JP2008256229A - Firing furnace and firing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラズマディスプレイパネルなどのガラス基板の焼成を行う焼成炉及び焼成方法に関する。 The present invention relates to a baking furnace and a baking method for baking a glass substrate such as a plasma display panel.
近年、壁掛けテレビやマルチメディアディスプレイとして利用できる大画面フラットパネルの実用化が着々と進行しつつある。このような大画面フラットパネルとしては、自発光型で広い視野角を持ち、表示品質がよいという品質面の長所と、作製プロセスが簡単で大型化が容易という製造面での長所を兼ね備えたプラズマディスプレイパネル(以下、「PDP」と記す)が最有力候補の一つとして挙げられている。 In recent years, practical use of a large-screen flat panel that can be used as a wall-mounted television or a multimedia display has been steadily progressing. As such a large-screen flat panel, a plasma that combines the advantages of self-luminous, wide viewing angle, good display quality, and the manufacturing advantage of simple manufacturing process and large size. A display panel (hereinafter referred to as “PDP”) is cited as one of the most promising candidates.
PDPの製造は、前面ガラス、背面ガラスと称する大型のガラス基板表面に、電極、誘電体、隔壁などの種々の被焼成部材を塗布、乾燥し、焼成を行うことによって逐次形成していき、最終的に前面ガラスと背面ガラスとを封着することにより行われる。 The PDP is manufactured by applying various materials to be baked, such as electrodes, dielectrics, and barrier ribs on the surface of a large glass substrate called a front glass and a back glass, drying, and firing, and finally forming the final glass. For example, the front glass and the rear glass are sealed.
このガラス基板の焼成は、セッターに搭載されたガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させてガラス基板を焼成する焼成炉を用いて行われる。PDPのさらなる大型化、多面取りによる生産性向上、タクトタイムの短縮などへの要求に伴い、大型のガラス基板においても、急速でかつ、反りや割れを起こさずに加熱し、冷却することが求められている。特にセッター上に載置されたガラス基板は、セッターの熱容量が大きいため、冷却を急速に行うと、セッターに接するガラス基板下面の冷却が、ガラス基板上面の冷却と比べて遅くなる。この上面と下面との温度差により、ガラス基板は中央部に対し、端部が上向きに反る形状になってしまう。これを防ぐため、ガラス基板が載置されたセッターの下面中央部及びその近傍部に対して、冷却空気を吹き付けることにより、反りを抑制して冷却する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、ガラス基板のサイズや焼成条件が異なると、反りや歪の起こり方が異なる。したがって、下に凸にならないための冷却空気の吹き付け条件は、ガラス基板の状態によって異なる。また、中央部への冷却空気の吹き付けだけでは、ガラス基板端部の冷却を均一に行うことが困難であるため、ガラス基板に歪が残ったり、割れが起こったりするという課題があった。 However, when the size of the glass substrate and the firing conditions are different, the manner of warping and distortion differs. Therefore, the cooling air blowing condition for preventing the projection from being lowered differs depending on the state of the glass substrate. Moreover, since it is difficult to uniformly cool the edge of the glass substrate only by blowing the cooling air to the center, there is a problem that the glass substrate remains strained or cracks occur.
本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、ガラス基板の歪や割れなどを生じさせることなく、均一に、短時間で冷却させることが可能な焼成炉及び焼成方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and provides a firing furnace and a firing method that can be uniformly cooled in a short time without causing distortion or cracking of the glass substrate. Objective.
本発明の焼成炉は、内部に加熱部と冷却部とを有し、セッターに搭載したガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させてガラス基板を焼成する焼成炉であって、冷却部は、冷却手段とガラス基板の状態を測定する測定手段とを備え、測定手段の測定結果にもとづいて冷却手段を制御するように構成したことを特徴とする。 The firing furnace of the present invention is a firing furnace having a heating part and a cooling part therein, and firing the glass substrate by passing the heating part and the cooling part while conveying the glass substrate mounted on the setter, The cooling unit includes a cooling unit and a measuring unit that measures the state of the glass substrate, and is configured to control the cooling unit based on a measurement result of the measuring unit.
このような構成によれば、ガラス基板の状態に応じた冷却手段で冷却することができるため、歪や割れを抑制した焼成を行うことができる。 According to such a structure, since it can cool with the cooling means according to the state of the glass substrate, the baking which suppressed distortion and a crack can be performed.
さらに、冷却手段がガラス基板上の冷却場所を変える冷却場所変更手段であることが望ましく、歪や割れをより確実に抑制できる冷却を行うことができる。 Furthermore, it is desirable that the cooling means is a cooling place changing means for changing the cooling place on the glass substrate, and cooling that can more reliably suppress distortion and cracking can be performed.
さらに、測定手段がガラス基板の反り量を測定する反り量測定手段であることが望ましく、適切に反り量を減少するような冷却を行うことで、ガラス基板の歪や割れを抑制することができる。 Furthermore, it is desirable that the measuring means is a warpage amount measuring means for measuring the warpage amount of the glass substrate, and by performing cooling that appropriately reduces the warpage amount, distortion and cracking of the glass substrate can be suppressed. .
さらに、測定手段がガラス基板、またはセッターの少なくともひとつの表面温度を測定する表面温度測定手段であることが望ましく、表面温度の差による歪を低減するような冷却を行うことができる。 Furthermore, it is desirable that the measuring means is a glass substrate or a surface temperature measuring means for measuring at least one surface temperature of the setter, and cooling can be performed so as to reduce distortion due to the difference in surface temperature.
さらに、冷却部は複数の冷却室を備え、ガラス基板を冷却室間においてタクト搬送することが望ましい。このような焼成炉によれば、隣接の冷却室の影響を受けることなく冷却を行うことが可能になり、精密な制御による冷却を行うことで、ガラス基板の歪や割れを抑制することができる。 Further, it is desirable that the cooling unit includes a plurality of cooling chambers, and the glass substrate is transported between the cooling chambers. According to such a firing furnace, it becomes possible to perform cooling without being affected by an adjacent cooling chamber, and by performing cooling under precise control, distortion and cracking of the glass substrate can be suppressed. .
さらに、搬送方向の上流に位置する冷却室の測定手段による測定に基づいて、搬送方向の下流に位置する冷却室において冷却手段によりガラス基板上の冷却位置を変更することが望ましく、ガラス基板の冷却状態に適合した冷却を行うことが可能になり、精密な制御による冷却を行うことができる。 Furthermore, it is desirable to change the cooling position on the glass substrate by the cooling means in the cooling chamber located downstream in the conveyance direction based on the measurement by the measurement means of the cooling chamber located upstream in the conveyance direction. It becomes possible to perform cooling suitable for the state, and cooling by precise control can be performed.
また、本発明の焼成方法は、セッターに搭載されたガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させてガラス基板を焼成する焼成方法であって、冷却部は、ガラス基板の状態を測定する測定ステップと、測定ステップの測定結果にもとづいて冷却部に設けた冷却手段を制御する冷却制御ステップとを備えたことを特徴とする。 Further, the firing method of the present invention is a firing method in which the glass substrate is fired by passing the heating unit and the cooling unit while conveying the glass substrate mounted on the setter, and the cooling unit is configured to change the state of the glass substrate. A measurement step for measuring and a cooling control step for controlling the cooling means provided in the cooling unit based on the measurement result of the measurement step are provided.
このような方法によれば、ガラス基板の冷却状態に応じた冷却手段で冷却することができるため、ガラス基板の歪や割れを抑制することができる。 According to such a method, since it can cool with the cooling means according to the cooling state of the glass substrate, distortion and a crack of a glass substrate can be suppressed.
さらに冷却制御ステップにおいてガラス基板上の冷却場所を変えることが望ましく、より高速で精密な冷却が可能になる。 Furthermore, it is desirable to change the cooling location on the glass substrate in the cooling control step, which enables faster and more precise cooling.
さらに、測定ステップにおいてガラス基板の反り量を測定することが望ましく、反り量を減少するような冷却を行うことができる。 Furthermore, it is desirable to measure the amount of warpage of the glass substrate in the measurement step, and cooling can be performed to reduce the amount of warpage.
さらに、測定ステップにおいてガラス基板、またはセッターの少なくともひとつの表面温度を測定することが望ましく、表面温度の差による歪を低減するような冷却を行うことができる。 Furthermore, it is desirable to measure at least one surface temperature of the glass substrate or setter in the measurement step, and cooling can be performed so as to reduce distortion due to the difference in surface temperature.
さらに、冷却部は複数の冷却室を備え、ガラス基板を冷却室間においてタクト搬送することが望ましく、隣接の冷却室の影響を受けることなく冷却を行うことができる。 Furthermore, it is desirable that the cooling unit includes a plurality of cooling chambers, and the glass substrate is desirably transported between the cooling chambers, so that the cooling can be performed without being affected by the adjacent cooling chambers.
さらに、搬送方向の上流に位置する冷却室における測定ステップの結果に基づいて、冷却制御ステップを搬送方向の下流に位置する冷却室において行うことが望ましく、ガラス基板の冷却状態に適合した冷却を行うことが可能になり、精密な制御による冷却を行うことができる。 Furthermore, it is desirable that the cooling control step is performed in the cooling chamber located downstream in the transport direction based on the result of the measurement step in the cooling chamber located upstream in the transport direction, and cooling suitable for the cooling state of the glass substrate is performed. Therefore, it is possible to perform cooling by precise control.
本発明によれば、PDP用基板を反りや割れなどを抑制し、高い均一性での焼成を短時間で行うことが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress warping or cracking of the PDP substrate and perform baking with high uniformity in a short time.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態における焼成炉1の構造を示す概略断面図である。本実施の形態における焼成炉1は、上段通路2、下段通路3、ローダー4、加熱部を構成する加熱室5、リフター室6、冷却部を構成する冷却室7、アンローダー8、制御装置9からなる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a firing furnace 1 according to the first embodiment of the present invention. The firing furnace 1 in the present embodiment includes an
ガラス基板10は、ローダー4でセッター11の上に載置され、入口12より上段通路2に搬入される。上段通路2には、搬送方向に区画された複数個の加熱室5が設けられ、そしてそれぞれの加熱室5には、ガラス基板10を加熱するためのヒーター13、及びガラス基板10をセッター11とともに搬送するためのローラー14とが設けられている。ガラス基板10は、ローラー14でタクト搬送または連続搬送によって加熱室5内を搬送されながらヒーター13によって加熱され、焼成が行われる。また、図示していないが、必要に応じて、焼成に要する空気などの給気や、焼成によって生じた排気ガスの排出などが行われる。
The
このようにして上段通路2で焼成されたガラス基板10は、入口12と反対側のリフター室6にあるリフター15に載置され、下段通路3に移動する。下段通路3には搬送方向に区画された複数個の冷却室7があり、それぞれの冷却室7には、冷却手段を構成する給気口16と排気口17、及びローラー14、及び測定手段としてのセンサー18が設けられている。
The
また、複数の冷却室7は、シャッター19で仕切られている。下段通路3に移動したガラス基板10は、ローラー14によって、上段通路2での焼成時における搬送方向とは逆方向に、冷却室7内をタクト搬送される。シャッター19は上下に開閉し、ガラス基板10がローラー14によって冷却室7に搬入されるとき、または冷却室7より搬出されるときにのみ開く。そして、ガラス基板10は、それぞれの冷却室7において、上側給気口16aと下側給気口16bから給気され、上側排気口17aと下側排気口17bから排気される冷却空気によって冷却される。
The plurality of
このようにして冷却されたガラス基板10は、入口12と同一の炉端部に設けられた出口20の前方のアンローダー8にてセッター11上から取り出される。センサー18は冷却室7の天井部に配置され、ガラスの歪状態を計測し、計測値を制御装置9に伝送する。制御装置9は、この計測値を元に給気口16から給気され、排気口17から排気される冷却空気の量を制御する。
The
次に、この制御装置9による制御の方法について、図2を用いて詳細に説明する。図2は、本発明の第1の実施の形態における焼成方法において、焼成ステップを示す断面図であり、焼成炉1におけるリフター室6と、リフター室6に隣接する3つの冷却室7を示した断面図である。以下、リフター室6に隣接する冷却室7を順次、第1冷却室7a、第2冷却室7b、第3冷却室7cと呼ぶ。
Next, a control method by the
図2(a)は、リフター室6から第1冷却室7aへのガラス基板10の搬送ステップを示している。リフター15によって上段通路2から下段に降りたガラス基板10は、シャッター19が開くことで、ローラー14によって、第1冷却室7aに搬入される。
FIG. 2A shows a step of transporting the
図2(b)は、第1冷却室7aにおけるガラス基板10の冷却ステップを示している。第1冷却室7aにおいてガラス基板10は、上側給気口16aと下側給気口16bから給気される冷却空気によって冷却され、所定時間の後、冷却空気の停止により、冷却ステップは終了する。冷却ステップにおける冷却空気は上側排気口17aと下側排気口17bから排気される。
FIG. 2B shows a cooling step of the
図2(c)は、測定ステップを示している。冷却ステップの終了後に、センサー18によって、基板形状を計測する。
FIG. 2C shows the measurement step. After completion of the cooling step, the
なお、図2は、図面を複雑にしないために、センサー18は1個のみを図示しているが、ガラス基板10の中央部、端部の計測が行えるように中央部の上部や端部の上部などに複数個設置されていてもよいし、1個のセンサー18で複数個所の測定を行えるものを用いてもよい。これらのセンサー18は、ガラス基板10の複数個所におけるガラス表面の高さをレーザー光によって計測するもので、これらの計測値は、制御装置9に送られる。制御装置9は、これらの計測値を元にガラス基板10のどの端部が中央部に対して上に反っているのか、下に反っているのかなどを検出する。
Note that FIG. 2 shows only one
なお、測定ステップは、必ずしも冷却ステップ終了後に行う必要はなく、冷却ステップの途中で行ってもよい。 Note that the measurement step is not necessarily performed after the cooling step is completed, and may be performed in the middle of the cooling step.
冷却ステップと測定ステップが終了すると、再び搬送ステップが行われ、ガラス基板10は、第1冷却室7aから第2冷却室7bへ搬送される。
When the cooling step and the measurement step are completed, the transfer step is performed again, and the
図2(d)は、第2冷却室7bにおける冷却制御ステップを示している。第2冷却室7bにおける冷却制御ステップは、制御装置9の制御に基づく冷却が行われる点で、第1冷却室7aにおける冷却ステップと異なる。まず、制御装置9が検出したガラス基板10の形状に応じ、上側給気口16aと下側給気口16bとから給気される冷却空気の量を決定する。例えば、ガラス基板10の端部が上側に反っている場合は、反りを緩和するために、下側給気口16bからの冷却空気の増量や上側給気口16aからの冷却空気の減量が行われる。それに伴い、上側排気口17a及び下側排気口17bからの排気量も適宜変更される。給気口16からの給気量の制御は、例えば冷却空気を供給するためのファン(図示略)の回転数やダンパ(図示略)の開度などによって行う。また、排気口17からの排気量の制御は、例えば排気口17のダンパ(図示略)の開度などによって行う。また、ガラス基板10の端部が下側に反っている場合は、逆の制御を行う。
FIG. 2D shows a cooling control step in the
冷却制御ステップの終了後、または冷却制御ステップ中に、第2冷却室7bにおいて再び測定ステップが行われる。そのあとの搬送ステップによって、ガラス基板10は第3冷却室7c搬送され、第2冷却室7bでの計測結果に基づいて第3冷却室7cにおいても同様に冷却制御ステップが行われる。このような測定ステップと冷却制御ステップを第3冷却室7c以降も繰り返すことにより、ガラス基板10の状態に応じ、反りが緩和されながら冷却することが可能になる。したがって、歪や割れを抑制してガラス基板10の焼成を行うことが可能になる。
After the cooling control step is completed or during the cooling control step, the measurement step is performed again in the
ここで、以上の説明は、1枚のガラス基板10のみが順次搬送され、冷却される例で行ったが、実際に実施する場合には、第1冷却室7aへのガラス基板10の搬送ステップが終了した段階で、リフター15によって、上段通路2を経て焼成された別のガラス基板10を搬送して、順次連続的にガラス基板10の冷却を行う。この場合も上記に準じて冷却を行うことが可能である。
Here, the above description has been made in an example in which only one
なお、センサー18によってガラスの表面の高さを測定し、その結果を用いてガラス基板10の反り状態を検出して冷却制御を行う例を示したが、ガラスの歪状態がわかる方法であればこの方法に限定されるものではなく、例えば、センサー18として温度センサーを用い、ガラス基板10の表面温度の分布によってガラス基板の歪を検出し、冷却制御を行ってもよい。さらに、セッター11の温度分布を測定し、その結果からガラス基板の歪を検出してもよい。
In addition, although the example which measures the height of the surface of glass with the
本実施の形態では、上段通路2と下段通路3を有する焼成炉1で説明を行った。このような焼成炉1は設置面積を有効に利用できるため、大型のガラス基板10の焼成には望ましいが、上段通路2と下段通路3を備えることは必須ではなく、一段構成の焼成炉1にも適用することができる。
In the present embodiment, the description has been given of the firing furnace 1 having the
また、冷却のための給気口16が、ガラス基板10の上側と下側に設置され、上下の給気量のみでガラス基板10の冷却時の処理を制御する例を示したが、例えばガラス基板18の各端部におけるセンサー18などの測定手段による測定結果に応じ、複数の給気口16からの給気量の制御を独立に行うなどの方法によって冷却場所を変更することにより、精密に、反りを抑制して冷却を行うことが可能である。
Moreover, although the
(第2の実施の形態)
以下、第2の実施の形態における焼成炉について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態において、第1の実施の形態と同様の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施の形態と第1の実施の形態との相違点は、冷却室7でのガラス基板10の搬送方法である。第1の実施の形態でのガラス基板10の搬送はタクト搬送なのに対し、本実施の形態では連続搬送によってガラス基板10を搬送する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the firing furnace in the second embodiment will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The difference between the present embodiment and the first embodiment is a method for transporting the
図3は、本発明の第2の実施の形態における焼成方法において、焼成ステップを示す断面図であり、焼成炉1におけるリフター室6と、リフター室6近傍の冷却室7を示した断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a firing step in the firing method according to the second embodiment of the present invention, and is a sectional view showing the
セッター11上に載置されたガラス基板10は、リフター15によって上段通路2(図示略)より下段に下ろされ、図3(a)に示すようにローラー14によって冷却室7に搬入される。搬入されたガラス基板10は、ローラー14によって連続的に冷却室7を移動する。
The
図3(b)は、冷却ステップを示している。この図面におけるガラス基板10は、直上にある上側給気口16a、直下にある下側給気口16bから給気される冷却空気によって冷却される。
FIG. 3B shows a cooling step. The
図3(c)は、測定ステップを示している。この図面におけるガラス基板10は、直上にあるセンサー18によって測定が行われる。センサー18は、第1の実施の形態で用いたセンサー18と基本的には同一であり、センサー18の下部にあるガラス基板10の表面の高さを計測し、この計測値は制御装置9へ送信される。本実施の形態では、ガラス基板10は連続搬送により移動するため、測定は連続して行われてもよい。制御装置9は、送信される測定値を元に、ガラス基板10の中央部に対する端部の反り状態を検出する。この検出結果を元にして、ガラス基板10が次に通過する場所の給気口16からの冷却空気の増量、または減量を決定する。
FIG. 3C shows the measurement step. The
図3(d)は、冷却制御ステップを示す。この図面におけるガラス基板10の直上にある上側給気口16a及び下側給気口16bからの冷却空気は、測定ステップの検出結果に応じて変更され、ガラス基板10の反りの方向が緩和するように冷却が行われる。このような測定ステップと冷却制御ステップをガラス基板10の搬送に応じて繰り返し行うことにより、ガラス基板10の状態に応じ、反りが緩和されながら冷却することが可能になる。したがって、歪や割れを抑制してガラス基板10の焼成を行うことが可能になる。
FIG. 3D shows a cooling control step. In this drawing, the cooling air from the upper
なお、センサー18の場所は、図5に示す場所に限定されるものではない。また、ガラス基板10の搬送方向に複数個のセンサー18を並設することで、より精密なガラス形状を計測することが可能である。
The location of the
本発明によれば、PDP用基板を反りや割れなどを生じさせることなく、均一に、短時間で冷却させることが可能であり、PDPの製造に有用である。 According to the present invention, it is possible to cool a PDP substrate uniformly and in a short time without causing warping or cracking, which is useful for manufacturing a PDP.
1 焼成炉
2 上段通路
3 下段通路
5 加熱室
7 冷却室
7a 第1冷却室
7b 第2冷却室
7c 第3冷却室
9 制御装置
10 ガラス基板
11 セッター
13 ヒーター
14 ローラー
16 給気口
16a 上側給気口
16b 下側給気口
17 排気口
17a 上側排気口
17b 下側排気口
18 センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
前記冷却部は、冷却手段と前記ガラス基板の状態を測定する測定手段とを備え、前記測定手段の測定結果にもとづいて前記冷却手段を制御するように構成したことを特徴とする焼成炉。 A firing furnace having a heating part and a cooling part inside, and firing the glass substrate by passing the heating part and the cooling part while conveying the glass substrate mounted on the setter,
The said cooling part is provided with the cooling means and the measurement means which measures the state of the said glass substrate, The firing furnace characterized by controlling the said cooling means based on the measurement result of the said measurement means.
前記冷却部は、前記ガラス基板の状態を測定する測定ステップと、前記測定ステップの測定結果にもとづいて前記冷却部に設けた冷却手段を制御する冷却制御ステップとを備えた焼成方法。 A firing method of firing the glass substrate by passing a heating unit and a cooling unit while conveying a glass substrate mounted on a setter,
The said cooling part is a baking method provided with the measurement step which measures the state of the said glass substrate, and the cooling control step which controls the cooling means provided in the said cooling part based on the measurement result of the said measurement step.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
DE102010016512A1 (en) * | 2010-04-19 | 2011-10-20 | Roth & Rau Ag | Flow-through system e.g. diffusion furnace, for heat treatment of glass panes in glass industry, has planar glass substrates comprising transport layers arranged one above other in process chamber, where substrates are processed by chamber |
US20120225204A1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-09-06 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and Process for Atomic Layer Deposition |
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