JP2007017028A - Heat treatment furnace, and method for manufacturing flat display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セッター上に載置された基板を前記セッターごとその内部を通過させることにより前記基板の熱処理を行う熱処理炉及びこの熱処理炉を使用する平面表示パネルの製造方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment furnace for heat-treating the substrate by passing the substrate placed on the setter through the inside of the setter and a method for manufacturing a flat display panel using the heat treatment furnace.
プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel:以下、PDPともいう)を製造する際には、ガラス基板上にペーストを塗布し、このペーストを焼成することによって電極、隔壁、蛍光体層等を形成する。このとき、PDPの製造効率を高めるために、ペーストの焼成には連続式の焼成炉を使用する(例えば、特許文献1参照。)。 When manufacturing a plasma display panel (hereinafter also referred to as PDP), a paste is applied on a glass substrate, and the paste is baked to form electrodes, barrier ribs, phosphor layers, and the like. At this time, in order to increase the manufacturing efficiency of the PDP, a continuous firing furnace is used for firing the paste (see, for example, Patent Document 1).
図1は、従来の焼成炉を示す側面図である。図1に示すように、この従来の焼成炉101は3段構成になっており、上段及び中段は夫々焼成ゾーン2及び3になっており、下段は排出ゾーン104になっている。焼成ゾーン2及び3には加熱手段(図示せず)が設けられており、夫々その入口2a及び3aから出口2b及び3bに向かってガラス基板51を移動させながら、このガラス基板51を加熱し、ガラス基板51上に形成されたペースト等の焼成を行うものである。また、排出ゾーン104は、その入口104aから出口104bに向かってガラス基板51を移動させながら、このガラス基板51を冷却するものである。
FIG. 1 is a side view showing a conventional firing furnace. As shown in FIG. 1, the
更に、焼成ゾーン2及び3の出口2b及び3bと、排出ゾーン104の入口104aとの間には、昇降部5が設けられている。昇降部5は、焼成ゾーン2の出口2b及び焼成ゾーン3の出口3bから排出されたガラス基板51を排出ゾーン104と同じ高さまで下降させ、排出ゾーン104の入口104aに装入するものである。
Further, an
焼成ゾーン2及び3、排出ゾーン104、昇降部5には、夫々複数の搬送ローラ6が設けられている。搬送ローラ6はその回転軸がガラス基板51の搬送方向に直交する方向(以下、幅方向という)に延び、ガラス基板51の搬送方向に沿って配列されている。そして、ガラス基板51はセッター52上に載置され、セッター52ごと、焼成炉101内を搬送されるようになっている。セッター52は、その厚さがガラス基板51の厚さの1.5倍程度あり、上方から見たときの大きさも、ガラス基板51よりもひとまわり大きくなっている。セッター52は例えば60枚程度設けられており、繰返し使用されるようになっている。
A plurality of
また、搬出ゾーン104は、直列に配列された7つのユニット107から構成されており、前段の3つのユニット107には、搬送ローラ6の上方に、冷却管108が配設されている。冷却管108はその内部に冷却水が流されることにより冷却され、これにより、ガラス基板51をその上方側から冷却するものである。
Further, the carry-out
ガラス基板51は、その上面に未焼成のペースト(図示せず)が被着された状態でセッター52上に載置され、セッター52ごと入口2a又は3aを介して焼成ゾーン2又は3内に装入される。そして、搬送ローラ6が回転することにより、セッター52及びそれに搭載されたガラス基板51を焼成ゾーン2又は3内を搬送しつつ、加熱手段がガラス基板51を加熱する。これにより、ガラス基板51上のペーストが焼成される。その後、セッター52及びガラス基板51は焼成ゾーンの出口2b又は3bに到達する。このとき、セッター52及びガラス基板51の温度は例えば350℃になっている。
The
その後、セッター52及びガラス基板51を昇降部5内に搬送し、昇降部5がセッター52及びガラス基板51を排出ゾーン104と同じ高さまで下降させ、搬出ゾーン104内に入口104aから装入する。次に、搬送ローラ6がセッター52及びガラス基板51を出口104bに向けて搬送する。このとき、排出ゾーン104の前段の3つのユニット107においては、冷却管108内には温度が例えば20乃至30℃の冷却水が流通しており、これにより、ガラス基板51がその上方側から冷却される。次に、排出ゾーン104の後段の4つのユニット107が、セッター52及びガラス基板51を更に冷却し、その後、排出ゾーン104の出口104bから焼成炉101の外部に搬出する。このとき、セッター52は、出口104bから排出された後、その上からガラス基板51が取り除かれ、新たな焼成前のガラス基板51が搭載され、再び、焼成ゾーン2の入口2a又は焼成ゾーン3の入口3aを介して焼成炉101内に投入される。
Thereafter, the
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。近時、PDPの生産性を向上させるために、タクトタイムの短縮化が図られており、焼成炉101内におけるガラス基板51の搬送速度が増加している。このため、焼成が終了したガラス基板51を速やかに冷却する必要がある。前述の如く、セッター52及びこれに載置されたガラス基板51が昇降部5から搬出ゾーン104内に移動すると、冷却管108によって上方側から冷却される。このとき、ガラス基板51の上面は急冷されるが、セッター52はその体積がガラス基板51よりも大きいため熱容量が大きく、また冷却管108から見てガラス基板51の陰に位置しているため、冷却されにくい。このため、ガラス基板51の下面、即ち、セッター52に接している面は、上面に比べて冷却されにくい。
However, the conventional techniques described above have the following problems. Recently, in order to improve the productivity of PDP, the tact time has been shortened, and the conveyance speed of the
この結果、ガラス基板51において、上面と下面との間で温度差が発生し、ガラス基板51の両端部が反り上がってしまう。上面と下面との間の温度差が解消されれば、この反りも解消する。しかしながら、ガラス基板51が反っている間は、ガラス基板51の両端部はセッター52との間に空気層が介在した浮上状態となり、セッター52上においてガラス基板51が滑りやすくなる。このため、搬送ローラ6によってセッター52が搬送されている際に、ガラス基板51がセッター52上からはみ出してしまい、排出ゾーン104の内壁に接触し、ガラス基板51が破損することがある。また、はみ出し量が大きいとガラス基板51がセッター52上から落下してしまう。この場合、焼成炉101を停止させて落下したガラス基板51を回収しなければならず、PDPの生産性を著しく阻害する。更に、ガラス基板51がセッター52上で滑ることにより、ガラス基板51の下面に微細な傷が発生し、ガラス基板51の品質が低下する。
As a result, in the
更にまた、焼成炉のタクトタイムを短縮化すると、焼成ゾーンから排出ゾーンに持ち込む熱量が大きくなるため、セッター52及びガラス基板51の温度が下がりにくくなる。この結果、排出ゾーン104の出口104bにおけるセッター52及びガラス基板51の温度が高くなり、例えば150℃以上となる。このため、焼成炉101の出口側に配置された搬送ローラ及びその周辺部品を耐熱化する必要が生じ、設備コストが増大する。
Furthermore, if the tact time of the firing furnace is shortened, the amount of heat brought from the firing zone to the discharge zone increases, so that the temperatures of the
本発明が解決しようとする課題には、上述のガラス基板が破損する問題、PDPの生産性が低下する問題及びガラス基板の品質が低下する問題、並びに焼成炉の設備コストが増大する問題が一例として挙げられる。 Examples of problems to be solved by the present invention include the above-mentioned problem that the glass substrate is broken, the problem that the productivity of the PDP is lowered, the problem that the quality of the glass substrate is lowered, and the problem that the equipment cost of the baking furnace is increased. As mentioned.
請求項1に記載の発明に係る熱処理炉は、セッター上に載置された基板を前記セッターごとその内部を通過させることにより前記基板の熱処理を行う熱処理炉において、装入された基板を加熱する加熱部と、前記加熱部から排出された前記セッター及び前記基板を冷却する第1の冷却部と、この第1の冷却部から排出された前記セッター及び前記基板を更に冷却する第2の冷却部と、を有し、前記第1の冷却部は、前記セッター及び前記基板の搬送経路の下方のみに配置された冷却手段を有することを特徴とする。 The heat treatment furnace according to the first aspect of the present invention heats the loaded substrate in a heat treatment furnace that heat-treats the substrate by passing the substrate placed on the setter together with the setter. A heating unit, a first cooling unit that cools the setter and the substrate discharged from the heating unit, and a second cooling unit that further cools the setter and the substrate discharged from the first cooling unit The first cooling unit has a cooling means arranged only below the setter and the substrate transport path.
請求項10に記載の発明に係る平面表示パネルの製造方法は、基板上にペーストを被着させる工程と、前記基板をセッター上に載置して加熱することにより前記ペーストを焼成する工程と、加熱された前記セッター及び前記基板をその下方側から冷却する第1の冷却工程と、前記上方側から冷却された前記セッター及び前記基板を更に冷却する第2の冷却工程と、を有することを特徴とする。
A method of manufacturing a flat display panel according to the invention of
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図2は、本実施形態に係る熱処理炉を示す側面図である。図2に示すように、本実施形態に係る熱処理炉21は、セッター32上に載置された基板31を、セッター32ごとその内部を通過させることにより、基板31の熱処理を行うものである。この熱処理炉21においては、装入された基板31を加熱する加熱部22と、加熱部22から排出されたセッター32及び基板31を冷却する冷却部23と、この冷却部23から排出されたセッター32及び基板31を更に冷却する冷却部24とがこの順に設けられている。加熱部22、冷却部23及び24の内部は相互に連通されている。そして、冷却部23においては、セッター32及び基板31の搬送経路25の下方のみに冷却手段26が設けられている。また、冷却部24においては、搬送経路25の上方及び下方の双方に冷却手段27が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a side view showing the heat treatment furnace according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the
熱処理炉21は、例えば平面表示パネルの製造装置であり、例えばプラズマディスプレイパネル(PDP)の焼成炉である。例えば、基板31はPDPの背面基板を構成するガラス基板であり、基板31上には電極、隔壁又は蛍光体層の原料となるペーストが被着されている。そして、熱処理炉21は、このペーストを焼成することにより、電極、隔壁又は蛍光体層を形成するものである。
The
次に、本実施形態に係る熱処理炉の動作、即ち、本実施形態に係る平面表示パネルの製造方法について説明する。先ず、基板31上にペースト(図示せず)を被着させる。次に、基板31をセッター32上に載置して、セッター32ごと熱処理炉1の加熱部22内に装入する。そして、加熱部22がセッター32及び基板31を搬送しながら加熱することにより、ペーストを焼成する。次に、セッター32及び基板31を冷却部23内に搬送し、加熱されたセッター32及び基板31をその下方側から冷却する。次に、セッター32及び基板31を冷却部24内に搬送し、セッター32及び基板31をその上方側及び下方側の双方から冷却する。このようにして、平面表示パネルの基板上にその構成要素が形成される。この構成要素は、例えば、PDPの電極、隔壁又は蛍光体層である。
Next, the operation of the heat treatment furnace according to the present embodiment, that is, the method for manufacturing the flat display panel according to the present embodiment will be described. First, a paste (not shown) is deposited on the
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、冷却部23において、搬送経路25の下方のみに冷却手段26が設けられており、セッター32及び基板31をその下方側、即ち、セッター32側から冷却するようになっている。これにより、基板31がセッター32を介して冷却されるため、基板31を徐冷することができる。この結果、基板31の下面と上面との間で大きな温度差が生じることがなく、基板31が反ることがない。このため、基板31の反りに起因する基板31の熱処理炉の内壁への衝突、セッター32上からの落下、基板31における傷の発生等の不具合が発生することがない。
Next, the effect of this embodiment will be described. According to this embodiment, in the
また、本実施形態においては、冷却部24において、搬送経路25の下方及び上方の双方に冷却手段27が設けられており、セッター32及び基板31をその下方側及び上方側の双方から冷却するようになっている。これにより、セッター32及び基板31を十分に冷却することができる。これにより、焼成炉の出口側に配設された搬送ローラ及びその周辺部品等の部品を耐熱化する必要がなくなり、設備コストを低減することができる。
In the present embodiment, the cooling
次に、本発明の実施例について説明する。図3は、本発明の実施例に係る焼成炉を示す側面図であり、図4(a)は図3に示す焼成炉の急冷ゾーンを構成するユニットを示す側面図であり、(b)はその平面図である。本実施例に係る焼成炉は、プラズマディスプレイパネルの背面基板上に被着されたペーストを焼成して電極、隔壁又は蛍光体層を形成するための焼成炉であり、その内部に基板を連続的に通過させて焼成する連続式の焼成炉である。 Next, examples of the present invention will be described. FIG. 3 is a side view showing a firing furnace according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 (a) is a side view showing a unit constituting the quenching zone of the firing furnace shown in FIG. 3, and FIG. FIG. The firing furnace according to the present embodiment is a firing furnace for firing the paste deposited on the back substrate of the plasma display panel to form electrodes, barrier ribs, or phosphor layers, and the substrate is continuously formed therein. It is a continuous firing furnace that is passed through and fired.
図3に示すように、本実施例に係る焼成炉1は3段構成になっており、上段及び中段は夫々焼成ゾーン2及び3になっており、下段は排出ゾーン4になっている。焼成ゾーン2及び3はガラス基板51を加熱し、ガラス基板51上に形成されたペースト等の焼成を行う部分である。また、排出ゾーン4は、焼成後のガラス基板51を冷却する部分である。更に、焼成ゾーン2及び3と排出ゾーン4との間には、昇降部5が設けられている。昇降部5は、焼成ゾーン2及び焼成ゾーン3から排出されたガラス基板51を排出ゾーン4と同じ高さまで下降させ、排出ゾーン4に装入するものである。
As shown in FIG. 3, the firing
焼成ゾーン2及び3、排出ゾーン4、並びに昇降部5には、夫々複数の搬送ローラ6が設けられている。搬送ローラ6はその回転軸がガラス基板51の搬送方向に直交する方向(幅方向)に延び、ガラス基板51の搬送方向に沿って配列されている。そして、ガラス基板51はセッター52に搭載され、セッター52ごと、搬送ローラ6によって焼成炉1内を搬送されるようになっている。即ち、搬送ローラ6上が、ガラス基板51及びセッター52の搬送経路となっている。セッター52は、その厚さがガラス基板51の厚さの1.5倍程度あり、上方から見たときの大きさも、ガラス基板51よりもひとまわり大きい。セッター52は例えば60枚程度設けられており、繰返し使用されるようになっている。
A plurality of conveying
焼成ゾーン2及び3には加熱手段(図示せず)が設けられている。焼成ゾーン2は、直列に配列され相互に連通された7つのユニット2cから構成されており、焼成ゾーン2の入口2aから出口2bに向かってガラス基板51をセッター52ごと移動させながら、このガラス基板51及びセッター52を加熱し、ガラス基板51上に形成されたペーストを焼成するものである。同様に、焼成ゾーン3は、直列に配列され相互に連通された7つのユニット3cから構成されており、焼成ゾーン3の入口3aから出口3bに向かってガラス基板51をセッター52ごと移動させながら、このガラス基板51及びセッター52を加熱し、ガラス基板51上に形成されたペーストを焼成するものである。焼成ゾーン2及び3は、セッター52及びガラス基板51を例えば300乃至400℃、例えば、350まで加熱するものである。また、焼成ゾーン2及び3は、焼成処理を並列で実施することができ、その出口2b及び3bは、夫々昇降部5に連結されている。
The
また、搬出ゾーン4は、直列に配列され相互に連通された例えば7つのユニットから構成されており、前段の例えば4つのユニット7aは徐冷ゾーン11を構成しており、後段の例えば3つのユニット7bは急冷ゾーン12を構成している。徐冷ゾーン11は、昇降部5から搬出された比較的高温、例えば約350℃のセッター52及びガラス基板51を、搬送ローラ6を回転させることにより搬送方向に移動させて、例えば200℃程度まで冷却する部分である。急冷ゾーン12は、徐冷ゾーン11から搬出された比較的低温、例えば約200℃のセッター52及びガラス基板51を、搬送ローラ6を回転させることにより搬送方向に移動させて、例えば100℃以下まで冷却する部分である。ユニット7a及び7bは焼成炉1に対して相互に独立して着脱可能となっている。これにより、徐冷ゾーン11及び急冷ゾーン12を構成するユニットの数を変化させることができる。
Further, the carry-out zone 4 is composed of, for example, seven units arranged in series and communicated with each other. For example, the four
徐冷ゾーン11を構成する各ユニット7aにおいては、セッター52及びガラス基板51の搬送経路の下方、即ち、搬送ローラ6の下方に、4つの冷却手段9が設けられており、これにより、セッター52及びガラス基板51をその下方側、即ち、セッター52側から冷却するようになっている。一方、急冷ゾーン12を構成する各ユニット7bにおいては、セッター52及びガラス基板51の搬送経路の下方及び上方、即ち、搬送ローラ6の下方及び上方に、夫々4つの冷却手段9が設けられており、これにより、セッター52及びガラス基板51をその下方側及び上方側の双方から冷却するようになっている。
In each
図4(a)及び(b)に示すように、各冷却手段9は、複数枚のフィン10と、このフィン10を挿通して幅方向に3往復する1本の冷却管8から構成されており、冷却管8はその内部に冷却水が流されるようになっている。フィン10の表面は搬送方向及び垂直方向に平行であり、フィン10は幅方向に配列されている。冷却手段9と搬送経路との間の距離は調整可能となっており、例えば、冷却手段9は搬送経路に可及的に近い位置に配置されている。なお、図4(b)においては、便宜上、ガラス基板51は図示を省略されている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, each cooling means 9 is composed of a plurality of
次に、上述の如く構成された本実施例に係る焼成炉の動作について説明する。本実施例に係る焼成炉の動作は、本実施例に係るPDPの製造方法の一部である。先ず、本実施例に係るPDPの製造方法について説明する。ガラス基板51上の全面に電極形成用のペースト(図示せず)を塗布し、このペーストを乾燥させ、所定の形状にパターニングする。そして、ガラス基板51を図3に示す焼成炉1に投入し、加熱することによりペーストを焼成し、複数のデータ電極を相互に平行に形成する。このときの焼成方法については後述する。次に、このデータ電極を覆うように白色誘電体層を形成する。次に、この白色誘電体層上に隔壁形成用のペーストをマトリクス状又はストライプ状に塗布し、乾燥させた後、ガラス基板51を焼成炉1に投入し、ペーストを焼成することにより、隔壁を形成する。次に、隔壁の内部に蛍光体層形成用のペーストを塗布し、乾燥させた後、ガラス基板51を焼成炉1に投入し、ペーストを焼成することにより、蛍光体層を形成する。これにより、背面基板を作製する。
Next, the operation of the firing furnace according to the present embodiment configured as described above will be described. The operation of the firing furnace according to the present embodiment is a part of the method for manufacturing the PDP according to the present embodiment. First, a method for manufacturing a PDP according to the present embodiment will be described. An electrode forming paste (not shown) is applied to the entire surface of the
一方、ガラス基板等の透明基板上に夫々複数の走査電極及び共通電極を交互に且つ平行に形成する。次に、この走査電極及び共通電極を覆うように透明誘電体層を形成する。次に、この透明誘電体層上に、例えばMgOからなる保護膜を形成する。これにより、前面基板を作製する。そして、上述の如く作製した前面基板と背面基板とを重ね合わせる。このとき、前面基板における走査電極及び共通電極が延びる方向と、背面基板におけるデータ電極が延びる方向とが、相互に直交するようにする。次に、両基板を封着し、セル内を排気した後、セル内に放電ガスを封入する。これにより、PDPを製造することができる。 On the other hand, a plurality of scanning electrodes and a common electrode are alternately and parallelly formed on a transparent substrate such as a glass substrate. Next, a transparent dielectric layer is formed so as to cover the scan electrode and the common electrode. Next, a protective film made of, for example, MgO is formed on the transparent dielectric layer. Thereby, a front substrate is produced. Then, the front substrate and the rear substrate manufactured as described above are overlapped. At this time, the direction in which the scanning electrode and the common electrode on the front substrate extend and the direction in which the data electrode on the rear substrate extends are orthogonal to each other. Next, after sealing both substrates and exhausting the inside of the cell, a discharge gas is sealed in the cell. Thereby, PDP can be manufactured.
次に、背面基板上にデータ電極、隔壁及び蛍光体層を形成する各工程におけるペーストの焼成方法について詳細に説明する。図5は、横軸に時間をとり縦軸に温度をとって、本実施例における焼成処理の温度プロファイルを示すグラフ図である。図3に示すように、先ず、ガラス基板51を、その上面に未焼成のペースト(図示せず)が被着された状態でセッター52上に載置する。そして、セッター52ごと入口2a又は3aを介して焼成ゾーン2又は3内に装入する。次に、搬送ローラ6を回転させることにより、セッター52及びそれに搭載されたガラス基板51を焼成ゾーン2又は3内において搬送方向に搬送しつつ、加熱手段がセッター52及びガラス基板51を加熱する。
Next, a paste baking method in each step of forming the data electrodes, the barrier ribs, and the phosphor layer on the back substrate will be described in detail. FIG. 5 is a graph showing the temperature profile of the firing treatment in this example, with time on the horizontal axis and temperature on the vertical axis. As shown in FIG. 3, first, the
このとき、焼成ゾーンを構成する7つのユニットのうち、例えば前段の3つのユニットは昇温ゾーンとして機能し、図5に示すように、セッター52及びガラス基板51の温度を例えば350℃まで昇温する。また、後段の4つのユニットはキープゾーンとして機能し、セッター52及びガラス基板51の温度をキープ温度、例えば350℃に保持する。これにより、ガラス基板51上に被着されたペーストが焼成され、セッター52及びガラス基板51は焼成ゾーンの出口2b又は3bに到達する。この時点で、セッター52及びガラス基板51の温度は例えば350℃になっている。
At this time, among the seven units constituting the firing zone, for example, the previous three units function as a temperature raising zone, and the temperature of the
そして、セッター52及びガラス基板51を昇降部5内に搬送し、昇降部5によって排出ゾーン4と同じ高さまで下降させ、搬出ゾーン4の徐冷ゾーン11内に搬入する。以後、搬送ローラ6を回転させることにより、セッター52及びガラス基板51を排出ゾーン4の出口4bに向かって4つのユニット7a及び3つのユニット7bを順次通過させる。
Then, the
このとき、徐冷ゾーン11においては、搬送経路の下方に設けられた冷却手段9の冷却管8内に温度が例えば20乃至30℃の冷却水を流通させる。これにより、冷却管8が冷却され、次いでフィン10が冷却され、この結果、セッター52及びガラス基板51がその下方側から冷却される。セッター52及びガラス基板51は、先ずセッター52の下面が冷却され、その後、セッター52の上面まで冷却され、これに伴い、ガラス基板51が冷却される。このとき、ガラス基板51は、ガラス基板51よりも熱容量が大きいセッター52を介して冷却されるため、従来よりも小さい冷却速度で冷却される。これにより、セッター52及びガラス基板51は例えば200℃まで冷却される。
At this time, in the
次に、セッター52及びガラス基板51を急冷ゾーン12に搬送する。急冷ゾーン12においては、搬送経路の下方及び上方に設けられた冷却手段9により、セッター52及びガラス基板51をその下方側及び上方側の双方から冷却する。これにより、セッター52及びガラス基板51が急冷され、その温度が例えば100℃以下となる。
Next, the
その後、セッター52及びガラス基板51を排出ゾーン4の出口4bから焼成炉1の外部に搬出する。これにより、ペーストの焼成処理が完了する。なお、セッター52は、出口4bから排出された後、その上からガラス基板51が取り除かれ、新たな焼成前のガラス基板51が搭載され、再び、焼成ゾーン2の入口2a又は焼成ゾーン3の入口3aを介して焼成炉1内に投入される。
Thereafter, the
次に、本実施例の効果について説明する。本実施例によれば、徐冷ゾーン11において、セッター52及びガラス基板51の搬送経路の下方のみに冷却手段9が設けられており、セッター52及びガラス基板51をその下方側から冷却するようになっている。これにより、ガラス基板51がガラス基板51よりも熱容量が大きいセッター52を介して冷却される。この結果、セッター52とガラス基板51との間で大きな温度差が生じることがなく、ガラス基板51が急冷されることがない。従って、ガラス基板51の下面と上面との間において大きな温度差が生じることがなく、ガラス基板51が反ることがない。これにより、ガラス基板51がセッター52上で滑り、セッター52上からはみ出して焼成炉の内壁に衝突したり、セッター52上から落下したりすることがない。また、ガラス基板51が滑ることによりその下面に傷が付くことがない。
Next, the effect of the present embodiment will be described. According to the present embodiment, in the
一般に、ガラス基板を冷却する際には、徐冷することが極めて重要である。例えば、板ガラスを製造する際には、ガラスを高温で溶融させ板状に成型した後、常温まで冷却する。このとき、急激に冷却するとガラス中に歪みが生じ、割れ等の原因になる。それを避けるために、ガラスを冷却する際には、一定の温度カーブでガラスを徐冷する。このとき、徐冷点及び歪点が重要となる。徐冷点とはその温度以下ではガラスの歪みが解消されない温度であり、歪点とはその温度以下ではガラスの歪みが発生しない温度である。即ち、歪点以上徐冷点以下の温度範囲は、ガラスに歪みは発生するが解消されない温度範囲である。歪点は板ガラス(ソーダライムガラス)においては500℃程度、高融点・低収縮ガラス(例えば、PD200等)においては570℃程度であり、徐冷点は歪点よりも30乃至100℃程度高くなっている。ガラスを冷却する際には、特に徐冷点から歪点までの温度範囲を徐冷することにより、歪みの発生を略防ぐことができる。また、歪みが入ったガラスでも、徐冷点以上の温度まで再加熱した後徐冷することにより、歪みを除去することができる。 Generally, when cooling a glass substrate, it is very important to cool slowly. For example, when producing plate glass, the glass is melted at a high temperature and formed into a plate shape, and then cooled to room temperature. At this time, if it cools rapidly, distortion will arise in glass and it will cause a crack. In order to avoid this, when the glass is cooled, the glass is gradually cooled with a certain temperature curve. At this time, the annealing point and the strain point are important. The annealing point is a temperature at which glass distortion is not eliminated below that temperature, and the strain point is the temperature at which glass distortion does not occur below that temperature. That is, the temperature range from the strain point to the annealing point is a temperature range in which distortion occurs in the glass but is not eliminated. The strain point is about 500 ° C. for plate glass (soda lime glass), about 570 ° C. for high melting point / low shrinkage glass (eg PD200), and the annealing point is about 30 to 100 ° C. higher than the strain point. ing. When cooling the glass, it is possible to substantially prevent the occurrence of distortion by gradually cooling the temperature range from the annealing point to the strain point. Further, even in a glass having strain, the strain can be removed by reheating to a temperature equal to or higher than the annealing point and then cooling.
本実施例においては、ガラス基板が搬出ゾーンに搬入される時点で、ガラス基板の温度は300乃至400℃、例えば350℃であるため、排出ゾーンにおける冷却は、上述した歪点以下の温度範囲における冷却となる。このため、仮にガラス基板を急冷しても、ガラス基板内に歪みが残ることはない。しかしながら、前述の如く、ガラス基板をその上面側から急冷すると、セッターの熱容量はガラス基板の熱容量よりも大きいため、セッターがガラス基板の温度変化についていけず、ガラス基板との間で大きな温度差が発生する。この結果、ガラス基板の上面と下面との間でも大きな温度差が発生し、ガラス基板に反りが発生する。これにより、ガラス基板がセッター上で滑りやすくなり、上述の如く各種の不具合が発生する。これに対して、本実施例においては、ガラス基板をセッター側から冷却することにより、セッターとガラス基板との温度を略等しく維持したままガラス基板を徐冷できるため、ガラス基板の上面と下面との間の温度差を抑制し、反りの発生を防止できる。 In this embodiment, when the glass substrate is carried into the carry-out zone, the temperature of the glass substrate is 300 to 400 ° C., for example, 350 ° C. Therefore, the cooling in the discharge zone is performed in the temperature range below the strain point described above. It becomes cooling. For this reason, even if the glass substrate is rapidly cooled, no distortion remains in the glass substrate. However, as described above, when the glass substrate is rapidly cooled from the upper surface side, the heat capacity of the setter is larger than the heat capacity of the glass substrate, so the setter cannot keep up with the temperature change of the glass substrate, and there is a large temperature difference with the glass substrate. appear. As a result, a large temperature difference is generated between the upper surface and the lower surface of the glass substrate, and the glass substrate is warped. Thereby, the glass substrate becomes slippery on the setter, and various problems occur as described above. On the other hand, in the present embodiment, by cooling the glass substrate from the setter side, the glass substrate can be gradually cooled while maintaining the temperatures of the setter and the glass substrate substantially equal to each other. The temperature difference between the two can be suppressed and the occurrence of warpage can be prevented.
また、本実施例においては、急冷ゾーン12において、搬送経路の下方及び上方の双方に冷却手段9が設けられており、セッター52及びガラス基板51をその下方側及び上方側の双方から冷却するようになっている。これにより、セッター52及びガラス基板51を急冷することができ、セッター52及びガラス基板51を十分に冷却することができる。この結果、例えば、焼成炉1の出口において、セッター52及びガラス基板51の温度を100℃以下とすることができる。これにより、焼成炉の出口側に配設された搬送ローラ及びその周辺部品等の部品を耐熱化する必要がなくなり、設備コストを低減することができる。なお、急冷ゾーン12においては、セッター52及びガラス基板51が急冷されるため、両者の間で温度差が生じるが、両者の温度が200℃以下であるため、ガラス基板51が反ることはない。
In the present embodiment, in the quenching
更に、本実施例においては、徐冷ゾーン11を構成するユニット7a及び急冷ゾーン12を構成するユニット7bが焼成炉1に対して相互に独立して着脱可能であるため、ユニット7a及び7bの数を調整することができる。これにより、徐冷ゾーン11及び急冷ゾーン12の長さを調節することができ、1ユニット当たりの冷却能力が一定である場合でも、冷却工程における温度プロファイルを任意に調整することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
更にまた、本実施例においては、セッター52及びガラス基板51の搬送経路と冷却手段9との間の距離を調整することができる。これにより、冷却工程における温度プロファイルを任意に調整することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the distance between the transport path of the
なお、本実施例においては、冷却管に水を流通させる例を示したが、本発明はこれに限定されず、水以外の冷却媒体、例えば空気を流通させてもよい。 In the present embodiment, an example is shown in which water is circulated through the cooling pipe. However, the present invention is not limited to this, and a cooling medium other than water, such as air, may be circulated.
また、焼成ゾーン2及び3におけるキープ温度は、使用する材料の特性及び製造プロセスに依存する。しかし、本実施例においては、仮に、キープ温度が歪点以上であっても、徐冷ゾーン11においてガラス基板51をセッター52を介して冷却しているため、その冷却速度は小さくなり、ガラス基板51に歪みが発生することはない。
Further, the keep temperature in the
本実施例によれば、徐冷ゾーンにおいて、搬送経路の下方のみに冷却手段が設けられており、セッター及びガラス基板をその下方側から冷却するようになっているため、ガラス基板がセッターを介して冷却される。このため、セッターとガラス基板との間で大きな温度差を生じることなく、ガラス基板を徐冷することができる。この結果、ガラス基板の下面と上面との間の温度差を抑制することができ、ガラス基板が反ることがない。 According to the present embodiment, in the slow cooling zone, the cooling means is provided only below the conveyance path, and the setter and the glass substrate are cooled from the lower side thereof, so that the glass substrate passes through the setter. And cooled. For this reason, a glass substrate can be gradually cooled, without producing a big temperature difference between a setter and a glass substrate. As a result, the temperature difference between the lower surface and the upper surface of the glass substrate can be suppressed, and the glass substrate does not warp.
1;焼成炉
2、3;焼成ゾーン
4;排出ゾーン
5;昇降部
6;搬送ローラ
7a、7b;ユニット
8;冷却管
9;冷却手段
10;フィン
11;徐冷ゾーン
12;急冷ゾーン
21;熱処理炉
22;加熱部
23、24;冷却部
25;搬送経路
26、27;冷却手段
31;基板
32;セッター
51;ガラス基板
52;セッター
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