JP2004253795A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輻射熱を付加することで被加熱基板を加熱するホットプレートと、ホットプレートに備えられ、被加熱基板が加熱されている間に、被加熱基板をホットプレートから間隔を有するように保持する基板支持ピンとを有する加熱装置において、基板支持ピンで保持された被加熱基板を均一に加熱することができる加熱装置を提供する。
【解決手段】 被加熱基板（１０）を輻射加熱するホットプレート（２）と、ホットプレートに形成された貫通孔（６）に昇降可能に配置され被加熱基板を昇降させるリフトピン（５）と、ホットプレートに固定され被加熱基板が加熱される間に被加熱基板をホットプレートから間隔を有するように保持するプロキシミティピン（１１）とを有する加熱装置（１０１）において、ホットプレートにおけるプロキシミティピンの周囲、又は貫通孔の周囲に輻射熱を低減させる減熱部（１３、７）を備えさせる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロキシミティピンまたはリフトピンに代表される基板支持ピンで保持された被加熱基板を加熱する加熱装置に関するものであり、特に、液晶配向膜用ポリイミド印刷装置と併用する場合など、上記被加熱基板上に塗布または印刷にて供給された膜原料溶液を乾燥させて薄膜を形成する薄膜形成用の加熱装置に関する。

従来、この種の加熱装置としては様々な構造のものがあり、たとえば、図２７に示すような構造を有する加熱装置５０１がある。図２７に示すように、加熱装置５０１は、被加熱基板５１０を加熱するホットプレート５０２と、ホットプレート５０２に形成された夫々の貫通孔５０６に上下動可能に配置され、被加熱基板５１０を支持しながら昇降させる夫々のリフトピン５０５と、ホットプレート５０２の表面に固定されて、被加熱基板５１０が加熱される間に被加熱基板５１０をホットプレート５０２から所定の間隔を有するように保持する夫々のプロキシミティピン５１１とを備えている。

このような構成の加熱装置５０１においては、前工程によって処理された被加熱基板５１０が図示しない搬送装置によって加熱装置５０１に搬入されると、上昇状態にある夫々のリフトピン５０５（図２７において点線で示す状態）によって被加熱基板５１０が保持され、当該保持状態にて夫々のリフトピン５０５を下降させて被加熱基板５１０を夫々のプロキシミティピン５１１により保持させるように、被加熱基板５１０の受渡しを行ない、それとともに、ホットプレート５０２により被加熱基板５１０の加熱処理を行なう（図２７において実線で示す状態）。所定時間の加熱処理が完了すると、夫々のリフトピン５０５を夫々の貫通孔５０６に沿って上昇させることで、夫々のプロキシミティピン５１１から夫々のリフトピン５０５へ被加熱基板５１０の受渡しを行なって、被加熱基板５０５を上記搬送装置によって加熱装置５０１から搬出するように動作させる（たとえば、特開２００１−４４１１７号公報参照）。

このような構成の加熱装置５０１を用い、被加熱基板５１０上に塗布された膜原料溶液、たとえば、配向膜インキやレジスト膜インキなどを乾燥させる場合、夫々のリフトピン５０５や夫々のプロキシミティピン５１１等の基板支持ピンが被加熱基板５１０に接触する箇所においてリング状の乾燥むらが発生することがある。

具体的には、ホットプレート５０２から輻射熱が付与されることで加熱された状態にある被加熱基板５１０において、夫々のリフトピン５０５やプロキシミティピン５１１との接触による熱伝導に伴い、局部的な高温化が生じ、被加熱基板５１０の表面に略円形の高温部分が発生し、被加熱基板５１０上に温度むらが生じることとなる。

また、夫々のリフトピン５０５を上下に動かせるように設けた夫々の貫通孔５０６を通過する高温の上昇気流による局部的な高温化によっても、被加熱基板５１０の表面に略円形の高温部分が発生する。すなわち、ホットプレート５０２の表面と被加熱基板５１０の図示下面とは、通常、０．１〜５ｍｍ程度の間隔が保持された状態にて加熱が行なわれるが、夫々のリフトピン５０５を上下させるための貫通孔５０６が存在することにより、夫々の貫通孔５０６の至近距離に被加熱基板５１０が配置されることとなり、筒状に上昇してきた気流がそのままの形で被加熱基板５１０の図示下面に当たり、被加熱基板５１０上に強い温度むらを生じさせることになる。

このような被加熱基板５１０上に供給されたインキなど液体を乾燥させる場合において、被加熱基板５１０の表面の温度が被加熱基板５１０上の各点で均一とならないような場合にあっては、上記供給された液体は均一に乾燥せず、乾燥の早い部分と遅い部分が発生する。結果として、乾燥の早い部分と遅い部分では、乾燥後形成される固形物による膜に膜厚差が生じる。被加熱基板５１０上の液体は先に乾燥し始めた方から乾燥の遅い方へ移動または逆方向へ移動することに起因すると推測される。

したがって、乾燥むらを防止するためには、乾燥途中の被加熱基板５１０の表面の温度を一定に保つ必要がある。被加熱基板５１０の表面温度を一定に保つには、夫々のリフトピン５０５やプロキシミティピン５１１の頂部に熱伝導率の小さなプラスチック材料からなる先尖物を取付け、リフトピン５０５やプロキシミティピン５１１と被加熱基板５１０との接触伝熱による熱が被加熱基板に伝わりにくいようにする方法がある（たとえば特許文献１参照）。
実開平６−２６７７号公報

近年、このような液晶配向膜用ポリイミド印刷装置でポリイミド（上記膜原料溶液の一例である）を印刷し、上記基板支持ピンを使用した加熱装置で乾燥させた被加熱基板を用いて製造した液晶表示装置（いわゆる液晶パネル）は益々大型化の傾向にある。この液晶パネルの大型化に伴い、大型化された上記被加熱基板に対して加熱乾燥処理を行なう場合の温度分布の均一性を実現することが困難となってきている。実際に、このような加熱装置を用いて乾燥させた被加熱基板を用いて製造した液晶パネルでも、実際に点灯してみるとかすかながら乾燥むらが現認できる。

また、上記液晶パネルの大型化だけでなく、高性能化も併せて求められるようになってきており、従来問題とされなかったようなかすかな乾燥むらまでもが問題とされるようになっている。

確かに、リフトピン５０５やプロキシミティピン５１１の先端に熱伝導率の小さなプラスチック材料を配置した効果は相当程度ではあるが、上記かすかな乾燥むらが現認できる、その対策としては完全であるとは言えない。

さらに、このような加熱装置の構成を用いるような場合であっても、ホットプレートの貫通孔から上昇する高温の上昇気流に対しては無力であり、乾燥むらの発生要因となる。

したがって、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、輻射熱を付加することで被加熱基板を加熱するホットプレートと、上記ホットプレートに備えられ、上記被加熱基板が加熱されている間に、上記被加熱基板を上記ホットプレートから間隔を有するように保持する基板支持ピンとを有する加熱装置において、上記基板支持ピンで保持された上記被加熱基板を均一に加熱することができる加熱装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、以下のように構成している。

本発明の第１態様によれば、輻射熱を付加することで被加熱基板を加熱するホットプレートと、上記ホットプレートに備えられ、上記被加熱基板が加熱されている間に、上記被加熱基板を上記ホットプレートから間隔を有するように保持する基板支持ピンとを有する加熱装置において、上記ホットプレートにおける上記基板支持ピンの周囲に、当該周囲より上記被加熱基板に輻射される熱量を低減させる減熱部を備え、上記基板支持ピンを通した接触伝熱による上記ホットプレートから上記被加熱基板への熱量付加に伴う当該被加熱基板の温度上昇を抑制するように、上記周囲から上記被加熱基板（すなわち、上記被加熱基板において、上記周囲に相対する部分）に付加される輻射熱量を、上記減熱部により低減させる加熱装置を提供する。

また、上記ホットプレートは輻射と併せて対流によっても熱を上記被加熱基板に付加するような場合、すなわち、輻射熱等（輻射熱と対流熱）を付加するような場合であってもよい。このような場合にあっては、上記接触伝熱による上記ホットプレートから上記被加熱基板への熱量付加に伴う当該被加熱基板の温度上昇を抑制するように、上記周囲から上記被加熱基板に付加される輻射熱量および対流熱量を、上記減熱部により低減させることができる。

本発明の第２態様によれば、上記基板支持ピンは、上記ホットプレートに固定され、上記被加熱基板が加熱されている間に、当該被加熱基板を上記ホットプレートから間隔を有するように保持するプロキシミティピンである第１態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、上記基板支持ピンは、上記ホットプレートに形成された貫通孔に沿って上下動可能に配置され、上記被加熱基板が加熱されている間に、当該被加熱基板を上記ホットプレートから間隔を有するように突き上げて保持するリフトピンである第１態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、上記減熱部は、上記ホットプレートとは別部材として形成された減熱部材であり、少なくとも上記ホットプレートと上記減熱部材との接触面における接触抵抗を用いて、上記輻射熱量を低減させる第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の加熱装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、上記減熱部は、上記基板支持ピンの周囲に配置された複数の上記減熱部材にてなる第４態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、上記減熱部材は、複数の部材による積層構造を有し、夫々の層間の接触面における接触抵抗を用いて、上記輻射熱量を低減させる第４態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、上記被加熱基板と上記減熱部材との間の間隔寸法が、上記被加熱基板と上記ホットプレートとの間の上記間隔寸法よりも大きくなるように、当該減熱部材が上記ホットプレートに配置されている第４態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、上記減熱部は、上記基板支持ピンの周囲に形成された凹部であり、上記被加熱基板と上記凹部の内底表面との間の間隔寸法が、上記被加熱基板と上記ホットプレートとの間の上記間隔寸法よりも大きくなるように、上記凹部が形成されることで、上記輻射熱量の低減を行なう第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の加熱装置を提供する。

本発明の第９態様によれば、上記凹部は、上記内底表面に上記基板支持ピンの中心に向けた深さ勾配を有する第８態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第１０態様によれば、上記減熱部は、上記ホットプレートの表面沿いにおいて、上記基板支持ピンの中心と略合致するようにその中心が配置された略円形または略多角形状の外周端部を有する第１態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第１１態様によれば、上記貫通孔は、その孔径が上記ホットプレートの内部よりも上面近傍において拡大されるように形成されている第３態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第１２態様によれば、上記リフトピンの周囲に、上記貫通孔より上記被加熱基板に向けて生じる上昇気流を遮るように配置された遮蔽板を備える第３態様に記載の加熱装置を提供する。

本発明の第１３態様によれば、上記加熱装置は、上記被加熱基板の表面に供給された膜原料溶液を、当該被加熱基板を加熱することで乾燥させて、上記表面に薄膜を形成する薄膜形成用加熱装置である第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の加熱装置を提供する。

本発明の上記第１態様によれば、ホットプレートよりの輻射熱の付加により被加熱基板（以降単に基板という）の加熱を行なう際に、上記基板を上記ホットプレートから所定の間隔を有するように保持（支持）する基板支持ピンが用いられることに伴って、上記基板と上記基板支持ピンとの接触伝熱により、上記接触部分において、他の部分よりも余分に熱量が付加されることとなり、上記基板の均一な加熱が阻害されることが考えられるが、上記ホットプレートにおける上記基板支持ピンの周囲に減熱部が備えられ、当該減熱部が備えられている部分よりの輻射熱量が、上記接触伝熱に伴う余分な熱量による上記基板の温度上昇を抑制するように、低減されていることにより、上記均一な加熱の阻害を未然に防止することができる。したがって、上記基板を均一に加熱することができ、均一な加熱が行なわれないことにより生じる問題を未然に防止することができる。たとえば、加熱による乾燥処理により上記基板上に均一な膜厚の薄膜を形成するような場合における上記薄膜の膜厚の均一化を高精度に達成することができる。

本発明の上記第２態様によれば、上記基板支持ピンが、特に大型の液晶パネル用の基板であるような場合にあっては、当該基板における薄膜形成領域において、上記基板の支持をプロキシミティピンにより行なう必要があり、当該プロキシミティピンによる支持部分における基板への影響の発生を確実に防止することができる。また、このような上記プロキシミティピンは、上記加熱処理の際においても、上記基板を支持している時間が比較的長く、上記基板への接触により伝熱させる熱量も大きいことから、本態様による効果をより効果的に得ることができる。

本発明の上記第３態様によれば、このような上記基板の自動化処理のためには、上記基板を昇降させて搬送可能な状態とさせるためのリフトピンが必要となるが、上記基板支持ピンが上記リフトピンであるような場合であっても、上記第１態様による効果を確実に得ることができる。

本発明の上記第４態様によれば、上記減熱部が上記ホットプレートとは別部材、すなわち、独立した減熱部材として形成されることにより、上記ホットプレートと上記減熱部材との接触面における接触抵抗を用いることで、上記ホットプレートから上記減熱部材に伝熱される熱量を低減させることができ、その結果として、当該減熱部材から上記基板に対して輻射される熱量を低減させることができる。さらに、上記減熱部材を上記ホットプレートよりも熱伝導率の小さな材料で形成すれば、さらに上記輻射熱量を低減させることが可能となる。

本発明の上記第５態様によれば、上記減熱部が、上記基板支持ピンの周囲に配置された複数の上記減熱部材からなることにより、上記夫々の態様による効果を得ることができるとともに、その配置位置や個々の部材の大きさ、形状、さらに配置密度や複数の種類の部材の混合配置等の手法を用いることで、上記輻射熱量の調整を多様性をもって容易に行なうことが可能となる。

本発明の上記第６態様によれば、上記減熱部材を多層構造とすることによっても、上記接触抵抗の積極的な活用による減熱効果や、複数の種類の部材の積層等による当該減熱量の調整の容易性を得ることができる。

本発明の上記第７態様によれば、上記基板と上記減熱部材との間隔寸法を調整することで、両者間の距離に比例した減熱効果を得ることができ、減熱量の調整を容易なものとすることができる。

本発明の上記第８態様によれば、上記減熱部は、部材として構成される場合に限らず、上記基板支持ピンの周囲に形成された凹部とするような場合であっても、上記基板と上記凹部の内底表面との距離による輻射熱の減少効果を利用することで、上記輻射熱の低減による上記基板の温度分布の均一化を図ることができる。

本発明の上記第９態様によれば、上記凹部の内底表面に上記基板支持ピンの中心に向けた深さ勾配を設けることで、当該凹部の内底表面より対向する上記基板に向けて輻射される熱量も、上記基板支持ピンの近傍で小さく、離れるにしたがって緩やかに大きくなるというように、上記基板支持ピンの接触伝熱による熱量の付加量に応じた輻射熱量の微妙な調整を行なうことができる。

本発明の上記第１０態様によれば、上記減熱部が、上記基板支持ピンの中心をその中心とした略円形または略多角形状の外周端部を有することにより、上記基板支持ピンを中心とした上記伝熱による付加熱量の広がりに応じて、上記減熱部による減熱領域を形成することができる。

本発明の上記第１１態様によれば、上記リフトピンが昇降される上記貫通孔内部より上記基板に向けて吹出すような高温の上昇気流が発生し、上記上昇気流が上記基板に接触することにより、上記基板の温度分布に局部的な乱れを生じさせることとなるが、上記貫通孔が上記ホットプレートの上面近傍にて拡大されていることで、上記上昇気流を拡散させた状態で吹出させることができる。したがって、当該上昇気流による上記基板の温度分布への影響を低減させることができ、より均一な温度分布を形成することができる。

本発明の上記第１２態様によれば、上記貫通孔内に遮蔽板が設けられていることによっても、上記上昇気流の拡散、あるいは遮蔽を行なうことができ、上記基板の温度分布の均一化に寄与することができる。

本発明の上記第１３態様によれば、上記加熱装置が、上記基板の表面に供給された膜原料溶液を、当該基板を加熱することで乾燥させて、上記表面に薄膜を形成する薄膜形成用加熱装置であることにより、当該加熱処理の際における温度分布の均一化を実現し、その結果として、均一化された膜厚分布を有する上記薄膜の形成を実現することができる。さらに、従来あまり問題とされなかったような乾燥むら（サーマルイメージ：Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｅ）の発生を防止することができ、高精度な薄膜形成を行なうことができる。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。

まず、本発明にて用いられている用語の定義について述べる。

用語「プロキシミティピン（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ−ｐｉｎ）」とは、被加熱基板の加熱処理において、ホットプレートに上記被加熱基板を吸着させずに、当該被加熱基板と上記ホットプレートとの間に、所定の間隔を有するように当該被加熱基板を保持するための間隔保持ピンのことである。また、このように上記プロキシミティピンにて上記所定の間隔が保持された状態で、上記ホットプレートからの輻射熱により行なわれる上記被加熱基板の加熱処理のことをプロキシミティベーク（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｂａｋｅ）という。

用語「サーマルイメージ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｅ）」とは、塗布若しくは印刷後の仮乾燥段階で、被加熱基板の温度むらにより発生する膜厚むらのことである。このような温度むらはリフトピン、プロキシミティピン、あるいはロボットハンド等、上記被加熱基板と接触されるものとの熱伝導や貫通孔において生じる上昇気流により生じる。

以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。

本発明の一の実施形態にかかる加熱装置の一例である薄膜形成用の加熱装置１０１の主な構成を示す模式図を図１に示す。

図１に示すように、加熱装置１０１は、その上方に配置された被加熱基板の一例である基板１０に対して、その図示上面側を加熱表面として輻射熱を付加して加熱するホットプレート２と、このホットプレート２の上面に備えられ、基板１０に対する上記加熱の際に、基板１０をホットプレート２から所定の間隔を有するように保持する複数の基板支持ピン５、１１とを備えている。

このような加熱装置１０１においては、その上面に膜原料溶液が供給された状態の基板１０を、ホットプレート２の上記加熱表面から所定の間隔を有するように夫々の基板支持ピン５、１１で支持した状態にて、ホットプレート２の上記加熱表面から基板１０に対して輻射加熱を行なうことで、基板１０全体が略均一に加熱されながら、上記膜原料溶液を乾燥させることで、基板１０上に薄膜を形成する膜形成処理が行なわれる。

また、加熱装置１０１が備える夫々の基板支持ピン５、１１は、その使用目的および機能により２種類に分けることができる。１つの種類としては、ホットプレート２の上方の所定の高さ位置に基板１０が位置されるように、加熱処理の際に基板１０の支持を行なうためのプロキシミティピン（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ−ｐｉｎ）１１であり、もう１つの種類としては、プロキシミティピン１１に基板１０を支持可能にするため、その上方に配置された基板１０を支持しながら下降させるとともに、プロキシミティピン１１に支持された基板１０をその下方より突き上げるように上昇させて排出させるためのリフトピン（ｌｉｆｔ−ｐｉｎ）５である。以下、この加熱装置１０１の構成、特に、夫々のリフトピン５およびプロキシミティピン１１に関係する構成を中心について詳細に説明する。

ここで、加熱装置１０１において、ホットプレート２の上方において、膜原料溶液８がその上面に塗布された基板１０が、プロキシミティピン１１により支持された状態を示す模式断面図を図２に示す。図２に示すように、ホットプレート２は、基板１０を加熱するものであり、たとえば、電力などによって熱を発生する発熱部４と、この発熱部４から付加される熱を基板１０に対して輻射放熱するトッププレート部３とを組み合わせてなるものなどを用いることができる。なお、ホットプレート２はこのように組み合わせて構成されるもののみに限られることなく、たとえば、上記発熱部単体にて構成されるような場合であってもよい。また、このような発熱部４としては、シーズヒータ等を用いることができ、トッププレート部３は、伝熱性が良好な金属材料として、たとえばアルミニウムで形成することができる。また、基板１０としては、配向膜インキやレジスト膜インキなどの膜原料溶液８が塗布されたガラス板など、平板状のものを用いることができる。

また、図２に示すように、ホットプレート２の上面、すなわち、トッププレート部３の上面には、基板１０が加熱される間に基板１０をホットプレート２から一定の間隔を有して保持するように、プロキシミティピン１１が配置して固定される。

プロキシミティピン１１はその上方側先端部で基板１０を支持することが可能となっており、さらに、上記先端部が尖端部として形成されていることで、小さな支持面積で基板１０の支持を行ない、当該支持による基板１０へ影響低減が図られている。また、プロキシミティピン１１としては、熱伝導率の小さなポリエーテルイミド樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂などのプラスチック材料からなるものを用いるとよい。また、このように、プラスチック材料にて全体が形成されるような場合に代えて、プロキシミティピン１１の本体部が剛性の高い金属材料（たとえば、ステンレス材料）で形成し、その先端部のみをプラスチック材料で形成するような場合であってもよい。また、プロキシミティピン１１は、たとえば、その直径が０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲にて形成されている。なお、プロキシミティピン１１は、単線材として形成される場合、あるいは複数の細い線材の集合体として形成される場合のいずれの場合であってもよい。

また、図２に示すように、ホットプレート２の図示上面におけるプロキシミティピン１１の周囲には、ホットプレート２とは別部材からなる（すなわち、独立した部材からなる）減熱部および減熱部材の一例である温度調節部材１３が配置されている。この温度調節部材１３は、後述するように、トッププレート部３から基板１０に向けて付加される輻射熱量を、温度調節部材１３が設けられた部分において低減させるという機能を有している。また、温度調節部材１３を配置する箇所は、ホットプレート２の上面付近、すなわち、トッププレート部３の上面付近でもトッププレート部３の中程付近でもよい。ただし、温度調節部材１３と発熱部４とが直接的に接触しないように配置させることが好ましい。

このような温度調節部材１３としては、図６の温度調節部材１３の模式平面図に示すように、たとえば、その外周端部が略円形状を有し、その直径が０．１〜２０ｍｍ程度、厚さ０．００１ｍｍ以上のリング形状のものを用いることができる。この場合、上記リング形状の内径は、プロキシミティピン１１の周面と接するように、プロキシミティピン１１の直径と略同じ寸法として形成することができ、あるいは、プロキシミティピン１１の周面と接しないように間隙をもって形成することで、上記間隙を、温度調節部材１３よりプロキシミティピン１１への伝熱量を低減させる減熱帯として用いることもできる。また、温度調節部材１３の材料としては、アルミニウムなどの金属材料からなるホットプレート２の表面素材より熱伝導率の低い材料が用いられることが好ましく、たとえば、ポリイミド系樹脂、パーフルオロアルコキシ系樹脂などの合成樹脂、セラミック材料などの熱伝導率の低い材料を用いることができる。なお、ホットプレート２の表面素材と同一の材料、あるいは、当該表面素材と熱伝導率の近い材料を用いることもできる。その他、合金材料等を含めた金属材料、自然石材等も用いることができる。ただし、ホットプレート２による加熱温度に対する耐熱性を有していることが必要であり、たとえば、２００℃程度以上の耐熱温度を有していることが好ましい。

また、図２に示すように、温度調節部材１３は、ホットプレート２におけるトッププレート部３の上面において、プロキシミティピン１１の周囲に当該温度調節部材１３の形状に合致するように形成された穴部に嵌め込むことで配置させることができる。また、このような配置は、耐熱性接着材料による接着固定手段やネジ止めによる固定手段を用いることで保持させることができる。なお、図示しないが、トッププレート部３の上面に温度調節部材１３を耐熱性接着剤を用いて直接接着して固定するような場合であってもよい。

このように、温度調節部材１３をホットプレート２のプロキシミティピン１１の周囲に配置することにより、プロキシミティピン１１で保持された基板１０に対して輻射される熱量を調節することができる。具体的には、温度調節部材１３の材料としてホットプレート２の表面素材より熱伝導率が低いものを選択することにより、温度調節部材１３の周囲におけるホットプレート２の表面から直接的に基板１０に輻射される熱量よりも、ホットプレート２から温度調節部材１３を介して基板１０に輻射される熱量を大きく減少させることができる。また、温度調節部材１３として、ホットプレート２の表面素材と熱伝導率が近いものを選択することにより、基板１０に対して輻射される熱量をわずかに減少させることができる。なお、ホットプレート２の表面素材と同一の材料を用いた場合であっても、温度調節部材１３とホットプレート２との接触面における接触抵抗によって、ホットプレート２から温度調節部材１３への伝熱量を微小に低減させることができるため、これに伴って上記輻射熱量を微小に低減させることができ、基板１０の微妙な温度調節を行うことが可能となる。たとえば、ホットプレート２の表面温度が１５０℃程度であるような場合にあっては、このような接触抵抗により２〜３℃程度温度を低下させることができる。

また、温度調節部材１３をホットプレート２の上面付近に配置する場合において、図３の模式説明図に示すように、温度調節部材１３の上面が、ホットプレート２の上面より高い位置にあるように配置、すなわち、基板１０とホットプレート２との間の間隔寸法よりも、基板１０と温度調節部材１３との間の間隔寸法が小さくなるように配置してもよい。このようにすることにより、たとえば、温度調節部材１３から基板１０への輻射熱量の減熱量が大きくなりすぎたような場合であっても、この温度調節部材１３と基板１０との間の間隔寸法を小さくするような調整を行なうことで、上記減熱量を適切な量に調整することが可能となる。また、逆に、図４の模式断面図に示すように、温度調節部材１３の上面が、ホットプレート２の上面より低い位置にあるように配置、すなわち、基板１０とホットプレート２との間の間隔寸法よりも、基板１０と温度調節部材１３との間の間隔寸法が大きくなるように配置してもよい。このようにすることにより、温度調節部材１３から基板１０に輻射される熱量を、その周囲におけるホットプレート２から直接的に基板１０に輻射される熱量よりもさらに小さくすることができ、その結果として、温度調節部材１３が相対する部分における基板１０の温度をその周囲よりも低くするような温度調節を行なうことができる。なお、ホットプレート２の上面の高さ位置に対する温度調節部材１３の上面の高さ位置の差は、たとえば、−（トッププレート部３の厚さ寸法）〜＋５ｍｍ程度の範囲で調整することが好ましい。ただし、プロキシミティピン１１との接触位置を中心として、直径１５ｍｍ程度の範囲が伝熱による温度変化の影響を受ける領域であることを考慮すれば、−２０ｍｍを超える差が付けられるような場合には、それ以上の効果を期待することができないものと考えられる。

また、温度調節部材１３の形状は、その周囲の形状が略円形のリング形状とされる場合のみに限られるものではない。たとえば、このような場合に代えて、温度調節部材１３の外周端部の形状が、多角形であるような場合であってもよい。具体的には、図７に示すように、周囲の形状がのこぎり歯のような形状の多角形であるように構成された温度調節部材１３Ａや、図８に示すように、正八角形に構成された温度調節部材１３Ｂを用いることができる。温度調節部材１３Ｂのように周囲の形状を正多角形とすることで、略円形の形状と近似することができ、また、温度調節部材１３Ａのように、周囲の形状をのこぎり歯形状とすることで、ホットプレート２と温度調節部材１３との境界線があいまいとなり、相対する基板１０の温度調節をよりなだらかなものとすることができる。

さらに、図９や図１０に示すように、プロキシミティピン１１の周囲に、複数の部材が配置されることにより、温度調節部材１３Ｃ、１３Ｄが構成されるような場合であってもよい。たとえば、図９の温度調節部材１３Ｃは、４つの部分円環部材１４Ｃがプロキシミティピン１１の中心位置をその中心として環状に配置されることにより、略環状形状にて構成されている。また、図１０の温度調節部材１３Ｄは、８つの円形部材１４Ｄが、プロキシミティピン１１の周囲に略均等に配置されることにより構成されている。このように、複数の部材を用いて温度調節部材１３Ｃ、１３Ｄが構成されるような場合であっても、夫々の部材の形状や間隔を調整することで、温度調節部材としての機能を備えさせることができる。なお、このような部材は、上述のように部分円環部材１４Ｃや円形部材１４Ｄであるような場合の他に、三角形部材や方形部材等、様々な形状の部材を用いることができる。もちろん、複数種類の形状の部材が混合して配置されるような場合であってもよい。

また、図１１に示すように、プロキシミティピン１１の周囲に、多数の微細な粒子部材１４Ｅを配置させることにより、温度調節部材１３Ｅを構成することもできる。さらに、図１２に示すように、多数の線状部材１４Ｆを互いに略平行に配置することで、温度調節部材１３Ｆを構成することもできる。もちろん、このような線状部材１４Ｆの配列は様々なパターンを取ることができ、たとえば、格子状に配列することや不規則な配列等とすることもできる。このような温度調節部材１３Ｅ、１３Ｆによれば、粒子部材１４Ｅや線状部材１４Ｆの配置密度や材質を調整することで、温度調節部材１３Ｅ、１３Ｆの減熱能力を微小に調整することができるという利点がある。

また、図１３に示すように、複数の線状部材１４Ｇを、プロキシミティピン１１の周囲に略放射状に配置させることで、温度調節部材１３Ｇを構成することもできる。さらに、図１４に示すように、複数の任意形状の部材１４Ｈを配置させることで、温度調節部材１３Ｈを構成することもできる。

なお、温度調節部材１３の形状を多角形等、複雑な形状にするような場合にあっては、ホットプレート２および温度調節部材１３の加工が複雑となるため、温度調節部材１３の形状を多角形等にするかどうかは、要求される膜厚平滑性と、加熱装置１０１の許される製造原価により選択するとよい。

また、上述の温度調節部材１３の様々な形状や配置を採用するような場合の他に、ホットプレート２におけるプロキシミティピン１１の周囲に冷却手段を設けるような場合であってもよい。冷却手段を設けることにより、上記周囲における温度を部分的に低減することができ、それに伴って輻射される熱量をも低減することができるからである。なお、このような冷却手段としては、たとえば、空気冷却管や水冷管等の流体冷却手段、あるいは空冷フィン等を用いることができる。また、上記流体冷却手段を用いるような場合にあっては、たとえば、空気なら６０ｃｃ／ｍｉｎ〜６００ｃｃ／ｍｉｎの流量範囲、水なら６ｃｃ／ｍｉｎ〜６０ｃｃ／ｍｉｎの流量範囲とすることが好ましい。さらに、空冷フィンを用いる場合にあっては、たとえば、空冷フィンの設置領域の面積に対して、フィン表面積（伝熱面積）を１．１〜１０倍程度の間で採用することができる。

さらに、温度調節部材１３を別部材とするような場合に代えて、ホットプレート２の表面におけるプロキシミティピン１１の周囲に、プロキシミティピン１１の中心をその中心とした略同心円状あるいは同心多角形の切れ目を設けるような場合であってもよい。このような切れ目を形成することで、当該切れ目部分において、接触抵抗により伝熱量が減少され、その結果として、当該部分の温度を他の部分よりも低下させることができ、輻射熱量の低減を図ることができるからである。なお、このような切れ目は、たとえば、１箇所〜２０箇所程度の範囲で形成することが好ましい。

このように、ホットプレート２におけるプロキシミティピン１１の周囲に、温度調節部材１３を配置させることで、ホットプレート２より直接的に基板１０に輻射される熱量よりも、温度調節部材１３を介して輻射させる熱量を減少させることができる。これにより、プロキシミティピン１１と基板１０との接触により伝熱される熱量を、上記輻射熱量を減少させることで相殺する、言い換えれば、上記伝熱熱量分だけ、上記輻射熱量を減少させることで、擬似的に上記伝熱が生じなかったようにすることができる。したがって、プロキシミティピン１１と基板１０との接触による伝熱に伴って、基板１０においてプロキシミティピン１１が位置する箇所を中心とする円形の高温部分が発生することを防止することができ、基板１０の温度分布の均一化を図ることができる。なお、乾燥させる基板１０の厚さ、塗布する材料の揮発温度、塗布量などを考慮して、温度調節部材１３の配置、形状、形成材料を選択することで、上記輻射熱量の減少量を調節することができる。

また、ホットプレート２よりも熱伝導率の低い材料を温度調節部材１３に使用した場合には、プロキシミティピン１１自体の温度を下げることができ、より一層の効果がある。

また、基板１０に対する輻射熱を調節するための減熱部は、上述した温度調節部材１３のように、部材として構成されるような場合に限られるものではない。たとえば、このような場合に代えて、図５に示すように、プロキシミティピン１１の周囲におけるホットプレート２上面に凹部２３を形成することで、この凹部２３を上記減熱部として機能させるように構成してもよい。図５に示すように、凹部２３は、ホットプレート２のプロキシミティピン１１の周囲にてリング形状に形成されており、その内底表面の高さ位置が、ホットプレート２の上面よりも低くなるように形成されている。この凹部２３の外周の直径は、０．１〜２０ｍｍ程度、深さは０．０１ｍｍ以上で調節するとよい。

また、凹部２３の形状は、リング形状だけでなく、上述した温度調節部材１３と同様に多角形形状等、様々な形状を取り得る。特に、凹部２３の内底表面において、プロキシミティピン１１の中心に向けて、たとえば深くなるような深さ勾配を設けることも輻射熱量の調整を行なう上では有効な手段である。凹部２３から基板１０への輻射熱量は、凹部２３の内底表面と基板１０との距離に反比例するからである。なお、このような傾斜を設ける場合には、たとえば、その傾斜角度を１０〜９０度の範囲で選択し得る。

次に、リフトピン５の構造について説明する。まず、加熱装置１０１のホットプレート２の上方において、膜原料溶液８がその上面に塗布された基板１０が、リフトピン５により支持された状態を示す模式断面図を図１５に示す。

図１５に示すように、トッププレート部３と発熱部４とが組み合わされて構成されるホットプレート２には、複数の貫通孔６（なお、図１５においてはその内の１つの貫通孔６を示す）が形成され、貫通孔６には、この貫通孔６に沿って昇降可能であって、基板１０が加熱される間に基板１０をホットプレート２から任意の間隔を有するように突き上げて保持するリフトピン５が配置される。

リフトピン５としては、ステンレス、メッキされた鋼、アルミニウム、銅およびその合金などの金属製の棒材の先端に、熱伝導率の小さなポリエーテルイミド樹脂、パーフルオロアルコキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂などのプラスチック材料を配置したものを用いるとよい。なお、このように、リフトピン５が金属材料とプラスチック材料とにより形成される場合に代えて、その全体を上記プラスチック材料にて形成するような場合であってもよい。その剛性を保つことができるならば、リフトピン５全体としての熱伝導率を小さくすることができるからである。また、リフトピン５は、たとえば、その直径が０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲にて形成されており、このリフトピン５が配置される貫通孔６の孔径は、リフトピン５の直径よりも０．００１ｍｍ〜２ｍｍ程度の範囲で大きくなるように形成される。なお、リフトピン５の貫通孔６に沿っての上記昇降の駆動は、エアシリンダ、サーボモータ、パルスモータなどの手段が用いられる。

また、図１５に示すように、ホットプレート２の図示上面における貫通孔６の周囲には、ホットプレート２とは別部材からなる（すなわち、独立した部材からなる）減熱部および減熱部材の一例である温度調節部材７が配置されている。この温度調節部材７は、上述したプロキシミティピン１１の周囲に配置される温度調節部材１３と同様に、トッププレート部３から基板１０に向けて付加される輻射熱量を、温度調節部材７が設けられた部分において低減させるという機能を有している。また、温度調節部材７を配置する箇所は、ホットプレート２の上面付近、すなわち、トッププレート部３の上面付近でも、トッププレート部３の中程付近でもよい。ただし、温度調節部材７と発熱部４とが直接的に接触しないように配置させることが好ましい。

このような温度調節部材７としては、図２１の温度調節部材７の模式平面図に示すように、たとえば、その外周端部が略円形状を有し、その外周直径が０．１〜２０ｍｍ程度、厚さ０．００１ｍｍ以上のリング形状のものを用いることができる。また、上記リング形状の内径は、貫通孔６の孔径と略同じ寸法とされる。また、温度調節部材７の材料としては、アルミニウムなどの金属材料からなるホットプレート２の表面素材より熱伝導率の低い材料が用いられることが好ましく、たとえば、ポリイミド系樹脂、パーフルオロアルコキシ系樹脂などの合成樹脂、セラミック材料などの熱伝導率の低い材料を用いることができる。ただし、ホットプレート２の表面素材と同一の材料、あるいは、当該表面素材と熱伝導率の近い材料を用いることもできる。

また、図１５に示すように、温度調節部材７は、ホットプレート２におけるトッププレート部３の上面において、リフトピン５の周囲、すなわち、貫通孔６の周囲に当該温度調節部材７の形状に合致するように形成された穴部に嵌め込むことで配置させることができる。また、このような配置は、耐熱性接着剤による接着固定手段やネジ止めや圧入による固定手段を用いることで保持させることができる。

このように、温度調節部材７をホットプレート２の貫通孔６周囲に配置することにより、リフトピン５で保持された基板１０に対して輻射される熱量を調節することができる。具体的には、温度調節部材７の材料としてホットプレート２の表面素材より熱伝導率が低いものを選択することにより、温度調節部材７の周囲におけるホットプレート２の表面から直接的に基板１０に輻射される熱量よりも、ホットプレート２から温度調節部材７を介して基板１０に輻射される熱量を大きく減少させることができる。また、上述したプロキシミティピン１１の周囲に配置される温度調節部材１３と同様に、ホットプレート２の表面素材と熱伝導率が近いものを選択することや、当該表面素材と同一の材料を用いて、上記輻射熱量の調整を微小に行ない、基板１０の微妙な温度調節を行なうような場合であってもよい。

また、温度調節部材７をホットプレート２の上面付近に配置する場合において、図１６の模式断面図に示すように、温度調節部材７の上面が、ホットプレート２の上面より高い位置にあるように配置してもよく、あるいは、図１７の模式断面図に示すように、温度調節部材７の上面が、ホットプレート２の上面より低い位置にあるように配置してもよい。このようにすることにより、上述したプロキシミティピン１１用の温度調節部材１３と同様に、温度調節部材７より基板１０に輻射される熱量の調節を行ない、温度調節部材７が相当する部分における基板１０の温度調節を行なうことができる。

また、温度調節部材７の形状は、その周囲の形状が略円形のリング形状とされる場合にのみ限られるものではない。たとえば、このような場合に代えて、上述したプロキシミティピン１１用の温度調節部材１３と同様に、図７から図１４に示すように、正多角形やのこぎり歯形状、あるいは、複数の部材により構成される形状等、様々な形状とすることができる。

なお、温度調節部材７の形状は、貫通孔６や温度調節部材７の加工における複雑さを考慮しながら、要求される膜厚平滑性と、加熱装置１０１の許される製造原価により選択するとよい。

このように、ホットプレート２における貫通孔６の周囲、すなわち、リフトピン５の周囲に、温度調節部材７を配置させることで、ホットプレート２より直接的に基板１０に輻射される熱量よりも、温度調節部材７を介して輻射させる熱量を減少させることができる。これにより、リフトピン５と基板１０との接触により伝熱される熱量を、上記輻射熱量を減少させることで相殺することができる。したがって、リフトピン５と基板１０との接触による伝熱に伴って、基板１０においてリフトピン５が位置する箇所を中心とする円形の高温部分が発生することを防止することができ、基板１０の温度分布の均一化を図ることができる。なお、乾燥させる基板１０の厚さ、塗布する材料の揮発温度、塗布量などを考慮して、温度調節部材７の配置、形状、形成材料を選択することで、上記輻射熱量の減少量を調節することができる。

また、基板１０に対する輻射熱を調節するための減熱部は、部材として構成されるような場合に限られるものではない。このような場合に代えて、図１８に示すように、貫通孔６の周囲におけるホットプレート２の上面に凹部２７を形成することで、この凹部２７を上記減熱部として機能させるように構成してもよい。図１８に示すように、凹部２７は、ホットプレート２の貫通孔６の周囲にてリング形状に形成されており、その内底表面の高さ位置が、ホットプレート２の上面よりも低くなるように形成されている。なお、この凹部２７の外周の直径は、０．１〜２０ｍｍ程度、深さは０．０１ｍｍ以上で調節するとよい。また、凹部２７形状は、リング形状だけでなく、上述した温度調節部材と同様に多角形形状等、様々な形状を取り得る。

また、図１９の模式断面図に示すように、夫々のリフトピン５にて支持された状態の基板１０に対する上昇気流を調節するために、ホットプレート２の貫通孔６の孔径が、ホットプレート２の上面付近で拡大されるように構成してもよい。たとえば、図１９に示すように、ホットプレート２の上面における貫通孔６の開口部に、略リング状の段部６ａを形成することで、上記上面付近での孔径の拡大を行なうことができる。なお、ホットプレート２の上面における貫通孔６の上記開口部の口径としては、直径が５〜２０ｍｍ程度、その深さは１ｍｍ以上とするとよい。

このように、ホットプレート２の貫通孔６の孔径がホットプレート２の上面付近で拡大されていることにより、貫通孔６を伝って真っ直ぐに上昇してきた上昇気流を、基板１０に当たる前に拡散させる、すなわち、ホットプレート２の表面における貫通孔６の開口部出口付近において拡散させることができる。したがって、このような貫通孔６内の上昇気流に起因する基板１０の温度むらを拡散させることができる。

また、上記拡大する貫通孔６の開口部の形状は、略円形（筒状）とされるような場合に限られるものではなく、正六角形、正八角形などの多角形や、のこぎり歯のような形状の多角形等、様々な形状を取り得る。たとえば、上記開口部の形状を多角形とするような場合にあっては、貫通孔６に沿って発生する上昇気流を上記開口部付近にて、より拡散させることができ、基板１０の温度の急激な変化が押さえられ、より精密な温度調節が可能となる。

また、ホットプレート２の貫通孔６の孔径をホットプレート２の上面付近で拡大させるとともに、併せて、温度調節部材７を用いるように構成してもよい。このように構成することにより、基板１０の温度調節をより緻密に行うことができる。なお、図１９に示す貫通孔６の開口部が拡大された形態は、併せて、貫通孔６の周囲に凹部２７が形成された形態であるということもでき、凹部２７が設けられることによる輻射熱量の減少効果をも得ることが可能となる。

また、図２０に示すように、基板１０に対する上昇気流を調節するために、リフトピン５の周囲に貫通孔６下部からの上昇気流を遮る遮蔽板９を備えるように構成してもよい。遮蔽板９により、筒状に上昇してきた気流をさらに積極的に拡散させることができる。遮蔽板９は、リフトピン５の頂部から０．１〜１０ｍｍ程度の下部位置にリフトピン５の直径より１〜１５ｍｍ程度大きな直径のリング状のものを設置するとよい。遮蔽板９の取付け位置およびその直径によっては、貫通孔６を完全に塞ぎ、上昇気流を完全に閉じることもできる。

なお、遮蔽板９の形状は、リング形状（円形）だけでなく、正六角形、正八角形などの多角形やのこぎり歯のような形状の多角形であるように構成してもよい。このように遮蔽板９が多角形であると、上昇気流をより拡散させることができ、基板１０における温度の急激な変化が押さえられ、より精密な温度調節が可能となる。

また、遮蔽板９を用いるとともに、併せて温度調節部材７を用いるように構成してもよい。また、遮蔽板９を用いるとともに、併せてホットプレート２の貫通孔６の孔径をホットプレート２の上面付近で拡大させるように構成してもよい。このように構成することにより、基板１０の温度調節をより緻密に行うことができる。なお、リフトピン５の周囲に配置される温度調節部材７の構造いついては、上述したプロキシミティピン１１の周囲に配置される温度調節部材１３の構造例を参照しながら、様々な形態を選択し得る。

次に、図１に戻って、このようなプロキシミティピン１１およびリフトピン５、さらに、夫々の温度調節部材１３、７が備えられている加熱装置１０１の全体構成について、さらに詳細に説明する。

図１に示すように、加熱装置１０１のホットプレート２の上面の略中央付近に、プロキシミティピン１１が配置されており、さらに、ホットプレート２の上面の４つの隅部近傍の夫々には、貫通孔６に沿って昇降可能にリフトピン５が配置されている。また、プロキシミティピン１１の周囲には、温度調節部材１３が備えられており、さらに、夫々のリフトピン５の周囲、すなわち、夫々の貫通孔６の周囲には、温度調節部材７が備えられている。

また、基板１０の表面には、その周部を除いて膜原料溶液が印刷供給されることにより印刷パターン１０ａが形成されている。加熱装置１０１には、この基板１０における印刷パターン１０ａが形成されていない端部を保持するように、複数のリフト爪１６が備えられている。夫々のリフト爪１６は、ホットプレート２の外側において昇降可能に備えられた略棒状の爪支持部材１５に固定されており、夫々のリフト爪１６を一体的に昇降させることが可能となっている。

また、ホットプレート２の下方には、夫々のリフトピン５と夫々のリフト爪１６とを一体的に昇降させる昇降駆動装置９が備えられている。さらに、加熱装置１０１には、基板１０の下面を支持しながら、基板１０の供給および排出を行なうロボットハンド１７が備えられている。

さらに、加熱装置１０１には、ロボットハンド１７による基板１０の供給および排出動作、ホットプレート２による基板１０の加熱動作、昇降駆動装置９による夫々のリフトピン５およびリフト爪１６の昇降動作の夫々の動作制御を、互いに関連付けながら統括的に行なう制御装置（図示しない）が備えられている。このような制御装置により加熱装置１０１における夫々の構成部の動作制御が互いに関連付けられながら統括的に行なわれることにより、基板１０に対する薄膜形成のための加熱処理が行なわれることとなる。

次に、このような構成を有する加熱装置１０１において、供給された基板１０に対する加熱処理が行なわれる手順について、以下に説明する。なお、以下に示す夫々の動作は、上記制御装置により互いに関連付けられながら統括的に行なわれる。

まず、図１に示す加熱装置１０１において、昇降駆動装置９により夫々のリフトピン５および夫々のリフト爪１６が、プロキシミティピン１１の先端よりも上方の位置である上昇位置に位置された状態とされる。この上昇位置においては、夫々のリフトピン５の先端位置、および夫々のリフト爪１６の支持端位置が、略同じ高さ位置とされる。その後、その下面がロボットハンド１７により支持された状態の基板１０が、ロボットハンド１７の移動により、ホットプレート２の上方に供給され、上記上昇位置に位置された状態の夫々のリフトピン５および夫々のリフト爪１６にその下面が支持されるように、基板１０の受渡しが行なわれる。なお、ロボットハンド１７から夫々のリフトピン５への基板１０の受渡しの際における高さ位置精度を保つため、上記上昇位置において、夫々のリフトピン５の先端が、ロボットハンド１７の近傍に位置されるように、夫々のリフトピン５の配置およびロボットハンド１７の形状等が決定されている。この基板１０の受渡しが行なわれた後、ロボットハンド１７は、ホットプレート２の上方から退避移動される。

次に、基板１０を支持している状態にある夫々のリフトピン５と夫々のリフト爪１６とが、昇降駆動装置９により、夫々の高さ位置関係を保ちながら、一体的に下降させて、基板１０をホットプレート２の上面に近接させる。基板１０の下面がホットプレート２の略中央付近に設けられているプロキシミティピン１１の先端に当接すると、基板１０の下降動作が停止され、プロキシミティピン１１によっても基板１０が支持された状態とされる。

夫々のリフト爪１６は、基板１０において印刷パターン１０ａが形成されていない位置において、基板１０の支持を行なっているため、上記下降動作の後、加熱処理の際においても、プロキシミティピン１１とともに基板１０の支持を行なう。一方、夫々のリフトピン５は、印刷パターン１０ａ内にて基板１０の支持を行なっているため、夫々のリフトピン５と基板１０との接触時間を短くして、基板１０への熱的影響の低減化を図るべく、夫々のリフト爪１６とは別個に、さらに下降される。具体的には、昇降駆動装置９において、駆動モータとタンデムに接続されたエアシリンダ（図示しない）により、夫々のリフト爪１６を下降させることなく、夫々のリフトピン５のみがさらに下降される。これにより、基板１０は、ホットプレート２の上面から所定の間隔が保たれた状態で、プロキシミティピン１１および夫々のリフト爪１６に支持された状態とされる。

その後、この支持状態が保たれた状態にて、ホットプレート２の表面からの輻射による基板１０の加熱が開始され、基板１０における印刷パターン１０ａの乾燥処理が行なわれる。ここで、基板１０において、夫々のリフトピン５と接触していた部分およびその周囲近傍は、リフトピン５との接触による伝熱と、貫通孔６よりの上昇気流との接触により、他の部分よりも余分に熱量付加が行なわれ、そのままでは局部的な温度上昇が発生することとなるが、夫々の貫通孔６の周囲に設けられた温度調節部材７により、輻射により付加される熱量が低減されることで、上記局部的な温度上昇の発生が防止されている。

また、当該加熱処理の間に基板１０と接触しながらその支持を行なうプロキシミティピン１１は、その接触による伝熱により、余分に基板１０に対して熱量を付加し続けることとなるが、プロキシミティピン１１の周囲に温度調節部材１３が備えられていることにより、輻射により付加される熱量が低減されることで、上記接触の部分における局部的な温度上昇の発生が防止されている。したがって、当該加熱処理において、基板１０の温度分布を略均一な状態とすることができ、僅かな温度変化が生じる箇所においても、その温度変化の勾配をなだらかな状態とすることができる。なお、夫々のリフト爪１６は、基板１０において印刷パターン１０ａが形成されていない部分にてその支持を行なっているため、上記加熱処理の際において、接触による伝熱により基板１０に余分な熱量を付加したとしても、印刷パターン１０ａの品質には影響を与えることがない。

このように上記加熱処理の際に、基板１０の温度分布が略均一な状態であって、温度変化の勾配が生じたとしても当該勾配がなだらかなものとされていることにより、当該加熱処理により局所的な温度上昇部分を発生させることがない。よって、印刷パターン１０ａの膜厚を略均一なものとし、上記局所的な温度上昇に伴って生じるサーマルイメージも発生させることがない。

基板１０に対して所定時間だけ加熱処理が施された後、ホットプレート２による輻射が停止されるとともに、昇降駆動装置９により夫々のリフトピン５が上昇されて基板１０の下面に当接され、さらに、夫々のリフトピン５とともに夫々のリフト爪１６が一体的に上昇されることで、基板１０がホットプレート２の表面から離間するように上昇され、プロキシミティピン１１による基板１０の支持が解除される。その後、基板１０が上記上昇位置まで上昇されると、昇降駆動装置９による夫々のリフトピン５およびリフト爪１６の上昇が停止される。この状態において、ロボットハンド１７が駆動されて、基板１０が支持され、加熱装置１０１から排出される。これにより、基板１０に印刷された印刷パターン１０ａの乾燥のための加熱処理が完了する。

なお、上記加熱処理が施される基板１０が小型の基板であるような場合にあっては、印刷パターン１０ａが存在しない基板１０の周辺を支える夫々のリフト爪１６だけで、基板１０の支持を行なうことができるため、夫々のリフトピン５やプロキシミティピン１１が必要なく、上記接触による伝熱に伴う局部的な温度上昇が生じるという問題事態が発生することがない。しかしながら、通常、液晶パネルとして用いられる基板１０（たとえば、厚さ０．７ｍｍの基板）の場合、基板１０の長辺が６００ｍｍ以下の場合は、上述の小型の基板と同様に、夫々のリフト爪１６だけで対処することができるものの、それ以上の長さを有するような場合にあっては、基板１０を略水平な状態を保ちながら確実に支持を行なうため、加熱装置１０１のように、夫々のリフトピン５およびプロキシミティピン１１が必要となる。なお、このような基板１０の確実な支持のためには、３００ｍｍ程度の間隔ピッチにて基板支持ピン等の支持部材を配置することが好ましい。

また、夫々のリフトピン５と基板１０との接触時間は、たとえば、１０秒程度と短く、さらに、基板１０に印刷された膜原料溶液８の乾燥直前の微妙な時（すなわち、温度分布のバラツキがより膜厚変化に影響を与えやすい時）には基板１０に接触しないため、その減熱程度は、プロキシミティピン１１に比して小さくてもよい。これとは逆に、プロキシミティピン１１は、約６０秒間も基板１０と接触し、上記微妙な時まで接触し続けるので、その減熱程度は、リフトピン５に比して大きいということができる。

上記実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。

まず、膜原料溶液８が印刷あるいは塗布供給された基板１０に対して、膜原料溶液８の乾燥のための加熱処理により、薄膜形成を行なう際に、プロキシミティピン１１による基板１０の接触支持、あるいはリフトピン５による基板１０の接触支持を実施するにも拘らず、局部的な温度変化部が生じることもなく、基板１０の温度分布を均一な状態とすることができる。その結果として、基板１０上に供給された膜原料溶液８を、部分的な乾燥速度の異なりを生じさせることなく、略均一な状態で乾燥させることができ、当該乾燥により形成された薄膜の膜厚を均一な状態とすることができる。

具体的には、従来の加熱方法において、プロキシミティピン５１１やリフトピン５０５と、基板５１０との接触による伝熱により、ホットプレート５０２から輻射される熱量に加えて余分に当該伝熱による熱量が付加され、それに伴い、基板における上記ピンの周囲に温度上昇が発生していたのを、本発明の上記実施形態においては、夫々のピン１１、５周りに、温度調節部材１３、７を設置することで、その部分からの輻射熱量を、端部分よりも減少させることで、上記温度上昇の発生を防止することができる。

また、このような温度調節部材１３、７の材質、形状、配置等を選択することで、上記輻射熱量の微妙な調整を行なうことができ、最適な条件を見出すことができる。

また、このような独立した部材としての温度調節部材を用いないような場合であっても、夫々のピン１１、５の周囲におけるホットプレート２の表面と基板１０との間の距離を、他の部分よりも大きくすることで、輻射熱量の距離に伴う減衰効果を得ることができ、夫々のピン１１、５との接触部分における基板１０の局部的な温度上昇の発生を防止することができる。

さらに、リフトピン５が昇降可能に配置される貫通孔６にて発生する上昇気流に対しては、ホットプレート２の表面における貫通孔６の開口部を拡大することで、当該開口部付近で上昇気流の拡散を行なうことができ、上昇気流との接触による基板１０の温度分布への影響を低減することができる。

また、貫通孔６内において、リフトピン５の周囲に、上昇気流を拡散させるような遮蔽板９を備えさせることも効果的である。

また、このような加熱装置１０１にて取り扱われる基板１０に求められる温度分布の均一性（あるいは温度バラツキ）は、一般には±３℃以内であるが、このような条件は緩やかな温度勾配（１℃／１０ｃｍ程度以下の温度勾配）に適用されるものであり、上記条件範囲内であっても部分的な急峻部分が生じる場合には問題とされる。たとえば、従来の加熱処理においては、リフトピンとの接触部分において、１℃／０．４ｃｍという部分的に急峻な温度勾配が生じ、また、プロキシミティピンとの接触部分においては、この２〜５倍程度の部分的に急峻な温度勾配が生じていたと推測される。しかしながら、上記実施形態の加熱処理によれば、温度調節部材等を用いることで、たとえば、１℃／３ｃｍ程度まで部分的な温度勾配をなだらかなものとすることができる。

また、一般に、液晶用配向膜を用途とする基板の場合、形成されるポリイミド膜の膜厚が５００〜１２００Åに設定されることが多い。このような場合にあっては、要求される膜厚範囲が通常は±５〜７％程度の範囲とされるが、これと併せて、形成されたポリイミド膜に目視でむらが視認されてはならないという条件も付加される。ここで「目視」というのは、ポリイミド膜本来の色ではなく、干渉色による色の差が微小な膜厚差によって発生し、これが視覚によって捕らえられることである。このような干渉色による目視は、特に加熱処理における乾燥の途中にて確認される場合がある。一般にこの「目視」という条件が厳しく、基板全体の大きなうねりのようなむらは、膜厚範囲が±５％以内であればほとんど気にならないが、ピンとの接触部分において局部的に発生するサーマルイメージのようなむらは目立ってしまう。たとえば、基板上に形成された薄膜の膜厚を測定する膜厚測定機が、膜厚のばらつきを充分に測定できないことから推測すれば、１℃／３ｃｍの温度勾配に対して、１０Å／ｃｍ程度の膜厚勾配が生じていると考えられ、この程度までの勾配に抑えることを実現可能ということができる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は容易である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

次に、上記実施形態の加熱装置１０１において用いられるプロキシミティピン１１および温度調節部材１３の実施例について、実施例１として以下に説明する。

本実施例１においては、上記実施形態の説明で用いた図３の模式断面図に示す形態の加熱装置１０１の構成を採用した。具体的には、図３に示すように、ホットプレート２として、厚さ１０ｍｍのアルミニウムからなるトッププレート部３と発熱部４とからなるものを用いた。また、プロキシミティピン１１として、ウルテム（登録商標：ＵＬＴＥＭ：ポリエーテルイミド）からなる直径３ｍｍの先尖物を用いた。また、温度調節部材１３としては、ウルテム（登録商標）からなり外径１０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのリング状のものを用い、温度調節部材１３の上面がホットプレート２の上面から１ｍｍ下方に位置するようにした。

また、基板１０として、厚さ０．７ｍｍのソーダガラスを用いた。また、膜原料溶液８、すなわち、塗布材料として、ポリアミック酸を６％含み、ＮＭＰを主溶剤とする液晶配向膜用インキ（日産化学工業株式会社製サンエバーＳＥ−７４９２、０６２Ｍ）を用い、基板１０上に約５ｍｌ／ｍ^２塗布した。

次いで、基板１０をホットプレート２の上方２．５ｍｍの高さ位置にプロキシミティピン１１によって保持し、１４５℃に加熱されたホットプレート２の輻射熱により加熱して液晶配向膜用インキを乾燥させた。この加熱処理の際、温度調節部材１３の表面温度は１１０℃であった。

このようにして得た液晶配向膜は、乾燥むらがほとんど観察されないものであった。ここで、上記加熱処理の際における基板１０の表面温度の測定結果として、プロキシミティピン１１の中心から距離と、基板１０の表面温度との関係を図２３Ｂに示す。図２３Ｂにおいては、横軸にプロキシミティピン１１の中心からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸に基板１０の表面温度（℃）を示している。さらに、この表面温度と距離の関係を基板１０の表面沿いの方向に２次元的に示す等温線分布図を図２３Ａに示す。なお、図２３Ａの等温線分布図においては、図２３Ｂのグラフに示すプロキシミティピン１１の中心からのマイナス方向の温度分布を全体の温度分布と擬制して、１℃単位の等温線の分布として示したものである。

図２３Ａおよび図２３Ｂに示すように、基板１０において、プロキシミティピン１１が接触する箇所（すなわち、図示距離０ｍｍの位置）とその他の箇所との温度差はほとんどないものであった。

（比較例１）次に、この実施例１に対する比較例１として、プロキシミティピンを直接ホットプレートに埋め込んだこと以外は上記実施例１と同様にしたところ、得られた液晶配向膜は、はっきりと乾燥むらが観察されたものであった。また、その加熱処理の際における基板の表面温度測定結果として、上記実施例１の場合と同様に、プロキシミティピンの中心からの距離と基板の表面温度の関係を示すグラフを図２４Ｂに示し、図２４Ｂにおける温度測定結果を平面的に示す等温線分布図を図２４Ａに示す。図２４Ａおよび図２４Ｂに示すように、本比較例１においては、基板におけるプロキシミティピンが接触する箇所の温度は、その他の箇所よりも約８℃高いものであり、局部的な温度上昇部分を明確に確認することができた。

次に、上記実施形態の加熱装置１０１において用いられるリフトピン５および温度調節部材７の実施例について、実施例２として以下に説明する。

本実施例２においては、上記実施形態の説明で用いた様々な手段を組み合わせて、図２２の模式断面図に示すように構成された温度調節部材７を用いた。具体的には、図２２に示すように、ホットプレート２として、厚さ１０ｍｍのアルミニウムからなるトッププレート部３と発熱部４とからなるものを用いた。また、リフトピン５として、主材をステンレス、先端部の材料をウルテム（登録商標）とする先尖物を用いた。ホットプレート２のトッププレート部３に直径１５ｍｍの貫通孔６を形成し、温度調節部材７をはめ込んだ。温度調節部材７は、アルミニウムからなる外径１５ｍｍ、内径５ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状のものを下部に下部温度調節部材７ａとして、ウルテム（登録商標）からなる外径１５ｍｍ、内径７ｍｍ、厚さ４．５ｍｍのリング状のものを上部に上部温度調節部材７ｂとして、積層構造にて配置し、上部温度調節部材７ｂの上面が、ホットプレート２の上面より０．５ｍｍ下方に位置するようにした。

また、基板１０として、厚さ０．７ｍｍのソーダガラスを用いた。また、膜原料溶液８、すなわち、塗布材料として、ポリアミック酸を６％含み、ＮＭＰを主溶剤とする液晶配向膜用インキ（日産化学工業株式会社製サンエバーＳＥ−７４９２、０６２Ｍ）を用い、基板１０上に約１．２ｍｌ／ｍ^２塗布した。

次いで、ホットプレート２の上方５０ｍｍの高さ位置で基板１０の裏面に１０秒間、リフトピン５を接触させ、リフトピン５を下降させた後、基板１０をホットプレート２の上方２．５ｍｍの高さ位置に保持し、１４５℃に加熱されたホットプレート２の輻射熱により加熱して、液晶配向膜用インキを乾燥させた。この加熱処理の際、温度調節部材７の表面温度は１１０℃であった。

このようにして得た液晶配向膜は、乾燥むらがほとんど観察されないものであった。ここで、上記加熱処理の際における基板１０の表面温度の測定結果として、リフトピン５の中心から距離と、基板１０の表面温度との関係を図２５Ｂに示す。図２５Ｂにおいては、横軸にリフトピン５の中心からの距離（ｍｍ）を示し、縦軸に基板１０の表面温度（℃）を示している。さらに、この表面温度と距離の関係を基板１０の表面沿いの方向に２次元的に示す等温線分布図を図２５Ａに示す。

図２５Ａおよび図２５Ｂに示すように、基板１０において、リフトピンが接触する箇所（すなわち、図示距離０ｍｍの位置）とその他の箇所との温度差はほとんどないものであった。

（比較例２）次に、この実施例２に対する比較例２として、直径５ｍｍの貫通孔を有するホットプレートを用いたこと以外は上記実施例２と同様にしたところ、得られた液晶配向膜ははっきりと乾燥むらが観察されたものであった。また、その加熱処理の際における基板の表面温度測定結果として、上記実施例２の場合と同様に、リフトピンの中心からの距離と基板の表面温度の関係を示すグラフを図２６Ｂに示し、図２６Ｂにおける温度測定結果を平面的に示す等温線分布図を図２６Ａに示す。図２６Ａおよび図２６Ｂに示すように、本比較例２においては、基板におけるリフトピンが接触する箇所の温度は、その他の箇所よりも約４℃高いものであり、局部的な温度上昇部分を明確に確認することができた。

本発明は、液晶配向膜用ポリイミド印刷装置と併用する場合など、上記被加熱基板上に塗布または印刷にて供給された膜原料溶液を乾燥させて薄膜を形成する薄膜形成用の加熱装置として好適に用いることができ、産業上有用なものである。

本発明における一実施形態に係る加熱装置の構成を示す模式斜視図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、プロキシミティピンの周囲に、その上面がホットプレートの上面と略同じ高さ位置とされた温度調節部材が配置されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、プロキシミティピンの周囲に、その上面がホットプレートの上面よりも上方の高さ位置に位置された温度調節部材が配置されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、プロキシミティピンの周囲に、その上面がホットプレートの上面よりも下方の高さ位置に位置された温度調節部材が配置されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、プロキシミティピンの周囲に凹部が配置されている状態を示す断面図である。 図２の温度調節部材の模式平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、のこぎり歯のような多角形形状を有するものを示す平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、正八角形形状を有するものを示す平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、複数の部分円環部材により構成されるものを示す平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、複数の円形部材により構成されるものを示す平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、多数の微細な粒子部材により構成されるものを示す平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、多数の線状部材により構成されるものを示す平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、複数の線状部材が放射状に配置されることで構成されるものを示す平面図である。 図６の温度調節部材の形状の変形例であって、複数の任意形状の部材により構成されるものを示す平面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、リフトピンの貫通孔の周囲に、その上面がホットプレートの上面と略同じ高さ位置とされた温度調節部材が配置されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、リフトピンの貫通孔の周囲に、その上面がホットプレートの上面よりも上方の高さ位置に位置された温度調節部材が配置されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、リフトピンの貫通孔の周囲に、その上面がホットプレートの上面よりも下方の高さ位置に位置された温度調節部材が配置されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、リフトピンの貫通孔の周囲に、凹部が形成されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、リフトピンの貫通孔の開口部が拡大されている状態を示す断面図である。 上記加熱装置の部分的な模式断面図であって、リフトピンの周囲に遮蔽板が設けられている状態を示す断面図である。 図１５の温度調節部材の模式平面図である。 本発明の実施例２の加熱装置におけるリフトピン周りの構成を示す模式断面図である。 実施例１のプロキシミティピンを用いた場合の基板の温度分布を示す図であり、図２３Ｂは、プロキシミティピンの中心からの距離と基板の表面温度との関係を示すグラフであり、図２３Ａは、図２３Ｂのグラフに基づく、基板表面における２次元的な温度変化を示す等温線分布図である。 比較例１のプロキシミティピンを用いた場合の基板の温度分布を示す図であり、図２４Ｂは、プロキシミティピンの中心からの距離と基板の表面温度との関係を示すグラフであり、図２４Ａは、図２４Ｂのグラフに基づく、基板表面における２次元的な温度変化を示す等温線分布図である。 実施例２のリフトピンを用いた場合の基板の温度分布を示す図であり、図２５Ｂは、リフトピンの中心からの距離と基板の表面温度との関係を示すグラフであり、図２５Ａは、図２５Ｂのグラフに基づく、基板表面における２次元的な温度変化を示す等温線分布図である。 比較例２のリフトピンを用いた場合の基板の温度分布を示す図であり、図２６Ｂは、リフトピンの中心からの距離と基板の表面温度との関係を示すグラフであり、図２６Ａは、図２６Ｂのグラフに基づく、基板表面における２次元的な温度変化を示す等温線分布図である。 従来の加熱装置の構成を示す模式断面図である。

符号の説明

２ ホットプレート
３ トッププレート部
４ 発熱部
５ リフトピン
５ 基板支持ピン
６ 貫通孔
７ 温度調節部材
８ 膜原料溶液
９ 昇降駆動装置
１０ 被加熱基板
１０ａ 印刷パターン
１１ プロキシミティピン
１３ 温度調節部材
１５ 爪支持部材
１６ リフト爪
１７ ロボットハンド
２３ 凹部
２７ 凹部
１０１ 加熱装置

Claims (13)

1. 輻射熱を付加することで被加熱基板（１０）を加熱するホットプレート（２）と、上記ホットプレートに備えられ、上記被加熱基板が加熱されている間に、上記被加熱基板を上記ホットプレートから間隔を有するように保持する基板支持ピン（５、１１）とを有する加熱装置（１０１）において、
   上記ホットプレートにおける上記基板支持ピンの周囲に、当該周囲より上記被加熱基板に輻射される熱量を低減させる減熱部（７、１３、２３、２７）を備え、
   上記基板支持ピンを通した接触伝熱による上記ホットプレートから上記被加熱基板への熱量付加に伴う当該被加熱基板の温度上昇を抑制するように、上記周囲から上記被加熱基板に付加される輻射熱量を、上記減熱部により低減させることを特徴とする加熱装置。
2. 上記基板支持ピンは、上記ホットプレートに固定され、上記被加熱基板が加熱されている間に、当該被加熱基板を上記ホットプレートから間隔を有するように保持するプロキシミティピン（１１）である請求項１に記載の加熱装置。
3. 上記基板支持ピンは、上記ホットプレートに形成された貫通孔に沿って上下動可能に配置され、上記被加熱基板が加熱されている間に、当該被加熱基板を上記ホットプレートから間隔を有するように突き上げて保持するリフトピン（５）である請求項１に記載の加熱装置。
4. 上記減熱部は、上記ホットプレートとは別部材として形成された減熱部材（７、１３）であり、少なくとも上記ホットプレートと上記減熱部材との接触面における接触抵抗を用いて、上記輻射熱量を低減させる請求項１から３のいずれか１つに記載の加熱装置。
5. 上記減熱部（１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ、１３Ｇ、１３Ｈ）は、上記基板支持ピンの周囲に配置された複数の上記減熱部材（１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ、１４Ｈ）にてなる請求項４に記載の加熱装置。
6. 上記減熱部材は、複数の部材（７ａ、７ｂ）による積層構造を有し、夫々の層間の接触面における接触抵抗を用いて、上記輻射熱量を低減させる請求項４に記載の加熱装置。
7. 上記被加熱基板と上記減熱部材との間の間隔寸法が、上記被加熱基板と上記ホットプレートとの間の上記間隔寸法よりも大きくなるように、当該減熱部材が上記ホットプレートに配置されている請求項４に記載の加熱装置。
8. 上記減熱部は、上記基板支持ピンの周囲に形成された凹部（２３、２７）であり、
   上記被加熱基板と上記凹部の内底表面との間の間隔寸法が、上記被加熱基板と上記ホットプレートとの間の上記間隔寸法よりも大きくなるように、上記凹部が形成されることで、上記輻射熱量の低減を行なう請求項１から３のいずれか１つに記載の加熱装置。
9. 上記凹部は、上記内底表面に上記基板支持ピンの中心に向けた深さ勾配を有する請求項８に記載の加熱装置。
10. 上記減熱部は、上記ホットプレートの表面沿いにおいて、上記基板支持ピンの中心と略合致するようにその中心が配置された略円形または略多角形状の外周端部を有する請求項１に記載の加熱装置。
11. 上記貫通孔は、その孔径が上記ホットプレートの内部よりも上面近傍において拡大されるように形成されている請求項３に記載の加熱装置。
12. 上記リフトピンの周囲に、上記貫通孔より上記被加熱基板に向けて生じる上昇気流を遮るように配置された遮蔽板（９）を備える請求項３に記載の加熱装置。
13. 上記加熱装置は、上記被加熱基板の表面に供給された膜原料溶液（８）を、当該被加熱基板を加熱することで乾燥させて、上記表面に薄膜を形成する薄膜形成用加熱装置である請求項１から３のいずれか１つに記載の加熱装置。

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