JP4483023B2 - Support plate, firing apparatus, substrate firing method, and flat panel display manufacturing method - Google Patents

Support plate, firing apparatus, substrate firing method, and flat panel display manufacturing method Download PDF

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勝 長池
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、支持板、焼成装置とそれらを用いた基板の焼成方法、およびその焼成方法を用いた平板型表示パネルの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の焼成装置は、図15に示すように、連続投入式の焼成炉1と、焼成炉1の下側に配置されたリターンコンベア2と、焼成炉1およびリターンコンベア2の出入口に配置されたリフター3a、3bと、リフター3aに隣接して配置された基板搬送装置(以下、搬送装置という)4とから構成されている。焼成炉1、リターンコンベア2、リフター3a、3bおよび搬送装置4にはそれぞれ円筒状の搬送ローラ5が設けられ、搬送ローラ5は駆動装置(図示せず)によって回転する。また、リフター3a、3bは上下に移動する。
【0003】
ガラス基板を焼成する場合には、耐熱性の支持板6を搬送装置4の搬送ローラ5上に載置した後、平板状でガラス製の基板7を人手、または機械により支持板6上に載置する。このとき、図16に示すように基板7の中心と支持板6の中心とを合わせるようにしている。その後、搬送装置4およびリフター3aを駆動することにより基板7が載置された支持板6を搬送し、焼成炉1へ搬入された基板7は炉内で焼成されてリフター3bに送られる。そして、支持板6および基板7はリターンコンベア2とリフター3aによって搬送装置4に戻るようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
支持板6を焼成炉1に搬入するときには、図16に示すように、基板7は支持板6からはみ出すことなく載置された状態になっている。しかし、基板7が焼成炉1内で加熱焼成され焼成炉1の出口のリフター3bに達した時、図17に示すように基板7が支持板6に対して搬送方向の方へずれたり、図18に示すように基板7が回転ずれを起こすなどして、支持板6の外側に基板7がはみ出してしまう現象が発生していた。ここで、図17および図18中の矢印は、支持板6および基板7が焼成炉1中で搬送される方向を示している。このように基板7がずれたままの状態でリフター3bによって支持板6を下降させると、基板7がリフター3bの周囲の部材に衝突して基板7が破損してしまうため、重大な問題となっていた。
【0005】
このような焼成炉1内で基板ずれが発生するのは、支持板6上に載置した基板7と支持板6との間に空気が残った状態で焼成炉1に搬入されていたことが原因であることがわかった。すなわち、基板7および支持板6には反りや凹みがあるため、基板7と支持板6との間の空気が焼成炉1内で熱膨張して基板7が支持板6上で浮上したとき、熱膨張した空気が偏って抜けるために、基板7がずれたり回転したりするものと考えられる。
【0006】
このような基板ずれを防止するために、図19に示すように周辺部にピン8を植設した支持板6aを用いることにより、基板7の動きを抑制する方法が考えられる。しかしながらこの方法では、基板7を支持板6a上に載置しにくい、ピン8が外れてしまう、支持板6aを清掃するときピン8がじゃまになる、大きさの異なる基板7を載置するときピン8の位置を変える必要がある、等の問題があった。
【0007】
また、図20に示すように、複数の穴9を設けた支持板6bを用いることにより、基板7と支持板6bとの間の空気を逃がす方法が考えられる。しかしながらこの方法では、基板7上に形成されたぺーストの有機成分が焼成炉1内で蒸発し、その蒸気が支持板6bの穴9から基板7の支持板6bと接する側の面に付着することにより、基板7の表面でしみとなる問題があった。また、支持板6bの穴9に対応する基板7表面の領域にはヒータからの熱輻射が直接伝わるが、支持板6bと接触している基板7表面の領域には熱輻射が直接伝わらない。このため、基板7の表面で支持板6bと接触している領域と穴9に面した領域とでは、温度上昇の値や履歴に差がでてくることにより、基板7の表面にしみがでることもある。このようなしみが発生した基板を用いて例えばプラズマディスプレイパネルを構成すると、表示品質を損なうという問題がある。
【0008】
さらに、図21に示すように、端部を高くした支持板6cを用いて、基板7のすべりを止める方法も考えられるが、支持板6cを洗浄する場合、端部が高くなっているため、回転ブラシからなる洗浄装置を使うと支持板6cの表面を洗浄しにくく、自動化が難しいという問題があった。また、支持板6cの加工が高価になるという問題があった。
【0009】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、焼成炉内での基板の位置ずれを抑制し、基板が破損することのない基板搬送装置と焼成装置およびプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の焼成装置は、平面型表示パネルに用いられるガラス製の基板を焼成するための焼成装置であって、支持板およびその上に載置される前記基板との間の空気を除去するための空気除去手段と、焼成炉と、前記基板を載置した前記支持板を前記空気除去手段から前記焼成炉へ搬送する搬送手段とを有し、前記空気除去手段が、前記支持板の上に載置された前記基板の周縁部とその周縁部の近傍に位置する前記支持板の部分とを覆う覆被手段と、その覆被手段に連結した吸引手段とを有するものである。この構成により、焼成炉に基板を入れる前に基板と支持板との間の空気を除去することができる。
【0011】
本発明の基板の焼成方法は、平面型表示パネルに用いられるガラス製の基板を焼成する方法であって、支持板の上に前記基板を載置し、前記基板の周縁部とその周縁部の近傍に位置する前記支持板の部分とを覆被手段で覆い、その覆被手段に連結した吸引手段によって空気を吸引して前記基板と前記支持板との間の空気をほとんどなくしてから前記覆被手段を除去し、その後、前記基板が載置された前記支持板を焼成炉へ搬入して前記基板を焼成するものである。
【0012】
本発明の他の基板の焼成方法は、平面型表示パネルに用いられるガラス製の基板を焼成する方法であって、前記基板を載置する面に、側面まで達する溝が形成され、厚み方向に貫通する穴が無い支持板の上に前記基板を載置した後、前記基板が載置された前記支持板を焼成炉へ搬入して前記基板を焼成するものである。
【0013】
また、本発明の平板型表示パネルの製造方法は、これらの基板の焼成方法によって焼成した基板を用いてパネルを製造するものである。
【0014】
これらの基板の焼成方法および平板型表示パネルの製造方法により、支持板とその上に載置された基板との間にほとんど空気がない状態で、支持板および基板を焼成炉に搬入して基板を焼成することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0016】
図1は本発明の一実施形態の焼成装置を示す構成図である。この焼成装置10は、連続投入式の焼成炉1と、焼成炉1の下側に配置されたリターンコンベア2と、焼成炉1およびリターンコンベア2の出入口に配置されたリフター3a、3bと、リフター3aに隣接して配置された搬送装置11とから構成されている。焼成炉1、リターンコンベア2、リフター3a、3bおよび搬送装置11にはそれぞれ円筒状の搬送ローラ5が設けられ、搬送ローラ5は駆動装置(図示せず)によって回転する。
【0017】
図2は図1において搬送装置11をY方向から見た矢視図であり、図3は搬送装置11をZ方向からみた矢視図である。これらの図は、搬送装置11に設けられた複数の搬送ローラ5上に支持板6が載置され、支持板6上にはガラス製の基板7が置かれた状態を示している。支持板6は、厚さが約5mmで表面粗さが約6.3μmの平板状であり、日本電気硝子株式会社製のネオセラム(商品名)を用いている。また、支持板6の耐熱温度は約750℃であり、熱膨張係数はほぼゼロであるが、好ましくはその上に載せる基板7と同程度の熱膨張係数の材料が良い。
【0018】
搬送装置11に設けられた搬送ローラ5の下部には、支持板6を突き上げて湾曲させるための突き上げ手段(支持板湾曲手段)12が設置されている。突き上げ手段12は凸部形状のものが複数個並んだ突き上げ部材12aと、その突き上げ部材12aを上下動させるための突き上げシリンダ12bとから構成されており、突き上げ部材12aは搬送ローラ5の間を上下動するように配置されている。また、突き上げ部材12aは、その幅が小さく、支持板6の中央部を線状に突き上げるように、搬送ローラ5の軸方向のほぼ中央部に設置されている。このため、突き上げ手段12によって支持板2を突き上げることにより、支持板6は長手方向に中央から周辺にかけて湾曲するようになる。
【0019】
図2および図3に示すように、支持板6の両側端部近傍には押さえローラ(支持板押さえ手段)13を配置しており、図1のY方向から見たときに、押さえローラ13は搬送ローラ5と重なる位置に配置されている。突き上げ手段12によって支持板6を突き上げたとき、支持板2の端部が上方向に上昇するのを押さえローラ13によって防止することができる。
【0020】
焼成炉1は、支持板6を搬送する搬送ローラ5、加熱室を形成するマッフル14、支持板6上の基板7を加熱するヒータ15、加熱された基板7を冷却するための冷却手段16、空気をマッフル14内に供給するための空気供給手段17、マッフル14内の燃焼ガスを排気するための排気手段18、および炉体カバー19で構成されている。
【0021】
焼成炉1の入口側に設けられたリフター3aは、基板7を載せた支持板6を搬送装置11から焼成炉1へ移載するとともに、リターンコンベア2から搬送装置11へ移載するものである。また、焼成炉1の出口側に設けられたリフター3bは、焼成炉1で焼成済みの基板7をリターンコンベア2に移載するものである。
【0022】
次に、このような本発明の一実施形態の焼成装置を用いて基板を焼成する方法について図面を用いて説明する。図4〜図8は搬送装置11の動作を説明するための図であり、図4、図6および図8は図1に示したZ方向から見た矢視図であり、図5および図7は図2に示したA−A矢視断面図である。
【0023】
図4および図5に示すように、搬送装置11の搬送ローラ5上に支持板6を載置し、押さえローラ13によって支持板6の両側端部を上側から押さえる。この時点では支持板6は搬送ローラ5上に水平に載置されている。次に、突き上げシリンダ12bを駆動して突き上げ部材12aを上昇させると、図6および図7に示すように支持板6はその中心部で約2mmから4mm程度上昇し、上に凸状に湾曲する。このとき、押さえローラ13で支持板6の端部を押さえているため、押さえローラ13が無い場合より湾曲量を大きくすることができる。
【0024】
この状態で、基板7の中央部が支持板6の凸部の先端(支持板6のほぼ中央部)に接触するように、基板7を支持板6上に人手により載置すると、基板7はその中央部から両側端部へ向かって空気を押し出しながらしだいに支持板6と接触していき、最後は図8に示すように、基板7は支持板6に沿って湾曲して支持板6上に置かれた状態となる。この図8に示す状態で約30秒程度保持することにより、支持板6と基板7とが次第に密着することになり、支持板6と基板7との間の空気が排出される。この保持時間が短いと空気の排出量が減って基板7と支持板6との間に空気が残ってしまい、長くなると生産のリードタイムが長くなるという問題があるため、この保持時間は30秒〜60秒程度がよい。
【0025】
次に突き上げ部材12aを下降させて、図3に示すように支持板6を水平に戻す。この動作によって、支持板6と基板7とが図8中に示した矢印ab方向に相対的にずれることで、支持板6と基板7との間の空気が更に排出される。この結果、支持板6と基板7との間の空気はほとんどなくなる。
【0026】
以上の動作の後、支持板6上に載置した基板7をリフター3aによって焼成炉1の入口へ搬送し、マッフル14内を通過させることにより基板7を焼成する。焼成された基板7が焼成炉1から出てきた時、支持板6と基板7との位置ずれはほとんどない。そして、焼成炉1から出てきた基板7を載置した支持板6をリフター3bに移し、続いてリターンコンベア2によって支持板6を運んでリフター3aへ移し、リフター3aから搬送装置11へ戻す。
【0027】
このように、基板7を焼成炉1に搬入する前に、搬送装置11によって支持板6と基板7との間の空気を排出しているので、基板7が焼成炉1から出てきたときの支持板6と基板7との位置ずれを防止することができる。その結果、リフター3bで基板7を下降させるとき、従来のような基板7を破損することがなくなり、製造歩留まりを向上させることができる。
【0028】
また、押さえローラ13を用いることにより、支持板6の湾曲量を大きくすることができる。このため、湾曲した支持板6上に基板7を載置した後、支持板6を平板状に戻す時、支持板6と基板7との相互のずれ量が大きくなるので、支持板6と基板7との間の空気が確実に排出されるようになり、より一層基板ずれが発生しにくくなる。
【0029】
また、支持板湾曲手段として、エアクッションを用いることができる。たとえば、円柱形状のエアクッションを中に空気がない状態で支持板6の中心線に沿って支持板6の下に置く。そして、エアクッションと平行な支持板6の周縁部を押さえローラ13によって押さえた後、エアクッションに空気を入れて膨らませることにより支持板6を湾曲させる。続いて、湾曲した支持板6上に基板7を載置してしばらくその状態を保持した後、エアクッションの空気を抜いて支持板6を元の状態に戻し、この支持板6および基板7を焼成炉1へ搬送し基板7を焼成する。この場合も支持板湾曲手段が突き上げ手段である場合と同様の効果を得ることができる。
【0030】
以上で説明した実施形態では、湾曲した支持板6上に基板7を載置する作業を人手で行っていたが、この作業を機械で行う方法を図9に示す。焼成炉1やリフター3a、3bについては図1の場合と同様である。基板7を保持するための基板保持手段20は、駆動モータ21により矢印cd方向に移動し、駆動モータ22により矢印ef方向に移動する。カウンターウエイト23は駆動モータ22の負荷を軽減するものである。基板7を支持板6上に載置するには、まず基板7を保持した基板保持手段20を矢印f方向に移動し、基板7を湾曲した支持板6の上部に載せる。次に、駆動モータ21を作動して基板保持手段20を左右に開くことにより、基板7が支持板6に沿って湾曲し支持板6上に載置される。
【0031】
このように基板保持手段20を用いて基板7を支持板6上に載置できるので、基板7を手で扱うことがないため、基板7にダストが付着するおそれがなくなり、基板7のクリーン度が向上する。また、基板7を常にほぼ同じ位置関係を保って支持板6上に載置できるので、支持板6と基板7との間の空気の排出作用が安定し、基板ずれ防止に対する信頼性が高まる。
【0032】
図10および図11は他の実施形態を示す図であり、図10は排気装置の平面図、図11は排気装置の部分断面図である。図10および図11に示すように排気装置24は、真空ポンプ(吸引手段)25、額縁状のシール部材(覆被手段)26および真空ポンプ25とシール部材26とを接続している排気管27で構成されている。シール部材26は基板7の周囲と支持板6とに密着させている。この状態で、真空ポンプ25を作動させると、支持板6と基板7との間の空気は排出される。空気の排出が充分か否かは真空ゲージ等で判断し、空気の排出が充分であると判断した時点で真空ポンプ25を停止する。次にシール部材26を基板7から取り外した後、支持板6および基板7を焼成炉1に投入する。この方法により、焼成炉1内において基板7が支持板6に対して位置ずれを起こすことを防止することができる。
【0033】
以上の実施形態で使用する支持板6は平板形状であるため、支持板6を安価に入手できるとともに、その清掃を簡単に行うことができ保守管理が容易である。また、支持板6には穴があいていないため、基板7を焼成したときにその穴に対応した基板7の表面にしみが発生することがない。
【0034】
次に他の実施形態について、図12〜図14を用いて説明する。これらは、焼成炉内で基板ずれを起こす原因となっている、支持板と基板との間の空気層をなくすように、支持板の表面に溝を設けたものである。
【0035】
図12は支持板の一例であり、図12(a)は平面図、同図(b)は側面図である。図12に示した支持板28では、中心線に沿って十字状の溝29を形成している。溝29は支持板28の側面まで達しており、サンドブラストを用いて形成される。支持板28の厚みは約5mmであり、溝29の深さは約200μm、その幅は約40mmである。支持板28上の2点鎖線で示す位置に厚み2.8mmの基板7を載置した状態で、焼成炉に搬入して基板7を焼成すると、支持板28と基板7との間に空気が存在している場合、その空気が熱膨張して基板7を浮上させても、基板ずれが発生する前にその空気は溝29を通って排出されるため、基板ずれは発生しなくなる。実験の結果では、基板ずれは全く発生しなかった。
【0036】
図13は他の形状の溝を設けた例を示しており、図13(a)は平面図、同図(b)は側面図である。支持板30では短辺に平行な方向に、深さが約200μmで幅が約40mmの溝31を2本形成している。溝の本数はこの例では2本であるが、もっと多く形成してもよい。この支持板30上に基板7を載置し焼成炉で基板7を焼成したが、基板ずれは発生しなかった。
【0037】
図14は他の例であり、支持板32の表面にはサンドブラストを用いて多数の凹部33からなる溝を形成してある。凸部の頂部をつないだ面は平面形状になるようにしている。このような構成にすることで支持板32と基板7との間の膨張空気を凹部33を通じて円滑に排出することができる。このため、焼成炉内での基板ずれが発生しなくなる。
【0038】
厚み方向に貫通する穴をあけた支持板を用いた場合には、前述したように基板表面にしみが発生するという問題があるが、図12〜14のような支持板を用いる場合には、溝の深さが小さいために基板上に形成されたペーストから蒸発した物質が溝内に侵入しにくいので、それによって基板にしみがつくことはない。また、基板表面のうち、支持板の溝に面した領域と支持板に接触している領域との間で、温度上昇の履歴の差は発生し難いのでそれに伴った基板表面のしみの発生も抑制される。実際に上述した実験では基板にしみは発生しなかった。なお、基板と支持板との間の空気が熱膨張したとき溝を通って排出されるように溝を形成していればよく、その形状は上述した十字状等に限定されるものではない。
【0039】
溝の深さが小さすぎると、基板と支持板との間の空気を排出する作用が弱くなり、焼成炉中で基板がずれてしまう。また、溝の深さが大きすぎると、基板にしみが発生したり支持板の強度が低下するという問題がでてくる。したがって、溝の深さを10μm〜1000μmとすることにより、基板表面のしみの発生や基板ずれを抑制することができる。
【0040】
以上のように、支持板に溝を形成する簡単な方法で焼成中の基板ずれをなくし、信頼性が高く、安定な焼成を実現できる焼成方法を提供できる。
【0041】
次に、図1に示した焼成装置10を、プラズマディスプレイパネルの製造に用いた場合の結果について説明する。
【0042】
プラズマディスプレイパネルは、例えばガラス基板上に平行な2本の電極からなる表示電極が複数設けられ、その表示電極を覆って誘電体層が設けられた前面板と、別のガラス基板上にデータ電極と隔壁とが交互に設けられ、さらに隔壁間にはデータ電極を覆って蛍光体が設けられた背面板とが対向配置されたものであり、表示電極とデータ電極とは交差している。前面板と背面板との間に形成される放電空間にはネオンおよびキセノン等の希ガスが封入されている。表示電極を構成する2本の電極間で希ガスの放電を起こし、その時に発生する紫外線によって蛍光体を光らせて表示を行うものである。
【0043】
ここでは、前面板を焼成する場合に突き上げ手段12を備えた焼成装置を用いた。焼成する基板7はガラス製であり、その厚さは約2.8mm、大きさは980mm×554mmで、基板7の表面には表示電極が形成され、その表示電極を覆って誘電体層が40μm程度の厚みで形成されている。支持板6をその短辺と平行な中心線上で上側に3mm湾曲させ、その上に基板7を載せて図8に示す状態を30秒保持した後、支持板6を平板状に戻し、それから基板7を載せた支持板6を焼成炉1に搬入した。焼成炉1では600℃まで昇温し、基板7を焼成炉1に入れてから焼成炉1を出るまで150分程度とした。このとき、焼成炉1内では支持板6と基板7との位置ずれはほとんど起こらず、リフター3bによって焼成炉1からリターンコンベア2に移動するとき、基板7の破損は発生しなかった。従来の方法では10%程度の基板が破損しており、本発明によりリフター3bでの基板の破損をほぼ確実に防止することができた。
【0044】
なお、本発明はプラズマディスプレイパネルだけではなく、エレクトロルミネセンスパネル(ELパネル)等の平板型表示パネルを製造する工程において使用することができる。
【0045】
【発明の効果】
本発明は、基板を支持板上に載置し焼成炉にて焼成する場合において、支持板および基板を焼成炉に搬入する前に、基板と支持板との間の空気を排出しておくか、あるいは、基板の焼成中に基板と支持板との間の空気を排出できる溝を設けた支持板を使用することにより、焼成炉内での基板ずれがなくなり、基板の焼成を安定して行うことができ、基板焼成の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の焼成装置の構成図
【図2】図1のY方向拡大矢視図
【図3】図1のZ方向拡大矢視図
【図4】搬送装置の動作を説明するための図
【図5】搬送装置の動作を説明するための図
【図6】搬送装置の動作を説明するための図
【図7】搬送装置の動作を説明するための図
【図8】搬送装置の動作を説明するための図
【図9】基板を支持板上に載置する装置を示す構成図
【図10】基板と支持板との間の空気を除去するための他の手段を示す平面図
【図11】基板と支持板との間の空気を除去するための他の手段を示す部分断面図
【図12】本発明の一実施形態の支持板の平面図および側面図
【図13】本発明の他の実施形態の支持板の平面図および側面図
【図14】本発明の他の実施形態の支持板の側面図
【図15】従来の焼成装置の構成図
【図16】支持板上に基板を載置した状態を示す平面図
【図17】支持板および基板が焼成炉から出てきた時の基板の状態を示す平面図
【図18】支持板および基板が焼成炉から出てきた時の基板の状態を示す平面図
【図19】基板ずれを防止するための支持板の構造を説明する平面図
【図20】基板ずれを防止するための支持板の他の構造を説明する平面図
【図21】基板ずれを防止するための支持板の他の構造を説明する断面図
【符号の説明】
1 焼成炉
3a、3b リフター
5 搬送ローラ
6、28、30、32 支持板
7 基板
10 焼成装置
11 搬送装置
12 突き上げ手段
13 押さえローラ
20 基板保持手段
24 排気装置
25 真空ポンプ
26 シール部材
29、31 溝
33 凹部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a support plate, a baking apparatus, a method of baking a substrate using them, and a method of manufacturing a flat display panel using the baking method.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 15, the conventional baking apparatus is arranged at the entrance of the continuous feeding type baking furnace 1, the return conveyor 2 arranged below the baking furnace 1, and the baking furnace 1 and the return conveyor 2. A lifter 3a, 3b and a substrate transfer device (hereinafter referred to as a transfer device) 4 disposed adjacent to the lifter 3a. The firing furnace 1, the return conveyor 2, the lifters 3a and 3b, and the conveying device 4 are each provided with a cylindrical conveying roller 5, and the conveying roller 5 is rotated by a driving device (not shown). The lifters 3a and 3b move up and down.
[0003]
When firing the glass substrate, the heat-resistant support plate 6 is placed on the transport roller 5 of the transport device 4, and then the flat glass substrate 7 is placed on the support plate 6 manually or by a machine. Put. At this time, the center of the substrate 7 and the center of the support plate 6 are aligned as shown in FIG. Thereafter, by driving the transfer device 4 and the lifter 3a, the support plate 6 on which the substrate 7 is placed is transferred, and the substrate 7 carried into the baking furnace 1 is baked in the furnace and sent to the lifter 3b. And the support plate 6 and the board | substrate 7 are returned to the conveying apparatus 4 by the return conveyor 2 and the lifter 3a.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the support plate 6 is carried into the firing furnace 1, as shown in FIG. 16, the substrate 7 is placed without protruding from the support plate 6. However, when the substrate 7 is heated and fired in the firing furnace 1 and reaches the lifter 3b at the exit of the firing furnace 1, the substrate 7 is displaced in the transport direction with respect to the support plate 6 as shown in FIG. As shown in FIG. 18, a phenomenon that the substrate 7 protrudes to the outside of the support plate 6 occurs due to the rotational displacement of the substrate 7. Here, the arrows in FIGS. 17 and 18 indicate directions in which the support plate 6 and the substrate 7 are conveyed in the firing furnace 1. If the support plate 6 is lowered by the lifter 3b while the substrate 7 is displaced as described above, the substrate 7 collides with members around the lifter 3b and the substrate 7 is damaged, which is a serious problem. It was.
[0005]
The reason why the substrate shift occurs in such a firing furnace 1 is that air was left between the substrate 7 placed on the support plate 6 and the support plate 6 and was carried into the firing furnace 1. It turned out to be the cause. That is, since the substrate 7 and the support plate 6 have warps and dents, when the air between the substrate 7 and the support plate 6 thermally expands in the firing furnace 1 and the substrate 7 floats on the support plate 6, It is considered that the substrate 7 is displaced or rotated because the thermally expanded air is biased out.
[0006]
In order to prevent such substrate displacement, a method of suppressing the movement of the substrate 7 by using a support plate 6a in which pins 8 are implanted in the peripheral portion as shown in FIG. 19 can be considered. However, in this method, it is difficult to place the substrate 7 on the support plate 6a, the pins 8 come off, the pins 8 become obstructed when the support plate 6a is cleaned, and the substrates 7 having different sizes are placed. There was a problem that the position of the pin 8 had to be changed.
[0007]
Moreover, as shown in FIG. 20, the method of releasing the air between the board | substrate 7 and the support plate 6b by using the support plate 6b provided with the some hole 9 can be considered. However, in this method, the organic component of the paste formed on the substrate 7 evaporates in the firing furnace 1, and the vapor adheres to the surface of the substrate 7 on the side in contact with the support plate 6 b from the hole 9. As a result, there is a problem that stains on the surface of the substrate 7. Further, although the heat radiation from the heater is directly transmitted to the region on the surface of the substrate 7 corresponding to the hole 9 of the support plate 6b, the heat radiation is not directly transmitted to the region on the surface of the substrate 7 in contact with the support plate 6b. For this reason, the surface of the substrate 7 is stained due to a difference in temperature rise value and history between the region in contact with the support plate 6 b on the surface of the substrate 7 and the region facing the hole 9. Sometimes. If, for example, a plasma display panel is configured using a substrate on which such a stain has occurred, there is a problem that display quality is impaired.
[0008]
Furthermore, as shown in FIG. 21, a method of stopping the sliding of the substrate 7 using a support plate 6c with a raised end is also conceivable. However, when the support plate 6c is cleaned, the end is high. When a cleaning device comprising a rotating brush is used, there is a problem that it is difficult to clean the surface of the support plate 6c and it is difficult to automate. Further, there is a problem that the processing of the support plate 6c becomes expensive.
[0009]
The present invention has been made to solve such a problem, and suppresses the displacement of the substrate in the baking furnace, and does not damage the substrate. The substrate transfer device, the baking device, and the plasma display panel are manufactured. It aims to provide a method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The baking apparatus of the present invention is a baking apparatus for baking a glass substrate used in a flat display panel, and removes air between a support plate and the substrate placed thereon. Air removal means, a firing furnace, and a transport means for transporting the support plate on which the substrate is placed from the air removal means to the firing furnace, and the air removal means is disposed on the support plate. Covering means for covering the peripheral portion of the substrate placed and the portion of the support plate located in the vicinity of the peripheral portion, and suction means connected to the covering means . With this configuration, air between the substrate and the support plate can be removed before the substrate is placed in the baking furnace.
[0011]
The substrate firing method of the present invention is a method for firing a glass substrate used in a flat display panel , wherein the substrate is placed on a support plate, and the peripheral portion of the substrate and the peripheral portion thereof are placed. A portion of the support plate located in the vicinity is covered with covering means, and air is sucked by suction means connected to the covering means to almost eliminate air between the substrate and the support plate, and then the covering is performed. The target means is removed, and then the support plate on which the substrate is placed is carried into a firing furnace and the substrate is fired.
[0012]
Another method for firing the substrate of the present invention is a method of firing a glass substrate used for a flat display panel, on the front surface for mounting said substrate, a groove reaching the side surface is formed, the thickness direction after placing the substrate on the supporting plate is not a hole penetrating in, and carried the supporting plate on which the substrate is placed into the sintering furnace in which firing the substrate.
[0013]
Moreover, the manufacturing method of the flat panel display panel of this invention manufactures a panel using the board | substrate baked by the baking method of these board | substrates.
[0014]
With these substrate firing methods and flat panel display panel manufacturing methods, the support plate and the substrate are carried into a firing furnace in a state where there is almost no air between the support plate and the substrate placed thereon. Can be fired.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a firing apparatus according to an embodiment of the present invention. The firing apparatus 10 includes a continuous firing furnace 1, a return conveyor 2 disposed below the firing furnace 1, lifters 3 a and 3 b disposed at the entrance and exit of the firing furnace 1 and the return conveyor 2, and a lifter It is comprised from the conveying apparatus 11 arrange | positioned adjacent to 3a. The firing furnace 1, the return conveyor 2, the lifters 3a and 3b, and the transport device 11 are each provided with a cylindrical transport roller 5. The transport roller 5 is rotated by a driving device (not shown).
[0017]
2 is an arrow view of the transfer device 11 as viewed from the Y direction in FIG. 1, and FIG. 3 is an arrow view of the transfer device 11 as viewed from the Z direction. These drawings show a state in which a support plate 6 is placed on a plurality of transport rollers 5 provided in the transport device 11 and a glass substrate 7 is placed on the support plate 6. The support plate 6 is a flat plate having a thickness of about 5 mm and a surface roughness of about 6.3 μm, and uses Neoceram (trade name) manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd. Further, the heat-resistant temperature of the support plate 6 is about 750 ° C. and the thermal expansion coefficient is almost zero, but a material having a thermal expansion coefficient comparable to that of the substrate 7 placed thereon is preferable.
[0018]
A push-up means (support plate bending means) 12 for pushing up and bending the support plate 6 is installed below the transport roller 5 provided in the transport device 11. The push-up means 12 includes a push-up member 12a in which a plurality of convex-shaped members are arranged, and a push-up cylinder 12b for moving the push-up member 12a up and down. The push-up member 12a moves up and down between the transport rollers 5. It is arranged to move. Further, the push-up member 12a has a small width, and is installed at a substantially central portion in the axial direction of the transport roller 5 so as to push up the central portion of the support plate 6 linearly. For this reason, when the support plate 2 is pushed up by the push-up means 12, the support plate 6 is curved from the center to the periphery in the longitudinal direction.
[0019]
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a pressing roller (supporting plate pressing means) 13 is disposed in the vicinity of both end portions of the supporting plate 6. When viewed from the Y direction in FIG. It is arranged at a position overlapping the transport roller 5. When the support plate 6 is pushed up by the push-up means 12, the press roller 13 can prevent the end portion of the support plate 2 from rising upward.
[0020]
The firing furnace 1 includes a transport roller 5 that transports the support plate 6, a muffle 14 that forms a heating chamber, a heater 15 that heats the substrate 7 on the support plate 6, a cooling means 16 that cools the heated substrate 7, An air supply means 17 for supplying air into the muffle 14, an exhaust means 18 for exhausting combustion gas in the muffle 14, and a furnace body cover 19 are configured.
[0021]
The lifter 3 a provided on the entrance side of the firing furnace 1 is used to transfer the support plate 6 on which the substrate 7 is placed from the transport device 11 to the firing furnace 1 and from the return conveyor 2 to the transport device 11. . The lifter 3 b provided on the exit side of the firing furnace 1 is for transferring the substrate 7 fired in the firing furnace 1 to the return conveyor 2.
[0022]
Next, a method for firing a substrate using such a firing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 4 to 8 are views for explaining the operation of the conveying device 11, and FIGS. 4, 6 and 8 are views as seen from the Z direction shown in FIG. 1, and FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along arrow AA shown in FIG. 2.
[0023]
As shown in FIGS. 4 and 5, the support plate 6 is placed on the transport roller 5 of the transport device 11, and both end portions of the support plate 6 are pressed from above by the pressing roller 13. At this time, the support plate 6 is placed horizontally on the transport roller 5. Next, when the push-up cylinder 12b is driven to raise the push-up member 12a, the support plate 6 rises by about 2 mm to 4 mm at the center as shown in FIGS. 6 and 7, and is curved convexly upward. . At this time, since the end portion of the support plate 6 is pressed by the pressing roller 13, the amount of bending can be made larger than when the pressing roller 13 is not provided.
[0024]
In this state, when the substrate 7 is manually placed on the support plate 6 so that the central portion of the substrate 7 contacts the tip of the convex portion of the support plate 6 (substantially the central portion of the support plate 6), the substrate 7 is The substrate 7 gradually comes into contact with the support plate 6 while extruding air from the central portion toward both end portions, and finally the substrate 7 is curved along the support plate 6 as shown in FIG. It will be put in the state. When the state shown in FIG. 8 is held for about 30 seconds, the support plate 6 and the substrate 7 are gradually brought into close contact with each other, and the air between the support plate 6 and the substrate 7 is discharged. If this holding time is short, the amount of air discharged is reduced and air remains between the substrate 7 and the support plate 6, and if it is long, there is a problem that the production lead time becomes long. Therefore, this holding time is 30 seconds. About 60 seconds is preferable.
[0025]
Next, the push-up member 12a is lowered to return the support plate 6 to a horizontal position as shown in FIG. By this operation, the support plate 6 and the substrate 7 are displaced relative to each other in the direction of the arrow ab shown in FIG. 8, so that the air between the support plate 6 and the substrate 7 is further discharged. As a result, there is almost no air between the support plate 6 and the substrate 7.
[0026]
After the above operation, the substrate 7 placed on the support plate 6 is transported to the entrance of the firing furnace 1 by the lifter 3a, and is passed through the muffle 14, whereby the substrate 7 is fired. When the fired substrate 7 comes out of the firing furnace 1, there is almost no displacement between the support plate 6 and the substrate 7. And the support plate 6 which mounted the board | substrate 7 which came out from the baking furnace 1 is moved to the lifter 3b, Then, the support plate 6 is conveyed by the return conveyor 2, and it moves to the lifter 3a, and returns to the conveying apparatus 11 from the lifter 3a.
[0027]
Thus, before the board | substrate 7 is carried in to the baking furnace 1, since the air between the support plate 6 and the board | substrate 7 is discharged | emitted by the conveying apparatus 11, when the board | substrate 7 came out of the baking furnace 1, A positional shift between the support plate 6 and the substrate 7 can be prevented. As a result, when the substrate 7 is lowered by the lifter 3b, the conventional substrate 7 is not damaged, and the manufacturing yield can be improved.
[0028]
Further, by using the pressing roller 13, the amount of bending of the support plate 6 can be increased. For this reason, when the substrate 7 is placed on the curved support plate 6 and then the support plate 6 is returned to a flat plate shape, the amount of shift between the support plate 6 and the substrate 7 increases. 7 is reliably discharged, and the substrate shift is further less likely to occur.
[0029]
An air cushion can be used as the support plate bending means. For example, a cylindrical air cushion is placed under the support plate 6 along the center line of the support plate 6 with no air inside. Then, after the peripheral edge of the support plate 6 parallel to the air cushion is pressed by the pressing roller 13, the support plate 6 is bent by inflating the air cushion with air. Subsequently, after placing the substrate 7 on the curved support plate 6 and maintaining the state for a while, the air of the air cushion is removed to return the support plate 6 to the original state. It conveys to the baking furnace 1, and the board | substrate 7 is baked. In this case as well, the same effect as when the support plate bending means is the pushing-up means can be obtained.
[0030]
In the embodiment described above, the operation of placing the substrate 7 on the curved support plate 6 is performed manually. A method of performing this operation by a machine is shown in FIG. The firing furnace 1 and the lifters 3a and 3b are the same as in FIG. The substrate holding means 20 for holding the substrate 7 is moved in the arrow cd direction by the drive motor 21 and moved in the arrow ef direction by the drive motor 22. The counterweight 23 reduces the load on the drive motor 22. In order to place the substrate 7 on the support plate 6, first, the substrate holding means 20 holding the substrate 7 is moved in the direction of arrow f, and the substrate 7 is placed on the curved support plate 6. Next, the drive motor 21 is operated to open the substrate holding means 20 left and right, whereby the substrate 7 is curved along the support plate 6 and placed on the support plate 6.
[0031]
Since the substrate 7 can be placed on the support plate 6 using the substrate holding means 20 in this way, the substrate 7 is not handled by hand, so that there is no possibility of dust adhering to the substrate 7 and the cleanliness of the substrate 7 is reduced. Will improve. Further, since the substrate 7 can always be placed on the support plate 6 while maintaining substantially the same positional relationship, the air discharging action between the support plate 6 and the substrate 7 is stabilized, and the reliability for preventing the substrate displacement is increased.
[0032]
10 and 11 are diagrams showing another embodiment, FIG. 10 is a plan view of the exhaust device, and FIG. 11 is a partial sectional view of the exhaust device. As shown in FIGS. 10 and 11, the exhaust device 24 includes a vacuum pump (suction means) 25, a frame-shaped seal member (covering means) 26, and an exhaust pipe 27 connecting the vacuum pump 25 and the seal member 26. It consists of The seal member 26 is in close contact with the periphery of the substrate 7 and the support plate 6. When the vacuum pump 25 is operated in this state, the air between the support plate 6 and the substrate 7 is discharged. Whether or not the air is sufficiently discharged is determined by a vacuum gauge or the like, and when it is determined that the air is sufficiently discharged, the vacuum pump 25 is stopped. Next, after removing the sealing member 26 from the substrate 7, the support plate 6 and the substrate 7 are put into the firing furnace 1. By this method, it is possible to prevent the substrate 7 from being displaced from the support plate 6 in the firing furnace 1.
[0033]
Since the support plate 6 used in the above embodiment has a flat plate shape, the support plate 6 can be obtained at low cost, and the cleaning can be easily performed and maintenance management is easy. Further, since the support plate 6 has no holes, when the substrate 7 is baked, the surface of the substrate 7 corresponding to the holes is not stained.
[0034]
Next, another embodiment will be described with reference to FIGS. In these, grooves are provided on the surface of the support plate so as to eliminate the air layer between the support plate and the substrate, which causes the substrate to shift in the firing furnace.
[0035]
FIG. 12 is an example of a support plate, FIG. 12 (a) is a plan view, and FIG. 12 (b) is a side view. In the support plate 28 shown in FIG. 12, a cross-shaped groove 29 is formed along the center line. The groove 29 reaches the side surface of the support plate 28 and is formed using sandblast. The thickness of the support plate 28 is about 5 mm, the depth of the groove 29 is about 200 μm, and its width is about 40 mm. When the substrate 7 having a thickness of 2.8 mm is placed on the support plate 28 at the position indicated by the two-dot chain line, the substrate 7 is fired into the firing furnace and the substrate 7 is fired. If present, even if the air expands due to thermal expansion, the air is discharged through the groove 29 before the substrate shift occurs, so that the substrate shift does not occur. As a result of the experiment, no substrate displacement occurred.
[0036]
FIG. 13 shows an example in which grooves having other shapes are provided. FIG. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a side view. In the support plate 30, two grooves 31 having a depth of about 200 μm and a width of about 40 mm are formed in a direction parallel to the short side. The number of grooves is two in this example, but more may be formed. Although the substrate 7 was placed on the support plate 30 and the substrate 7 was fired in a firing furnace, no substrate displacement occurred.
[0037]
FIG. 14 shows another example. On the surface of the support plate 32, grooves made up of a large number of recesses 33 are formed using sandblasting. The surface connecting the tops of the convex portions is formed into a planar shape. With such a configuration, the expanded air between the support plate 32 and the substrate 7 can be smoothly discharged through the recess 33. For this reason, the substrate shift in the firing furnace does not occur.
[0038]
When using a support plate with holes penetrating in the thickness direction, there is a problem that the substrate surface is stained as described above, but when using a support plate as shown in FIGS. Since the depth of the groove is small, the material evaporated from the paste formed on the substrate does not easily enter the groove, thereby preventing the substrate from being stained. In addition, since the difference in the history of temperature rise is unlikely to occur between the area of the substrate surface facing the groove of the support plate and the area in contact with the support plate, the substrate surface may be stained accordingly. It is suppressed. In fact, the substrate was not stained in the above-described experiment. In addition, the groove | channel should just be formed so that it may be discharged | emitted through a groove | channel when the air between a board | substrate and a support plate thermally expands, The shape is not limited to the cross shape etc. which were mentioned above.
[0039]
When the depth of the groove is too small, the action of exhausting air between the substrate and the support plate is weakened, and the substrate is displaced in the firing furnace. Further, if the depth of the groove is too large, there arises a problem that the substrate is stained or the strength of the support plate is lowered. Therefore, by setting the depth of the groove to 10 μm to 1000 μm, it is possible to suppress the occurrence of a stain on the substrate surface and the substrate displacement.
[0040]
As described above, it is possible to provide a firing method capable of eliminating substrate displacement during firing by a simple method of forming grooves in a support plate, realizing high reliability and stable firing.
[0041]
Next, the results when the firing apparatus 10 shown in FIG. 1 is used for manufacturing a plasma display panel will be described.
[0042]
For example, a plasma display panel is provided with a plurality of display electrodes composed of two parallel electrodes on a glass substrate, a front plate having a dielectric layer covering the display electrodes, and a data electrode on another glass substrate. And barrier ribs are alternately provided, and a back plate provided with a phosphor so as to cover the data electrode is disposed between the barrier ribs, and the display electrode and the data electrode cross each other. A discharge space formed between the front plate and the back plate is filled with a rare gas such as neon or xenon. A rare gas discharge is caused between the two electrodes constituting the display electrode, and the phosphor is lit by the ultraviolet rays generated at that time to perform display.
[0043]
Here, the baking apparatus provided with the pushing-up means 12 was used when baking the front plate. The substrate 7 to be fired is made of glass, has a thickness of about 2.8 mm, a size of 980 mm × 554 mm, a display electrode is formed on the surface of the substrate 7, and a dielectric layer covering the display electrode has a thickness of 40 μm. It is formed with a thickness of about. The support plate 6 is bent 3 mm upward on the center line parallel to the short side, the substrate 7 is placed thereon, and the state shown in FIG. 8 is held for 30 seconds, and then the support plate 6 is returned to a flat plate shape, and then the substrate 7 was carried into the firing furnace 1. In the firing furnace 1, the temperature was raised to 600 ° C., and it took about 150 minutes from putting the substrate 7 into the firing furnace 1 until leaving the firing furnace 1. At this time, the positional displacement between the support plate 6 and the substrate 7 hardly occurred in the firing furnace 1, and the substrate 7 was not damaged when moved from the firing furnace 1 to the return conveyor 2 by the lifter 3 b. In the conventional method, about 10% of the substrate is damaged, and according to the present invention, it is possible to almost certainly prevent the substrate from being damaged by the lifter 3b.
[0044]
In addition, this invention can be used in the process of manufacturing not only a plasma display panel but flat type display panels, such as an electroluminescent panel (EL panel).
[0045]
【The invention's effect】
In the present invention, when a substrate is placed on a support plate and fired in a firing furnace, the air between the substrate and the support plate is discharged before the support plate and the substrate are carried into the firing furnace. Alternatively, by using a support plate provided with a groove that can discharge air between the substrate and the support plate during the firing of the substrate, there is no substrate shift in the firing furnace, and the substrate is stably fired. And the productivity of substrate baking can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a firing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view in the Y direction in FIG. 1. FIG. 3 is an enlarged view in the Z direction in FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the transport device. FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the transport device. FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the transport device. 8 is a diagram for explaining the operation of the transport device. FIG. 9 is a block diagram showing a device for placing the substrate on the support plate. FIG. 10 is another diagram for removing air between the substrate and the support plate. FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing another means for removing air between the substrate and the support plate. FIG. 12 is a plan view and a side view of the support plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a plan view and a side view of a support plate according to another embodiment of the present invention. FIG. 14 is a side view of a support plate according to another embodiment of the present invention. Fig. 16 is a plan view showing a state in which the substrate is placed on the support plate. Fig. 17 is a plan view showing a state of the substrate when the support plate and the substrate come out of the firing furnace. 18 is a plan view showing the state of the substrate when the support plate and the substrate come out of the firing furnace. FIG. 19 is a plan view for explaining the structure of the support plate for preventing the substrate from shifting. FIG. 21 is a plan view for explaining another structure of the support plate for preventing it. FIG. 21 is a cross-sectional view for explaining another structure of the support plate for preventing substrate displacement.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Baking furnace 3a, 3b Lifter 5 Conveying rollers 6, 28, 30, 32 Support plate 7 Substrate 10 Firing apparatus 11 Conveying apparatus 12 Pushing means 13 Pressing roller 20 Substrate holding means 24 Exhaust apparatus 25 Vacuum pump 26 Seal members 29, 31 Groove 33 recess

Claims (6)

平面型表示パネルに用いられるガラス製の基板を焼成するための焼成装置であって、支持板およびその上に載置される前記基板との間の空気を除去するための空気除去手段と、焼成炉と、前記基板を載置した前記支持板を前記空気除去手段から前記焼成炉へ搬送する搬送手段とを有し、前記空気除去手段が、前記支持板の上に載置された前記基板の周縁部とその周縁部の近傍に位置する前記支持板の部分とを覆う覆被手段と、その覆被手段に連結した吸引手段とを有する焼成装置。A firing apparatus for firing a glass substrate used in a flat display panel, an air removing means for removing air between a support plate and the substrate placed thereon, and firing A furnace, and a conveying means for conveying the support plate on which the substrate is placed from the air removing means to the firing furnace , wherein the air removing means is provided on the substrate placed on the support plate. A firing apparatus comprising covering means for covering a peripheral edge and a portion of the support plate located in the vicinity of the peripheral edge, and suction means connected to the covering means . 平面型表示パネルに用いられるガラス製の基板を焼成する際に前記基板を載置する支持板であって、前記基板を載置する表面に、側面まで達する溝が形成され、厚み方向に貫通する穴が無い支持板。  A support plate on which the substrate is placed when firing a glass substrate used in a flat display panel, and a groove reaching the side surface is formed on the surface on which the substrate is placed, and penetrates in the thickness direction. Support plate without holes. 前記溝の深さが10〜1000μmである請求項に記載の支持板。The support plate according to claim 2 , wherein the groove has a depth of 10 to 1000 μm. 平面型表示パネルに用いられるガラス製の基板を焼成する方法であって、支持板の上に前記基板を載置し、前記基板の周縁部とその周縁部の近傍に位置する前記支持板の部分とを覆被手段で覆い、その覆被手段に連結した吸引手段によって空気を吸引して前記基板と前記支持板との間の空気をほとんどなくしてから前記覆被手段を除去し、その後、前記基板が載置された前記支持板を焼成炉へ搬入して前記基板を焼成する基板の焼成方法。  A method of firing a glass substrate used in a flat display panel, wherein the substrate is placed on a support plate, and a peripheral portion of the substrate and a portion of the support plate located in the vicinity of the peripheral portion And the cover means, and the suction means connected to the cover means sucks air to substantially eliminate the air between the substrate and the support plate, and then removes the cover means. A method for firing a substrate, wherein the support plate on which the substrate is placed is carried into a firing furnace and the substrate is fired. 平面型表示パネルに用いられるガラス製の基板を焼成する方法であって、前記基板を載置する表面に、側面まで達する溝が形成され、厚み方向に貫通する穴が無い支持板の上に前記基板を載置した後、前記基板が載置された前記支持板を焼成炉へ搬入して前記基板を焼成する基板の焼成方法。  A method of firing a glass substrate used in a flat display panel, wherein a groove reaching the side surface is formed on a surface on which the substrate is placed, and the support plate has no holes penetrating in the thickness direction. A method for firing a substrate, wherein after the substrate is placed, the support plate on which the substrate is placed is carried into a firing furnace and the substrate is fired. 請求項4または請求項に記載された基板の焼成方法によって焼成した基板を用いてパネルを製造する平板型表示パネルの製造方法。The process according to claim 4, wherein flat display panel to produce a panel with a substrate that is fired by a firing method of the substrate according to claim 5.
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