JP2007057132A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 様々な種類の基板を支持する。
【解決手段】 熱処理室11内にワーク支持装置12が配置されている。ワーク支持装置装置12は、間隔をおいて平行に並べられている複数の水平状支持ロッド31を備えている。これらの支持ロッド31のうち、少なくとも１つの支持ロッド31は、その軸線の回りに回転自在である可動ロッド33となされている。可動ロッド33外面をその周方向に間隔をおいてのびた複数の基線上に、複数ずつの支持ピン34が可動ロッド軸線方向に間隔をおきかつ可動ロッド半径方向外方に突出させられるように設けられている。１つの基線上の支持ピン34の間隔と、他の基線上の支持ピン34の間隔とが相違させられている。
【選択図】 図４

Description

この発明は、例えば、液晶表示パネル用ガラス基板等のフラットパネルディスプレイ用基板等の熱処理を行う際に、基板を支持するための支持装置を備えた熱処理装置に関する。

この種の支持装置としては、間隔をおいて平行に並べられている複数の水平状支持ロッドを備えており、支持ロッドの上面は平坦であり、支持ロッドの上面に緩衝材が被覆されており、支持ロッドがその幅方向に首振り自在となされているものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この支持装置は、例えば、液晶基板を貼り合わせる工程の熱処理において、熱処理中の基板支持具が、液晶表示パネルに表示ムラを生じさせる問題があり、それを解決するために、本出願人が先に提案したものである。

しかしながら、液晶基板の大型化や高精細化に伴い、製造プロセスや使用する材料は日々進歩しており、上記支持装置によっても、支持に起因する問題点（表示ムラ）が発生した。

その中でも、ＩＰＳ液晶(In-Plane Switching)の技術を採用した液晶表示パネルに問題が発生し易い。それは、パネル性能が貼り合わせる基板間のギャップ、即ちパネルギャップ精度の影響を受け易い構造だからである。

大型化やプロセス変更の経緯を以下に説明する。

ＩＰＳ液晶等の場合においても、パネルの大型化、マザーガラスの大型化が進んでも、生産性やパネル性能の維持・向上を図るべくプロセス開発が行われている。

これに関わる新しい技術としては、柔軟性スペーサの出現である。液晶滴下方式による液晶の注入方式を採用し、注入時間短縮を図り、スペーサを柔軟性材料に変更することで、貼り合わせ時のパネルギャップ精度向上を図るプロセスに進化しつつある。

さらに、フォトリソグラフィによる複合技術として、高硬度スペーサと柔軟性スペーサを２層構造とし、それぞれの特徴を活かした技術も使用されている。柔軟性スペーサはその特徴として、塑性変形量の小さい優れた弾性特性を持っているが、荷重と変形量にヒステリシスを生じてしまう。また室温付近での設計条件であるために高温状態では弾性特性が低下し、所望の性能が得られないという問題点がある。この特性で、熱処理装置に使用している基板支持具と基板が接触する部分の柔軟性スペーサが熱変形し、液晶表示パネルに表示ムラが生じる。

このような問題点を解決するためには、基板の全面を定盤で支持することが考えられる。このやり方では、面圧の均一化を図ることができるという長所はあるが、その一方、つぎのような短所がある。定盤の製作コストが高い。ロボット搬送を可能とするための基板リフト機構が必要となる。生産性が低い（多段使用時の収納ピッチが広い）。基板表裏の温度差が大きい（定盤側基板と貼り合わせ側基板の温度差）。熱効率が悪い（定盤の熱負荷大）。

このようなやり方に代わるものとして、基板下面を、そのデバイス形成領域外の複数カ所で支持することも考えられる。このようなやり方をすれば、面圧の大小に関わらず表示ムラが発生しない、生産性（基板収納ピッチ）の低下が少ない、熱効率に優れる等の数多くの長所がある。ところが、様々な基板種類に対応することができない、という短所がある。例えば、一定の大きさのマザーガラスからは、６面取りや１２面取りによって異なる枚数の製品が切り出されるが、これを１つの種類の支持装置によって支持できないのである。
特開２００４−１０８６７０号公報

この発明の目的は、面圧の大小に関わらず表示ムラが発生しない、生産性（基板収納ピッチ）の低下が少ない、熱効率に優れる等の数多くの長所を備えていることは勿論、様々な基板種類に対応することができる熱処理装置を提供することにある。

この発明による熱処理装置は、熱処理室内に、表示パネル用基板下面を、そのデバイス形成領域を上向きにして支持する基板支持装置が配置されており、基板支持装置が、基板下面を複数カ所で支持する支持手段と、基板下面のデバイス形成領域外に対応する部分を支持しうるように支持手段による支持カ所を変更する変更手段とを備えているものである。

この発明による熱処理装置では、基板の種類に対応して支持手段による支持カ所を変更することができる。したがって、様々な基板種類に対応することができる。

さらに、支持手段が、間隔をおいて平行に並べられている複数の水平状支持ロッドを備えており、これらの支持ロッドのうち、少なくとも１つの支持ロッドは、その軸線の回りに回転自在である可動ロッドとなされ、可動ロッド外面をその周方向に間隔をおいてのびた複数の基線上に、複数ずつの支持ピンが可動ロッド軸線方向に間隔をおきかつ可動ロッド半径方向外方に突出させられるように設けられており、１つの基線上の支持ピンの間隔と、他の基線上の支持ピンの間隔とが相違させられていると、可動ロッドを回転させるだけの簡単な操作によって、支持手段による支持カ所の変更が可能である。

また、支持手段が、間隔をおいて平行に並べられている複数の水平状支持ロッドを備えており、これらの支持ロッドのうち、少なくとも１つの支持ロッドは、その軸線の回りに回転自在である可動ロッドとなされ、可動ロッド外面をその周方向に間隔をおいてのびた複数の基線上に、複数ずつの支持ピンが可動ロッド軸線方向に間隔をおきかつ可動ロッド半径方向外方に突出させられるように設けられており、１つの基線上の支持ピンの軸方向の位置と、他の基線上の支持ピンの軸方向の位置とが軸方向にずらされているようにしても、支持手段による支持カ所の変更が可能である。

また、支持ピンの先端が、基板下面に点接触しうる形状となされていると、基板下面の状態がその他カ所と近似状態になるため、基板昇温時の温度差が低減でき、温度分布性能が向上する。

また、変更手段が、可動ロッドを角度可変に変更しうる駆動機構を備えていることが好ましい。

駆動機構の具体例としては、可動ロッドに固定されているアームと、アームの先端に連結されているロッドと、ロッドを長さ方向に進退させるようにロッドに連結されたピストンロッドを有している流体圧シリンダとを備えていると、簡単な構造でもって、可動ロッドを回転させることがてきる。

また、他の駆動機構の例としては、可動ロッドに固定されている従動スプロケットと、従動スプロケットに巻き掛けられたチェーンと、チェーンに巻き掛けられている駆動スプロケットと、駆動スプロケットが出力軸に固定されているモータとを備えていると、可動ロッドの回転角度を大きくすることが容易であり、支持手段による支持カ所を大幅に変更することが可能である。

また、可動ロッドの軸方向複数カ所に対し支持ピンが着脱自在であると、事前に予測ができなかったような支持カ所の変更にも対応することができ、特殊な基板への対応も可能となる。

この発明によれば、様々な基板種類に対応することができる熱処理装置が提供される。

この発明の実施の形態を図面を参照しながらつぎに説明する。

以下の説明において、前後とは、図１の下側を前、これの反対側を後といい、左右とは、前方からみて、その左右の側を左右（図１の左右の側）というものとする。

熱処理装置は、その全体概略構造を示す図９に示すように、液晶表示パネル用ガラス基板であるワークＷを熱処理するための熱処理室11を有する熱処理炉10と、熱処理室11内に設置されかつ複数のワークＷが多段に支持している支持装置であるラック12を備えている。熱処理室11内には、熱処理用熱風が図示しない手段によって循環させられる。 熱処理炉10のワーク搬出入口には多段シャッター13が設けられている。シャッター13は、複数の上下スライド部材14を有している。複数のスライド部材14を適宜上下動させることより、隣り合う２つのスライド部材14間に、ワークＷを出し入れするために必要な高さの開口が得られる。得られた開口を通じて、１つの処理済みのワークＷが熱処理室11から搬出され、搬出されたワークＷのあったところに未処理のワークＷが搬入される。ワークＷの搬出入は、ロボットハンド25によって行われる。

以下、図１〜図８を参照しながら、ワーク支持装置について、詳細に説明する。

図１の上側が熱処理室11のシャッター側であり、その下側が点検扉側である。熱処理室11内には、断熱材13の上に載せられている床板14が設けられている。

ラック12は、基板Ｐを１つずつ載せている多段の棚21と、各段の棚21の前端部を支持している４つの前支柱22と、同棚21の後端部を支持している２つの後支柱23と、２つの後支柱23に渡されたクロスバー24とを備えている。ロボットハンド25は、シャッター側から隣り合う棚21の間に進退しうるように配置されている。

各段の棚21は、互いに平行に前後方向にのびた４つの水平状支持ロッド31によって構成されている。４つの支持ロッド31の前端部は、４つの前支柱22に直接的に支持されている。４つの支持ロッド31の後端部は、クロスバー24に支持されている。

４つの支持ロッド31のうち、外側の２つの支持ロッド31が固定ロッド32となされ、内側の２つの支持ロッド31が可動ロッド33となされている。各支持ロッド31には複数の支持ピン34が軸方向に間隔をおいて設けられている。

固定ロッド32の支持ピン34は、図３に示すように、一定間隔をおいて軸方向に並びかつ全て真上を向いている。可動ロッド33の支持ピン34は、図４に示すように、軸方向から見て、所定角度だけずらされている。図４では、３つの支持ピン34が３つの方向に向けられている。３つの方向に向けられた３つの支持ピン34の間隔および／または位置は、様々異なっている。

支持ピン34の先端面は、基板Ｐと点接触しうる形状に形成されている。その形状は、例えば、図３および図４に示すように、球体の一部をなす形状であってもよく、図５に示すように、断面略逆Ｕ字状であってもよい。

つぎに、支持ピン34による支持カ所を変更する変更手段について説明する。

各可動ロッド33の前端部にはアーム41が固定されている。内側の２つの前支柱22の対応するものに支持されて縦一列に並んだ可動ロッド33に固定されたアーム41の先端部には垂直状連結ロッド42が渡されている。連結ロッド42の下端部は、熱処理室11下方までのびている。連結ロッド42の下方突出端部には流体圧シリンダ43のロッドが連結されている。

流体圧シリンダ43の作動によって、２つの連結ロッド42は、別々に昇降させられる。連結ロッド42の昇降にともない、アーム41を介して可動ロッド33が回転させられる。その結果、異なる方向を向いた支持ピン34の１つだけが真上に向けられる。

図６(a)は、基板Ｐを６面取りする場合を示している。基板Ｐ上において、ハッチングを施している部分がデバイス形成領域Ｄである。そして、デバイス形成領域Ｄ外に丸印S1で示す部分が固定ロッド32の支持ピン34による支持カ所であり、丸印S2で示す部分が可動ロッド33の支持ピン34による支持カ所である。

図６(b)は、図６(a)に示す同じ基板Ｐから、６面取りに代えて、１２面取りする場合を示している。図６(a)に示す可動ロッド33の支持ピン34による支持カ所S2では、デバイス形成領域Ｄに掛かってしまうことになる。そこで、可動ロッド33を適宜角度回転させることによって、支持ピン34による支持カ所をＳ2からS3に変更する。図６(a)に示す１つの可動ロッド33による支持カ所S2は５であったが、図６(b)に示す支持カ所S3は、４に減っていて、前後に並んだ２つのデバイス形成領域Ｄを前後から挟む形態となっている。固定ロッド32の支持ピン34による支持カ所S1は、両図を通じて変更されていない。上記基板Ｐは、例えば、２０面取りされることもある。

図７は、変更手段の他の例を示すものである。この例による変更手段を可動ロッド33の回転角度を大きくしたい場合に好適である。

各可動ロッド33の前端部には従動スプロケット51が固定されている。縦一列に並んだ可動ロッド33にそれぞれ固定された従動スプロケット51にはエンドレス・チェーン52が巻き掛けられている。チェーン52は、適宜案内スプロケット53を介して熱処理室11外に導かれている。熱処理室11外において、チェーン52には駆動スプロケット54が巻き掛けられている。駆動スプロケット54は、モータ55の出力軸に固定されている。モータ55の作動により、チェーン52が牽引されて各可動ロッド33が正逆回転させられる。

この例による変更手段を採用する場合、図８に示すように、１つの可動ロッド33の支持ピン34の数を増やしても良い。さらに、支持ピン34をアタッチメント61を介して可動ロッド33に取り付けるようにしてもよい。アタッチメント61は、図示しないボルトによって可動ロッド33の軸方向複数カ所に自在に着脱されうる。

他の変更手段の例としては、ウォームおよびピニオンによって可動ロッド33を駆動するようにしてもよく、カサ歯車によることも可能である。

以上の説明にもかかわらず、この発明は液晶表示パネル用ガラス基板以外の表示パネルにも適用可能である。

この発明による熱処理装置の支持装置の平面図である。 同支持装置の正面図である。 同支持装置の固定ロッドの断面図である。 同支持装置の可動ロッドの断面図である。 同可動ロッドの支持ピンの変形例を示す断面図である。 同支持装置によって支持される基板の面取りの様子を示す説明図である。 位置変更の変形例を示す図２相当の正面図である。 同可動ロッドの変形例を示す図４相当の断面図である。 熱処理装置の全体構成の概略を示す斜視図である。

符号の説明

12 ラック
21 棚
31 支持ロッド
32 固定ロッド
33 可動ロッド
34 支持ピン

Claims (6)

1. 熱処理室内に、表示パネル用基板下面を、そのデバイス形成領域を上向きにして支持する基板支持装置が配置されており、基板支持装置が、基板下面を複数カ所で支持する支持手段と、基板下面のデバイス形成領域外に対応する部分を支持しうるように支持手段による支持カ所を変更する変更手段とを備えている熱処理装置。
2. 支持手段が、間隔をおいて平行に並べられている複数の水平状支持ロッドを備えており、これらの支持ロッドのうち、少なくとも１つの支持ロッドは、その軸線の回りに回転自在である可動ロッドとなされ、可動ロッド外面をその周方向に間隔をおいてのびた複数の基線上に、複数ずつの支持ピンが可動ロッド軸線方向に間隔をおきかつ可動ロッド半径方向外方に突出させられるように設けられており、１つの基線上の支持ピンの間隔と、他の基線上の支持ピンの間隔とが相違させられている請求項１に記載の熱処理装置。
3. 支持手段が、間隔をおいて平行に並べられている複数の水平状支持ロッドを備えており、これらの支持ロッドのうち、少なくとも１つの支持ロッドは、その軸線の回りに回転自在である可動ロッドとなされ、可動ロッド外面をその周方向に間隔をおいてのびた複数の基線上に、複数ずつの支持ピンが可動ロッド軸線方向に間隔をおきかつ可動ロッド半径方向外方に突出させられるように設けられており、１つの基線上の支持ピンの軸方向の位置と、他の基線上の支持ピンの軸方向の位置とが軸方向にずらされている請求項１に記載の熱処理装置。
4. 支持ピンの先端が、基板下面に点接触しうる形状となされている請求項２または３に記載の熱処理装置。
5. 変更手段が、可動ロッドを角度可変に変更しうる駆動機構を備えている請求項２〜４のいずか１つに記載の熱処理装置。
6. 可動ロッドの軸方向複数カ所に対し支持ピンが着脱自在である請求項２〜５のいずか１つに記載の熱処理装置。

Images