JP3118622B2 - 基板焼成炉 - Google Patents

基板焼成炉

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JP3118622B2
JP3118622B2 JP4683493A JP4683493A JP3118622B2 JP 3118622 B2 JP3118622 B2 JP 3118622B2 JP 4683493 A JP4683493 A JP 4683493A JP 4683493 A JP4683493 A JP 4683493A JP 3118622 B2 JP3118622 B2 JP 3118622B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板焼成炉に係り、特
に平板状の基板表面に形成した薄膜等を均一に熱処理す
るための基板焼成炉に関する。
【0002】
【従来の技術】平板状の基板表面に塗布等により形成し
た薄膜等を熱処理して所要の機能素子とするものとし
て、例えば液晶表示素子の1対のガラス基板内表面に成
膜して、挟持する液晶層に所定の分子配向性を与える配
向膜がある。上記配向膜は、ガラス基板の表面にポリイ
ミド等の有機高分子材料を塗布し、これを所要の温度で
乾燥,硬化のための熱処理(焼成)した後、布等を用い
て所定の方向にラビングすることによって得られる。
【0003】従来、上記ガラス基板に塗布した配向膜材
料を焼成する熱処理炉としては、他数の被処理基板を密
閉容器に収納し、熱風を吹き込んでバッチ的に加熱する
熱風攪拌炉を用いていた。バッチ処理は、多数の基板を
連続処理するには不向きである。上記熱風攪拌炉に代わ
るものとして、所謂ホットプレート式の連続焼成炉が用
いられるようになった。
【0004】なお、被処理基板としては上記の液晶表示
素子に用いる配向膜材料を塗布したガラス基板に限らな
いが、ここでは説明の繁雑を避けるために液晶表示素子
用ガラス基板について説明する。そして、上記液晶表示
素子に関する従来技術については、例えば特公昭51−
13666号公報を参照されたい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、連続的に熱処理を行うことができるホットプレート
式連続焼成炉は、基板搬入部,待機部,加熱部,徐冷
部,冷却部,搬出部等の一連の処理部をタンデムに配列
してなるものである。そして、上記加熱部には搬送加熱
される基板の上下に熱容量の大きい材料からなるホット
プレートが1対または複数対配置されており、このホッ
トプレート対の間を連続的に、あるいは間歇的に搬送し
ながら加熱処理することによって、大量の基板を効率よ
く焼成するものである。
【0006】しかし、被処理基板のサイズが増大するに
つれて、当該基板内の温度分布を小サイズの基板と同等
に確保することが困難であるという問題が生じてきた。
特に、液晶表示素子用の配向膜を形成したガラス基板は
年々大サイズ化してきており、このガラス基板の配向膜
の焼成時に当該基板内の温度分布が不均一であると、配
向膜特性が低下し、結果的に液晶表示素子の特性を向上
させることができなくなる。
【0007】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、基板内温度分布の均一性を向上した基板焼成炉を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の発明は、焼成すべき基板を待機
させる基板待機部と、上部ホットプレートと下部ホット
プレートを備えた加熱部とを少なくとも備えて上記基板
を上記待機部から上記加熱部に移動して上記上部ホット
プレートと下部ホットプレートの間を水平に搬送しつつ
焼成する基板焼成炉において、前記加熱部に備えた上部
ホットプレートの前記基板の搬送方向と交差する両端部
に、前記基板の中央部とその搬送方向と交差する両端の
温度差を低減する熱放射ブロックを設けたことを特徴と
する。
【0009】また、本発明の請求項2の発明は、焼成す
べき基板を待機させる基板待機部と、上部ホットプレー
トと下部ホットプレートを備えた加熱部とを少なくとも
備えて上記基板を上記待機部から上記加熱部に移動して
上記上部ホットプレートと下部ホットプレートの間を水
平に搬送しつつ焼成する基板焼成炉において、前記基板
待機部と前記加熱部との間での熱移動を抑制する熱遮断
シャッターを設けると共に、前記加熱部に備えた上部ホ
ットプレートの前記基板の搬送方向と交差する両端部
に、前記基板の中央部とその搬送方向と交差する両端の
温度差を低減する熱放射ブロックを設けたことを特徴と
する。
【0010】さらに、本発明の請求項3の発明は、焼成
すべき基板を待機させる基板待機部と、上部ホットプレ
ートと下部ホットプレートを備えた加熱部とを少なくと
も備えて上記基板を上記待機部から上記加熱部に移動し
て上記上部ホットプレートと下部ホットプレートの間を
水平に搬送しつつ焼成する基板焼成炉において、前記基
板待機部と前記加熱部との間での熱移動を抑制する熱遮
断シャッターを設けると共に、上記熱遮断シャッターの
待機部側に上記熱遮断シャッターから上記待機部側に放
射される放射熱を強制排除する強制排熱部を設け、かつ
前記加熱部に備えた上部ホットプレートの前記基板の搬
送方向と交差する両端部に、前記基板の中央部とその搬
送方向と交差する両端の温度差を低減する熱放射ブロッ
クを設けたことを特徴とする。
【0011】
【作用】上記のごとく構成した本発明の請求項1の発明
において、焼成炉の加熱部に備える一対のホットプレー
トの上部ホットプレートに設けた熱放射ブロックは、基
板の幅方向両端部領域の加熱エネルギーを大きくして搬
送される基板の幅方向(搬送方向と交差する方向)両端
部における温度低下を阻止し、基板内の熱分布を均一に
する。
【0012】また本発明の請求項2の発明において、上
記熱放射ブロックの作用に加えて、待機部と加熱部との
間に設けた熱遮断シャッターは、待機部に待機している
基板に対する加熱部からの熱移動を抑制する作用を奏
し、基板が加熱部に装入されたときの基板内熱分布の不
均一性の発生を阻止するそして、本発明の請求項3の発
明において、上記熱放射ブロックの効果と熱遮断シャッ
ターの作用に加えて、上記強制排熱部は上記熱遮断シャ
ッターから待機している基板への熱移動を阻止して基板
が加熱部に装入されたときの基板内熱分布の不均一性の
発生を阻止する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。図1は本発明による基板焼成炉を液
晶表示素子の配向膜塗布基板の焼成に適用した1実施例
を説明する部分破断した平面図、図2は図1のA−A線
で切断した断面図である。
【0014】同各図において、1は上部ホットプレー
ト、2は下部ホットプレート、3aと3bは熱放射ブロ
ック、4は熱遮断シャッター、5は強制排熱部、6はガ
ラス基板、7aと7bはシャトルバー、8aは下部炉
体、8bは上部炉体である。基板加熱部材の対をなすホ
ットプレート1,2は炉体の加熱部30を構成する下部
炉体8aと上部炉体8bの間に組み込まれている。この
ホットプレート対は基板の熱処理に要する加熱時間と処
理速度等に応じて搬送方向に複数対配置可能である。
【0015】上部ホットプレート1には、その基板搬送
方向と直交する幅方向の両側に図2に示した熱放射ブロ
ック3a,3bが設置されている。熱放射ブロック3
a,3bは上部ホットプレートの幅方向両端の全域にわ
たって取付けられており、当該両端方向に漸次基板方向
に接近するような断面形状を有している。
【0016】ガラス基板6は図示しない搬入部から待機
部20に置かれ、次いで熱遮断シャッター4を開放して
加熱部30のシャトルバー7a,7b上に図示しない搬
送機構(ロボット等)で載置される。シャトルバー7
a,7bは炉内で上昇,前進,下降,後退の動作を所謂
タクトタイムにより行い、ガラス基板6を順次搬送す
る。
【0017】上部ホットプレート1と下部ホットプレー
ト2の間に搬送されたガラス基板6は上部ホットプレー
ト1の幅方向両端部に設置された熱放射ブロック3a,
3bにより当該基板内の熱分布が均一となるように加熱
される。この熱放射ブロック3a,3bを設けたことに
よって、図3に示したように、ガラス基板6の幅方向の
熱分布はaの曲線からbの曲線に示したように略々均一
となる。
【0018】また、図1に示した熱遮断シャッター4は
待機部20と加熱部30との間の熱移動を阻止する作用
をもち、ガラス基板6の装入時に適宜の開閉機構で開放
されてガラス基板6を加熱部30に装入後、閉止され
る。この熱遮断シャッター4を設けたことによって、図
4に示したように、待機部に置かれたガラス基板6の温
度分布はcの曲線からdの曲線に示したように加熱部3
0からの熱移動による先端方向の昇温が抑制され、加熱
部30に装入されたときの熱分布が均一になる。
【0019】本実施例では、さらに、待機部20に強制
排熱部5が設けてあり、上記熱遮断シャッター4から上
記待機部20側に放射される放射熱を強制排除する構成
としている。この強制排熱部5はファン等の排風機構を
備えるのを好適とし、さらに冷却効果を向上さるために
水冷パイプなどを並設してもよい。
【0020】図5は強制排熱部を設けたときの待機部に
置かれたガラス基板6の温度分布の説明図であって、前
記熱遮断シャッター4のみを設置した場合に比べて、加
熱部30からの熱移動による先端方向の昇温がさらに抑
制され、加熱部30に装入されたときの熱分布がより均
一になる。図6は本発明を適用した基板焼成炉の全体構
成例を説明する模式図であって、10は搬入部、20は
待機部、30は加熱部、40は徐冷部、50は冷却部、
60は搬出部である。
【0021】同図において、被処理基板であるガラス基
板は搬入部10に搬入された後、待機部20に置かれ
る。待機部20においては、前記した熱遮断シャッター
4、あるいはさらに強制排熱部5の作用によってガラス
基板の搬送方向の昇温が抑制される。待機部20のガラ
ス基板は、熱遮断シャッター4を開放して加熱部30に
装入されて加熱処理されつつ搬送される。加熱処理され
たガラス基板は徐冷部40,冷却部50を順次通過して
搬出部60に搬出される。
【0022】以上の実施例によれば、ガラス基板は均一
な基板内熱分布をもって処理が開始されるため、焼成さ
れた配向膜は基板表面の全域で均一な特性をもつものと
なり、結果として良好な表示特性をもつ液晶表示素子を
得ることができる。なお、本発明は、被処理基板として
液晶表示素子用の配向膜を塗布したガラス基板について
のものであるが、これに限るものではなく、その他の均
一な熱処理を必要とする板体を対象とすることができ
る。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被処理基板の熱処理中における当該基板内の熱分布が均
一となり、その基板の表面全域を同一条件で熱処理する
ことができ、特に液晶表示素子用の配向膜を高品質に焼
成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による基板焼成炉を液晶表示素子の配向
膜塗布基板の焼成に適用した1実施例を説明する部分破
断した平面図である。
【図2】図1のA−A線で切断した断面図である。
【図3】加熱部内での基板の幅方向熱分布の説明図であ
る。
【図4】熱遮断シャッターを設けたときの待機部に置か
れた基板の搬送方向熱分布の説明図である。
【図5】熱遮断シャッターと強制排熱部を設けたときの
待機部に置かれた基板の搬送方向熱分布の説明図であ
る。
【図6】本発明を適用した基板焼成炉の全体構成例を説
明する模式図である。
【符号の説明】
1 上部ホットプレート 2 下部ホットプレート 3a,3b 熱放射ブロック 4 熱遮断シャッター 5 強制排熱部 6 ガラス基板 7a,7b シャトルバー 8a 下部炉体 8b 上部炉体 10 搬入部 20 待機部 30 加熱部 40 徐冷部 50 冷却部 60 搬出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−47691(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1337 - 1/1337 530 G02F 1/13 101 G02F 1/1339 - 1/1339 505 H01L 21/324

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】焼成すべき基板を待機させる基板待機部
    と、上部ホットプレートと下部ホットプレートを備えた
    加熱部とを少なくとも備えて上記基板を上記待機部から
    上記加熱部に移動して上記上部ホットプレートと下部ホ
    ットプレートの間を水平に搬送しつつ焼成する基板焼成
    炉において、 前記加熱部に備えた上部ホットプレートの前記基板の搬
    送方向と交差する両端部に、前記基板の中央部とその搬
    送方向と交差する両端の温度差を低減する熱放射ブロッ
    クを設けたことを特徴とする基板焼成炉。
  2. 【請求項2】焼成すべき基板を待機させる基板待機部
    と、上部ホットプレートと下部ホットプレートを備えた
    加熱部とを少なくとも備えて上記基板を上記待機部から
    上記加熱部に移動して上記上部ホットプレートと下部ホ
    ットプレートの間を水平に搬送しつつ焼成する基板焼成
    炉において、 前記基板待機部と前記加熱部との間での熱移動を抑制す
    る熱遮断シャッターを設けると共に、前記加熱部に備え
    た上部ホットプレートの前記基板の搬送方向と交差する
    両端部に、前記基板の中央部とその搬送方向と交差する
    両端の温度差を低減する熱放射ブロックを設けたことを
    特徴とする基板焼成炉。
  3. 【請求項3】焼成すべき基板を待機させる基板待機部
    と、上部ホットプレートと下部ホットプレートを備えた
    加熱部とを少なくとも備えて上記基板を上記待機部から
    上記加熱部に移動して上記上部ホットプレートと下部ホ
    ットプレートの間を水平に搬送しつつ焼成する基板焼成
    炉において、 前記基板待機部と前記加熱部との間での熱移動を抑制す
    る熱遮断シャッターを設けると共に、上記熱遮断シャッ
    ターの待機部側に上記熱遮断シャッターから上記待機部
    側に放射される放射熱を強制排除する強制排熱部を設
    け、かつ前記加熱部に備えた上部ホットプレートの前記
    基板の搬送方向と交差する両端部に、前記基板の中央部
    とその搬送方向と交差する両端の温度差を低減する熱放
    射ブロックを設けたことを特徴とする基板焼成炉。
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