下,通过将各销11、5周围的加热板2的表面、和基板10之间的距离设定得大于其他部分,可以得到随着辐射热量的距离增加而衰减的效果,可以防止基板10上的与各销11、5接触的部分产生局部的温度上升的问题。
而且,相对于在可升降地配置升降销5的贯通孔6处所产生的上升气流,通过扩大加热板2的表面的贯通孔6的开口部,可以在该开口部附近进行上升气流的扩散,可以降低由与上升气流的接触而对基板10的温度分布所产生的影响。
另外,在贯通孔6内,在升降销5的周围备有可使上升气流扩散的遮蔽板9也是有效的。
另外,在由该加热装置101所处理的基板10上所得到的温度分布的均匀性(或温度离散)一般来说在±3℃以内,但是该条件适用于平缓的温度梯度(1℃/10cm左右以下的温度梯度),即使在上述条件范围内,若是产生局部的突变部分,也会产生问题。例如,在以往的加热处理中,在与升降销的接触部分,产生1℃/0.4cm的局部变陡的温度梯度,而在与接近销的接触部分,产生该2~5倍左右的局部变陡的温度梯度,这是可以推测出来的。但是,根据上述实施方式的加热处理,通过采用温度调节部件等,可以使局部的温度梯度趋于平缓至1℃/3cm左右。
另外,一般来说,在将基板作为液晶用定向膜的情况下,多将形成的聚酰亚胺膜的膜厚设定为500~1200。在此情况下,所需的膜厚范围通常在±5~7%左右的范围内,在此基础上,附加以下条件:目视的范围内在形成的聚酰亚胺膜上无法看到不均匀。在此,“目视”指的是:并非聚酰亚胺膜原本的颜色、而是由微小的膜厚差所引起的由干涉色所产生的色差,而这一色差可通过视觉而被捕捉到。由该干涉色所产生的目视可以在尤其是加热处理的干燥过程中加以确认。一般来说,“目视”的条件较为严格,对于基板整体的大起伏那样的不均匀,在膜厚范围±5%以内是无法注意到的,而对于在与销的接触部分在局部产生的热图像那样的不均匀却是可以明显地看出来的。例如,若从用于测定在基板上形成的薄膜膜厚的膜厚测定设备无法充分地测定出膜厚的离散来加以推测的话,则可以将梯度抑制在相对于1℃/3cm的温度梯度而产生10/cm左右的膜厚梯度的范围内。
通过适当地组合上述各实施方式中的任意实施方式,可起到各自具有的效果。
本发明参照附图对优选实施方式进行了充分地说明,但是,本领域的技术人员可以容易地进行各种变形或修正。在不超出由附加的权利要求书限定的本发明的范围内,上述变形和修正均包含在其中。
Claims (13)
1.一种加热装置,该加热装置(101)具有:加热板(2),通过附加辐射热对被加热基板(10)进行加热;基板支承销(5、11),设置于上述加热板上、在加热上述被加热基板期间保持上述被加热基板,使其与上述加热板之间具有间隔,其特征在于:
在上述加热板的上述基板支承销的周围,备有使从该周围向上述被加热基板辐射的热量降低的减热部(7、13、23、27);
通过上述减热部使从上述周围附加到上述被加热基板上的辐射热量降低,从而抑制随着从上述加热板向上述被加热基板的热量附加而引起的该被加热基板的温度上升,上述热量附加是通过上述基板支承销的接触传热来进行的。
2.如权利要求1所述的加热装置,其特征在于:上述基板支承销为接近销(11),其固定于上述加热板(2)上,在加热上述被加热基板期间,保持该被加热基板而使其与上述加热板之间具有间隔。
3.如权利要求1所述的加热装置,其特征在于:上述基板支承销为升降销(5),其配置成可沿形成于上述加热板上的贯通孔上下移动,在加热上述被加热基板期间,顶起并保持该被加热基板,使其与上述加热板之间具有间隔。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的加热装置,其特征在于:上述减热部是作为不同于上述加热板的部件而形成的减热部件(7、13);利用至少上述加热板与上述减热部件之间的接触面的接触阻力,使上述辐射热量降低。
5.如权利要求4所述的加热装置,其特征在于:上述减热部(13C、13D、13E、13F、13G、13H)是由配置于上述基板支承销的周围的多个上述减热部件(14C、14D、14E、14F、14G、14H)构成的。
6.如权利要求4所述的加热装置,其特征在于:上述减热部件具有由多个部件(7a、7b)形成的层叠结构,利用各层间的接触面的接触阻力,使上述辐射热量降低。
7.如权利要求4所述的加热装置,其特征在于:该减热部件,以上述被加热基板和上述减热部件之间的间隔尺寸大于上述被加热基板和上述加热板之间的上述间隔尺寸的方式配置于上述加热板上。
8.如权利要求1-3中任意一项所述的加热装置,其特征在于:上述减热部为形成于上述基板支承销的周围的凹部(23、27);
以上述被加热基板和上述凹部的内底表面之间的间隔尺寸大于上述被加热基板和上述加热板之间的上述间隔尺寸的方式形成上述凹部,由此降低上述辐射热量。
9.如权利要求8所述的加热装置,其特征在于:上述凹部在上述内底表面上具有朝向上述基板支承销的中心的深度梯度。
10.如权利要求1所述的加热装置,其特征在于:上述减热部,沿上述加热板的表面,具有大致圆形或大致多边形的外周端部,其中心与上述基板支承销的中心大致一致。
11.如权利要求3所述的加热装置,其特征在于:上述贯通孔,其孔径在比上述加热板的内部更靠上表面附近处被扩大。
12.如权利要求3所述的加热装置,其特征在于:在上述升降销的周围备有遮蔽板(9),其配置成遮蔽从上述贯通孔向上述被加热基板产生的上升气流。
13.如权利要求1-3中任意一项所述的加热装置,其特征在于:上述加热装置为薄膜形成用加热装置,其通过加热上述被加热基板来使供给到该被加热基板的表面上的膜原料溶液(8)干燥,从而在上述表面上形成薄膜。
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