JP2000258747A - 加熱処理装置及びフラットパネルディスプレイの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エネルギー効率を高め、省エネルギーの加熱
処理装置及びフラットパネルディスプレイの製造装置を
提供する。 【解決手段】 フラットパネルディスプレイのガラス基
板を断熱性のプレート上に配置したヒートパイプによっ
て加熱する。ガラス基板はプレートに設けられた複数の
保持ピンによって支持されており、ガラス基板とヒート
パイプとの間には隙間が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加熱対象物に加
熱処理を行う加熱処理装置、特にフラットパネルディス
プレイ基板の加熱処理装置及びこの加熱処理装置を備え
たフラットパネルディスプレイの製造装置に関し、例え
ば、有機物材料をフラットパネルディスプレイ基板上に
塗布、または印刷した後、乾燥、焼成工程を経て、機能
膜や配線を形成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ、ＰＤＰなどを構成す
る基板には、多くの有機物材料を塗布したり、印刷した
りした後、乾燥、焼成工程を経て、配線や、機能膜を構
成する工程が多く用いられている。

【０００３】たとえば、液晶ディスプレイのカラーフィ
ルター基板の製造プロセスを説明する。

【０００４】ブラックマトリックスと言われる、画素の
間を遮光する黒い網目状の配線の施された基板を洗浄
し、次に表面に赤の顔料を含むレジスト剤を塗布する。
約８０℃で予備乾燥する。次に、マスクパターンを用
い、露光し約１００℃で材料を仮硬化する。その後、現
像して赤色の画素部を形成した後、約２００℃で本硬化
する。本硬化は、材料の反応を完全に終了させるために
行うが、この工程で材料中に含まれている溶剤が揮発す
る。その後、緑、青色の顔料を含んだレジスト剤で同じ
工程を繰り返す。

【０００５】通常、１色を形成するのに、乾燥工程、露
光後の仮硬化工程、現像後の本硬化工程という３回の熱
工程を必要とし、通常、それぞれ独立した加熱源を有す
る装置で処理を行う。

【０００６】ＰＤＰは、電極配線の形成に、導電性ペー
ストをスクリーン印刷などの手法で配線し、約１００℃
で乾燥し、その後約５００℃で焼成して配線を形成する
方法が用いられている。最初に低温で乾燥するのは、高
温で急に加熱すると、材料中に含まれている溶剤類が急
速に揮発し、配線に欠陥を生じるためである。そこで、
約１００℃といった比較的低温で、一度乾燥し、その
後、高温で焼成し本硬化させる工程が用いられる。

【０００７】この場合は、一般に乾燥工程と硬化工程と
いう２回の熱工程を必要とし、高温で本硬化するとき、
多くの溶剤成分が揮発する。

【０００８】このような、低温の処理と、高温の処理
は、通常、それぞれ独立した加熱源を有する装置で、処
理を行う。

【０００９】通常熱処理には、ホットプレートやオーブ
ン加熱炉が用いられる。

【００１０】温度の均一性、スペース、処理時間等の面
では、ホットプレートが優れるが、高温になるとプレー
トの変形のため均熱性が問題になり、オーブン加熱炉が
用いられている。

【００１１】加熱源は電気ヒーターが通常で、ガス燃焼
式も一部で使用されている。温度の制御性、装置の簡略
性からは電気ヒーターが優れているが、高温焼成での熱
の効率ではガス方式が勝る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
オーブン加熱炉では、高温になった排気が外部に放出さ
れるため、加熱エネルギーのロスが大きい。

【００１３】近年、地球環境の点で省エネルギーの生産
方式を構築することが要求されているが、省エネルギー
の点でも、不利であるといった問題があった。

【００１４】本発明は、かかる従来技術の課題を解決す
るためになされたものであって、その目的とするところ
は、エネルギー効率を高め、省エネルギーの加熱処理装
置及びフラットパネルディスプレイの製造装置を提供す
ることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、被加熱対象物を加熱する加熱手段を
備え、該被加熱対象物に対して加熱処理を行う加熱処理
装置において、前記加熱手段としてヒートパイプを備え
たことを特徴とする。

【００１６】このようにすれば、熱の利用効率が向上す
るので、エネルギー効率を高めることができる。

【００１７】第２の発明は、第１の発明において、前記
被加熱対象物と前記ヒートパイプとの間に所定の間隔を
保持するための間隔保持手段を備えたことを特徴とす
る。

【００１８】このようにすれば、ヒートパイプの熱が直
接被加熱対象物に伝えられるのではなく、間の空気を介
して加熱されるので、被加熱対象物をより均一に加熱す
ることができる。

【００１９】第３の発明は、第１又は第２の発明におい
て、前記ヒートパイプを、前記被加熱対象物を挟んで両
側に設けたことを特徴とする。

【００２０】このようにすれば、被加熱対象物により多
くの熱量を供給することができるので、より短時間で加
熱処理を行うことができる。

【００２１】第４の発明は、第３の発明において、前記
被加熱対象物は略板形状をなす板状体であり、前記ヒー
トパイプを前記板状体の厚み方向の両側に設けたことを
特徴とする。

【００２２】このようにすれば、略板形状をなす被加熱
対象物により多くの熱量を供給することができるので、
より短時間で加熱処理を行うことができる。

【００２３】第５の発明は、第４の発明において、前記
被加熱対象物の厚み方向にほぼ直交する方向の延長上に
ヒートパイプを設け、前記ヒートパイプから前記被加熱
対象物の方向に向かって風を送る送風手段を備えたこと
を特徴とする。

【００２４】このようにすれば、略板形状をなす被加熱
対象物の厚み方向に直交する方向からの気流の流れを生
じさせ、板状体の面に平行に板状体とヒートパイプとの
隙間に熱風を送ることができるので、熱効率と被加熱対
象物の温度分布の均一性の向上を図ることができる。ま
た、さらに多くの熱量を供給することができるので、一
層短時間で加熱処理を行うことができる。 第１乃至第
５の発明は、いずれも被加熱対象物としてのフラットパ
ネルディスプレイ基板の加熱処理に用いることができ、
これによりエネルギー効率が高く、省エネルギーのフラ
ットパネルディスプレイ基板の加熱処理装置を提供する
ことができる。

【００２５】第６の発明は、フラットパネルディスプレ
イ基板を被加熱対象物とする第１乃至第５の発明のいず
れかに係る加熱処理装置を備えたことを特徴とするフラ
ットパネルディスプレイの製造装置である。

【００２６】このようにすれば、エネルギー効率が高
く、省エネルギーのフラットパネルディスプレイの製造
装置を提供することができる。

【００２７】第７の発明は、フラットパネルディスプレ
イ基板を前記被加熱対象物とし、他の加熱処理装置の排
熱によって前記ヒートパイプを加熱する熱供給手段を備
えた第１乃至第５の発明のいずれかに係る加熱処理装置
と、前記熱供給手段を介して排熱を供給する他の加熱処
理装置とを備えたことを特徴とするフラットパネルディ
スプレイの製造装置である。

【００２８】このようにすれば、高温の加熱処理装置の
排熱を低温の加熱処理で有効に利用することにより、さ
らにエネルギー効率を高め、省エネルギーのフラットパ
ネルディスプレイの製造装置を提供することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下実施形態に基づいて本発明を
具体的に説明する。

【００３０】（第１の実施形態）本発明の加熱装置は、
以下のような形態で使用される。

【００３１】図１は、本発明のヒートパイプを使用した
ヒートパイプ加熱装置の主要部の構成を示す断面図であ
り、図２は同加熱処理装置の主要部の上面図である。ま
た、図３は、本発明の加熱処理装置を用いたフラットパ
ネルディスプレイの製造装置の全体構成を示す図であ
る。

【００３２】図３のおいて、１１は高温処理に使用され
るオーブン加熱炉で、１は高温に加熱される基板、２は
加熱ヒーター、３は熱風を炉内に循環させるためのファ
ン、４は排気の流れ方向、５は加熱炉の外壁、６は排気
口、７は外部への排気方向、８は排熱回収器、９，１
９，２９、３９はヒートパイプでパイプの中を作動液が
流れる、１０は作動液加熱器、１２は低温処理に使用さ
れるヒートパイプ加熱装置で、１３は加熱される（フラ
ットパネルディスプレイ）ガラス基板で、１４は断熱性
のプレートある。ここで、ヒートパイプ加熱装置１２は
加熱処理装置に、基板１３は（板状体である）被加熱対
象物に、オーブン加熱炉１１は他の加熱処理装置に、排
熱回収器８は熱供給手段にそれぞれ相当する。

【００３３】オーブン加熱炉１１で加熱された基板から
は揮発成分が出、排気口４，６を通して、７のように外
部へ放出される。排気口の途中に設けられた熱回収器８
によって、排気の熱はヒートパイプ９の中を流れる作動
液で回収される。排気温度は下がり、作動液の温度が上
昇する。

【００３４】加熱された作動液２１は、一旦作動液加熱
器１０で加熱される。作動液２１の温度が、第１処理で
必要な温度に十分であれば、再加熱の必要はない。

【００３５】再加熱された作動液２２は、ヒートパイプ
１９を通じて、プレート１４上に配置されたヒートパイ
プ２９を通り、基板１３を加熱する。基板１３の加熱に
使用され、ホットプレートから出た作動液２３は温度が
下がり、ヒートパイプ３９を通じて再びオーブン加熱炉
の排気温度を下げるために使用される。

【００３６】図１及び２に基づいて、主要部の構成を説
明する。

【００３７】断熱性のプレート１４上に、ヒートパイプ
２９を配置する。

【００３８】プレート１４をベースに、保持ピン２０を
設け、ガラス基板１３を保持する。保持ピン２０の高さ
は、ガラス基板１３とヒートパイプ２９の間に隙間が生
じるようにする。隙間は、狭すぎると均熱性が悪くな
り、広すぎると加熱の効率が悪くなる。ヒートパイプ２
９の本数や配置、加熱能力などから、最適の隙間に設定
する。ここで、保持ピン２０は間隔保持手段に相当す
る。

【００３９】保持ピン２０の本数や配置位置は、ガラス
基板１３の自重変形を考慮し決める。特にヒートパイプ
２９との隙間が狭くなると、ヒートパイプ２９と接触し
てしまうことがあったり、温度分布を生じる原因にもな
る。そこで、ヒートパイプ２９の配置と、保持ピン位置
の配置は実験などで十分に検討しておく必要がある。

【００４０】基板として厚さ０．７ｍｍ、大きさ３６０
ｍｍ×４６０ｍｍのガラス基板１３に、不図示の塗布装
置を用いて、ブラックマトリックス用ブラックレジスト
剤を塗布した。

【００４１】ついで、図１に示すようにヒートパイプ加
熱装置１２の保持ピン２０上にガラス基板１３を載置し
た。ヒートパイプ２９の中は、加熱された作動液が流れ
ている。また、保持ピン２０の長さは、ヒートパイプ２
９とガラス基板１３の間の隙間が、４ｍｍになるようあ
らかじめ設定した。

【００４２】ガラス基板１３の温度は全面にわたって、
８０℃〜８４℃に加熱され、塗布されたブラックレジス
トが露光に十分な状態に乾燥された。

【００４３】本実施形態及び以下の各実施形態における
加熱処理としては、他には、有機物材料をフラットパネ
ルディスプレイ基板上に塗布、または印刷した後、乾
燥、焼成工程を経て、機能膜や配線を形成する処理があ
るが、これに限られるものではない。

【００４４】（第２の実施形態）図４は本発明の第２の
実施形態を示す。第１の実施形態とはヒートパイプ加熱
装置の主要部の構成の一部を除いて同様であるので、同
様の符号を用いて説明を省略する。

【００４５】第１の実施形態との違いは、基板１３上面
にもヒートパイプ４９を設けたことである。ヒートパイ
プ４９はプレート２４に支持されており、この場合も、
ヒートパイプ４９とガラス基板１３上面とは接触しない
ように保持されている。

【００４６】第１の実施形態に比べ、材料の乾燥時間は
短くなった。

【００４７】（第３の実施形態）図５は本発明の第３の
実施形態を示す。第２の実施形態とはヒートパイプ加熱
装置の主要部の構成の一部を除いて同様であるので、同
様の符号を用いて説明を省略する。

【００４８】第１の実施形態との違いは、基板１３の横
にもヒートパイプ５９を設け、図示しないファン等の送
風手段により横方向から空気の流れを設けた点である。

【００４９】この場合も、ヒートパイプ５９とガラス基
板１３とは接触しないように保持されている。 第１、
第２の実施形態に比べ、材料の乾燥時間はさらに短くな
った。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エネルギー効率を高め、省エネルギーの加熱処理装置及
びフラットパネルディスプレイの製造装置を提供するこ
とができる。

【００５１】また、ヒートパイプと被加熱対象物との間
隔保持手段を設ければ、被加熱対象物をより均一に加熱
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るヒートパイプ加
熱装置の主要部の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係るヒートパイプ加
熱装置の主要部の上面図である。

【図３】本発明の実施形態に共通するフラットパネルデ
ィスプレイの製造装置の全体構成を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係るヒートパイプ加
熱装置の主要部の構成を示す断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係るヒートパイプ加
熱装置の主要部の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ８ 排熱回収器 ９，１９，２９，３９，４９，５９ ヒートパイプ １１ オーブン加熱炉 １２ ヒートパイプ加熱装置 １３ ガラス基板 ２０ 保持ピン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱対象物を加熱する加熱手段を備
   え、該被加熱対象物に対して加熱処理を行う加熱処理装
   置において、 前記加熱手段としてヒートパイプを備えたことを特徴と
   する加熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記被加熱対象物と前記ヒートパイプと
   の間に所定の間隔を保持するための間隔保持手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の加熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記ヒートパイプを、前記被加熱対象物
   を挟んで両側に設けたことを特徴とする請求項１又は２
   記載の加熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記被加熱対象物は略板形状をなす板状
   体であり、 前記ヒートパイプを前記板状体の厚み方向の両側に設け
   たことを特徴とする請求項３記載の加熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記被加熱対象物の厚み方向にほぼ直交
   する方向の延長上にヒートパイプを設け、 前記ヒートパイプから前記被加熱対象物の方向に向かっ
   て風を送る送風手段を備えたことを特徴とする請求項４
   記載の加熱処理装置。
6. 【請求項６】 フラットパネルディスプレイ基板を被加
   熱対象物とする請求項１乃至５のいずれかに記載の加熱
   処理装置を備えたことを特徴とするフラットパネルディ
   スプレイの製造装置。
7. 【請求項７】 フラットパネルディスプレイ基板を前記
   被加熱対象物とし、他の加熱処理装置の排熱によって前
   記ヒートパイプを加熱する熱供給手段を備えた請求項１
   乃至５のいずれかに記載の加熱処理装置と、 前記熱供給手段を介して排熱を供給する他の加熱処理装
   置とを備えたことを特徴とするフラットパネルディスプ
   レイの製造装置。