JP2000259089A - 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】 エネルギー効率が良く、温度分布をより均一
にし得る加熱処理装置及びこれを備えたフラットパネル
ディスプレイの製造装置を提供する。 【解決手段】 より高温の加熱処理装置の排熱によって
加熱された作動液を内部中空のホットプレート１４内部
に流通させてホットプレート上に載置したフラットディ
スプレイパネル基板を加熱する。ホットプレートの下面
の中央部には作動液を中空部３０に導入するための導入
口２２を、端部近傍には中空部３０から排出するための
排出口２３，２４，２５，２６を設けた。

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】フ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】ところが、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】そこで本発明者は、エネルギー効率を高
め、省エネルギーの装置を提供することを目的に、高温
の処理から排出される高温排気から排熱回収を行い、低
温の処理で有効に熱を利用し、さらに、回収した熱を有
効に伝達するため、熱媒体としてヒートパイプを用いる
ことを提案している。

【００１５】一般に、低温側の処理を行う装置として、
前記熱媒体を加熱プレートの内部に導入し、プレートの
内部を流すことにより、加熱する手法が最も簡単で、安
価にできる。

【００１６】熱媒体を用いてプレートを加熱する場合、
プレートの一方から熱媒体を導入し、おおまか反対側か
ら排出する。

【００１７】ところが、プレートの内部を熱媒体を流す
だけでは、プレート全面で温度分布が生じている。

【００１８】特に、入り口付近では出口付近に比べ高温
になってしまう。

【００１９】フラットパネルディスプレイ基板の乾燥工
程では、一般に５℃以内の温度分布が必要であり、食品
の乾燥に用いられる乾燥装置に比べ、温度分布が厳しい
制御が必要とされている。 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、エネルギー効率が良く、温度分布を
より均一にし得る加熱処理装置及びこれを備えたフラッ
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。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は、被加熱対象物を載置するとともに、内
部に熱媒体を流通させるための中空部を有するプレート
を備え、前記プレートに載置された被加熱対象物に対す
る加熱処理を行う加熱処理装置において、他の加熱処理
装置の排熱によって前記熱媒体を加熱する熱供給手段を
備え、前記熱媒体を前記中空部に導入する導入口及び前
記熱媒体を前記中空部から排出する排出口の少なくとも
いずれか一方を複数設けたことを特徴とする。

【００２１】このようにすれば、他の加熱装置の排熱を
利用して被加熱対象物を加熱することができるので、他
の加熱処理装置としてオーブン加熱炉のように高温の加
熱処理を行い高温の排気を外部に放出するものを用いる
場合でも、エネルギーの有効利用が可能となり、エネル
ギー効率を向上させることができる。また、プレートの
中空部に導入口から排出口に至る熱媒体の流れが一方向
ではなく複数方向に生成されるので、温度分布をより均
一に近づけ、プレート上に載置された被加熱対象物をよ
り均一に加熱することができる。

【００２２】第２の発明は、第１の発明において、前記
導入口及び排出口の少なくともいずれか一方を前記プレ
ートの底面に設けたことを特徴とする。

【００２３】このようにすれば、被加熱対象物を載置し
た状態で導入口を中空部の中央部近傍に配置することが
できる。、第３の発明は、第１又は第２の発明のいずれ
かにおいて、前記排出口が複数設けられており、前記導
入口の少なくともいずれか一つを前記中空部の中央部近
傍に設け、前記排出口の少なくともいずれか二つを前記
中空部の端部近傍に設けたことを特徴とする。

【００２４】このようにすれば、中空部の中央部近傍か
ら端部近傍に至る熱媒体の流れが生成され、被加熱対象
物を載置するプレートの面内で中央部近傍を中心として
各方向にさらに均一な温度分布を実現することができ
る。

【００２５】第４の発明は、第１乃至第３の発明のいず
れかにおいて、前記導入口が複数設けられており、前記
排出口の少なくともいずれか一つを前記中空部の中央部
近傍に設け、前記導入口の少なくともいずれか二つを前
記中空部の端部近傍に設けたことを特徴とする。

【００２６】このようにすれば、中空部の端部近傍から
中央部近傍に至る熱媒体の流れが生成され、被加熱対象
物を載置するプレートの面内で中央部近傍を中心として
各方向により均一な温度分布を実現することができる。
また、温度が低くなりやすい端部近傍で熱媒体はより高
温であるので、温度分布をさらに改善することができ
る。

【００２７】第５の発明は、第１乃至第４の発明のいず
れかにおいて、前記導入口の少なくともいずれか一つは
該導入口を通じて導入される熱媒体を前記中空部の内部
に導く導入手段を備えたことを特徴とする。

【００２８】このようにすれば、導入口の設置部位に拘
わらず導入手段によって熱媒体を中空部の内部の任意の
部位に導くことができ、特に、中空部の中心部分にまで
延びる導入手段を設ければ、中心部からの熱媒体の流れ
を生成することができるので、より均一な熱分布を実現
することができる。従って、導入口をプレートの側方に
設けた場合でも、導入手段を側方から中空部の中心部分
まで設ければ、中心部からの熱媒体の流れを生成するこ
とができるので、より均一な熱分布を実現することがで
き、さらに加熱処理装置の高さを低く抑えることもでき
る。

【００２９】第６の発明は、第１乃至第５の発明のいず
れかにおいて、前記複数設けられた導入口及び排出口の
少なくともいずれかを前記中空部に対してほぼ対称的な
位置に設けたことを特徴とする。

【００３０】このようにすれば、導入口から排出口に至
る熱媒体の流れを中空部に対してより対称性の高いもの
とすることができるので、温度分布をさらに均一にする
ことができる。

【００３１】第７の発明は、第１乃至第６の発明のいず
れかにおいて、前記熱供給手段によって加熱された熱媒
体をさらに加熱する補助熱供給手段を備えたことを特徴
とする。

【００３２】このようにすれば、他の熱処理装置の排熱
から得られる熱量が小さい場合でも、補助熱供給手段で
不足分を補うことによって加熱処理装置に十分な熱量を
供給することができる。

【００３３】第８の発明は、第１乃至第７の発明のいず
れかにおいて、前記熱媒体をヒートパイプを用いて移送
することを特徴とする。

【００３４】このようにすれば、他の加熱処理装置から
得られた熱をより有効に伝達することができる。

【００３５】第１乃至第８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良
く、温度分布をより均一にし得る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。

【００３６】第９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請求項１乃至８のいずれか
に記載の加熱処理装置と、該加熱処理装置の熱媒体に排
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。

【００３７】このようにすれば、エネルギー効率が良
く、フラットパネルディスプレイ基板をよりプレートの
面内でより均一に加熱することができるフラットパネル
ディスプレイ製造装置を提供することができる。

【００３８】

【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。

【００３９】［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。

【００４０】図６は本発明の実施形態に係るフラットパ
ネルディスプレイの製造装置の全体構成を示す。

【００４１】図６において、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、９ａ，９
ｂ，９ｃはヒートパイプでパイプの中を熱媒体（作動
液）が流れる、１０は作動液加熱器、１２は低温処理に
使用されるホットプレート装置で、１３は加熱される
（フラットパネルディスプレイ）基板。ここで、ホット
プレート装置１２が加熱処理装置、基板１３が被加熱対
象物、オーブン加熱炉１１が他の加熱処理装置、排熱回
収器８が熱供給手段、作動液加熱器１０が補助熱供給手
段にそれぞれ相当する。

【００４２】１４が本発明で使用されるホットプレート
で、中を高温の作動液が流れることによって加熱され
る。ここで、ホットプレートがプレートに相当する。

【００４３】オーブン加熱炉１１で加熱された基板から
は揮発成分が出て、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９ａ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。

【００４４】加熱された作動液１２１は、一旦作動液加
熱器１０で加熱される。作動液１２１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。

【００４５】再加熱された作動液１２２は、ヒートパイ
プ９ｂを通じて、ホットプレート１４の中に入り、ホッ
トプレート１４を加熱する。ホットプレート１４の加熱
に使用され、ホットプレートから出た作動液１２３は温
度が下がり、ヒートパイプ９ｃ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。

【００４６】図１は本発明のホットプレートの上面図で
あり、図２はその断面図である。

【００４７】２１ａは加熱プレート、２２は熱媒体の導
入口、２３，２４，２５，２６は熱媒体の排出口であ
る。導入口２２はホットプレートの下面（底面）２１ｂ
の中央部に設けられ、排出口２３，２４，２５，２６は
それぞれホットプレートの端部近傍に設けられている。
２７はホットプレートの下面２１ｂに設けられた熱媒体
導入管、２８，２９は、ホットプレートの下面に設けら
れた熱媒体排出管、３０は中空部である。

【００４８】図中の矢印は、プレート内を流れる熱媒体
の予測流路を示す。

【００４９】ホットプレート１４の上面は大きさ３６０
ｍｍ×４６０ｍｍの加熱プレートから形成されている。
熱媒体導入管２７、熱媒体排出管２８、２９はヒートパ
イプからなり、このヒートパイプの中には、加熱された
作動液が流れている。

【００５０】定常状態に達した時のプレート上の温度分
布は、中央の導入口付近が最も温度が高く８５℃で、周
辺の出口付近は７８度であった。

【００５１】本実施形態では、導入口をホットプレート
下面２１ｂの中央部に設け、４つの排出口を端部近傍に
設けているが、排出口を中央部に設け、４つの導入口を
端部近傍に設けるようにしてもよい。

【００５２】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、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処理があ
るが、これに限られるものではない。

【００５３】［第２の実施形態］図３は本発明の第２の
実施形態に係るホットプレート５４を示す上面図であ
る。実施形態１と同様の構成には同様の符号を用いて説
明を省略する。

【００５４】３１，３２，３３，３４は熱媒体の導入口
であり、３５，３６，３７，３８，３９は熱媒体の排出
口である。導入口３１，３２，３３，３４及び排出口３
５，３６，３７，３８，３９はいずれもホットプレート
の下面の中央部を中心として対称的な位置に設けられて
いる。 導入口をプレートの周辺と中心の間に設けたた
め、温度分布は実施形態１に比べ向上した。

【００５５】［第３の実施形態］図４は本発明の第３の
実施形態に係るホットプレート６４を示す上面図であ
る。

【００５６】第１の実施形態との違いは、ホットプレー
ト６４の横面から、導入パイプ４０をプレートの中心部
分まで差し込んだ構造にしたことである。排出パイプ４
１，４２，４３も中空部３０内に若干差し込まれてい
る。また、排出パイプ４１，４２，４３は、導入パイプ
４０が差し込まれている中空部３０の中心部分を中心と
して対称的な位置に設けられている。ここでは、導入手
段は導入パイプと一体にその差し込み部分として形成さ
れている。

【００５７】この場合も、実施形態１と同様の温度分布
が得られた。

【００５８】本実施形態では導入パイプ４０を中空部３
０内に差し込んでいるが、導入口から中空部３０の内部
に至る別体の導入手段を設けても良い。

【００５９】［比較例］図５は、従来のように、導入口
と排出口を１カ所だけ設けたホットプレート７４を示す
上面図である。

【００６０】この場合は、導入口付近の温度は８５度で
あったが、排出口付近は６０度でり、フラットパネルデ
ィスプレイ基板の乾燥に用いると、排出口付近で十分な
乾燥ができなかった。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の加熱処
理装置によれば、エネルギー効率が良く、被加熱対象物
の均一な加熱が可能となる。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により、エネルギー効率
の良く、均一な加熱が可能なフラットディスプレイパネ
ル製造装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るホットプレート
の上面図である。

【図２】図１に示すホットプレートの断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係るホットプレート
の上面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態に係るホットプレート
の上面図である。

【図５】ホットプレートの比較例を示す図である。

【図６】本発明の実施形態に係る製造装置を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，１３ フラットパネルディスプレイ基板 ８ 排熱回収器 ９ａ，９ｂ，９ｃ ヒートパイプ １０ 作動液加熱器 １１ オーブン加熱炉 １２ ホットプレート装置 １４，５４，６４ ホットプレート ２１ａ 加熱プレート ２１ｂ ホットプレート下面 ２２，，３１，３２，３３，３４ 導入口 ２３，２４，２５，２６，３５，３６，３７，３８，３
９ 排出口 ２７ 熱媒体導入管 ２８，，２９ 熱媒体排出管 ３０ 中空部 ４０ 導入パイプ ４１，４２，４３，４４， 排出パイプ １２１，１２２，１２３ 作動液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 FA18 FA30 HA01 HA03 MA20 3L113 AA01 AB02 AC01 AC08 AC48 AC49 AC52 AC63 AC65 AC67 BA34 DA02 DA03 DA11 5C012 AA09 BB01 BB07 5C040 FA01 FA02 GA09 JA21 JA22 MA23 MA26 5G435 AA00 AA17 BB00 KK05 KK10

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加熱対象物を載置するとともに、内部
   に熱媒体を流通させるための中空部を有するプレートを
   備え、 前記プレートに載置された被加熱対象物に対する加熱処
   理を行う加熱処理装置において、 他の加熱処理装置の排熱によって前記熱媒体を加熱する
   熱供給手段を備え、 前記熱媒体を前記中空部に導入する導入口及び前記熱媒
   体を前記中空部から排出する排出口の少なくともいずれ
   か一方を複数設けたことを特徴とする加熱処理装置。
2. 【請求項２】 前記導入口及び排出口の少なくともいず
   れか一方を前記プレートの底面に設けたことを特徴とす
   る請求項１記載の加熱処理装置。
3. 【請求項３】 前記排出口が複数設けられており、 前記導入口の少なくともいずれか一つを前記中空部の中
   央部近傍に設け、 前記排出口の少なくともいずれか二つを前記中空部の端
   部近傍に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れかに記載の加熱処理装置。
4. 【請求項４】 前記導入口が複数設けられており、 前記排出口の少なくともいずれか一つを前記中空部の中
   央部近傍に設け、 前記導入口の少なくともいずれか二つを前記中空部の端
   部近傍に設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れかに記載の加熱処理装置。
5. 【請求項５】 前記導入口の少なくともいずれか一つは
   該導入口を通じて導入される熱媒体を前記中空部の内部
   に導く導入手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれかに記載の加熱処理装置。
6. 【請求項６】 前記複数設けられた導入口及び排出口の
   少なくともいずれかを前記中空部に対してほぼ対称的な
   位置に設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
   かに記載の加熱処理装置。
7. 【請求項７】 前記熱供給手段によって加熱された熱媒
   体をさらに加熱する補助熱供給手段を備えたことを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれかに記載の加熱処理装
   置。
8. 【請求項８】 前記熱媒体をヒートパイプを用いて移送
   することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載
   の加熱処理装置。
9. 【請求項９】 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８のいずれかに記載の加熱
   処理装置と、該加熱処理装置の熱媒体に排熱を供給する
   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。