KR20050101169A - 가열장치 - Google Patents

Abstract

피가열기판(10)을 복사가열하는 핫플레이트(2)와, 이 핫플레이트(2)에 형성된 관통구멍(6)에 승강할 수 있게 배치되어 상기 피가열기판(10)을 승강시키는 리프트핀(5) 및, 상기 핫플레이트(2)에 고정되어 상기 피가열기판(10)이 가열되어 있는 동안 상기 피가열기판(10)을 상기 핫플레이트(2)로부터 간격을 갖도록 보유지지하는 프록시미티핀(11)을 가진 가열장치(101)에서, 상기 핫플레이트(2)에서의 상기 프록시미티핀(11)의 주위 또는 상기 관통구멍(6) 주위에 복사열을 저감시키는 감열부(13, 7)를 갖추도록 되어 있다.

Description

가열장치 {HEATING APPARATUS}

본 발명은, 프록시미티핀(proximity pin) 또는 리프트핀(lift pin)으로 대표되는 기판지지핀으로 보유지지된 피가열기판을 가열하는 가열장치에 관한 것으로, 특히 액정배향막용 폴리이미드 인쇄장치와 함께 사용하는 경우 등, 상기 피가열기판 상에 도포 또는 인쇄로 공급된 막원료 용액을 건조시켜 박막을 형성하는 박막형성용 가열장치에 관한 것이다.

종래, 이런 종류의 가열장치로는 여러 가지 구조로 된 것이 있는바, 예컨대 도 27에 도시된 것과 같은 구조를 가진 가열장치(501)가 있다. 도 27에 도시된 것과 같이, 가열장치(501)는, 피가열기판(510)을 가열하는 핫플레이트(502)와, 이 핫플레이트(502)에 형성된 각 관통구멍(506)에 상하이동할 수 있게 배치되어 피가열기판(510)을 지지하면서 승강시키는 각 리프트핀(505) 및, 핫플레이트(502)의 표면에 고정되어, 피가열기판(510)이 가열되는 사이에 피가열기판(510)을 핫플레이트(502)로부터 소정의 간격을 갖도록 보유지지하는 각 프록시미티핀(511)을 구비하고 있다.

이와 같은 구성의 가열장치(501)에서는, 전공정(前工程)에서 처리된 피가열기판(510)이 도시되지 않은 반송장치에 의해 가열장치(501)로 반입되면, 상승상태에 있는 각 리프트핀(505; 도 27에서 점선으로 나타낸 상태)에 의해 피가열기판(510)이 보유지지되고, 이렇게 보유지지된 상태에서 각 리프트핀(505)을 하강시켜 피가열기판(510)이 각 프록시미티핀(511)에 의해 보유지지되도록 피가열기판(510)의 수도(受渡)를 실행하고, 그와 함께 핫플레이트(502)에 의해 피가열기판(510)의 가열처리를 실행한다(도 27에서 실선으로 나타낸 상태). 소정 시간의 가열처리가 끝나면, 각 리프트핀(505)을 각 관통구멍(506)을 따라 상승시킴으로써, 각 프록시미티핀(511)으로부터 각 리프트핀(505)에 피가열기판(510)의 수도가를 이루어져, 피가열기판(505)을 상기 반송장치를 따라 가열장치(501)로부터 반출되도록 동작시키게 된다(예컨대, 일본국 특개 2001-44117호 공보 참조).

이와 같이 구성된 가열장치(501)를 이용해서 피가열기판(510) 상에 도포되는 막원료 용액인 예컨대 배향막 잉크나 레지스터막 잉크 등을 건조시키는 경우, 각 리프트핀(505)이나 각 프록시미티핀(511) 같은 기판지지핀이 피가열기판(510)에 접촉하는 곳에서 링모양의 건조얼룩이 발생할 수가 있다.

구체적으로는, 핫플레이트(hot plate; 502)로부터 복사열이 부여됨으로써 가열된 상태로 되어 있는 피가열기판(510)에서, 각 리프트핀(505)이나 프록시미티핀(511)과의 접촉에 의한 열전도에 수반해서 국부적인 고온화가 생겨 피가열기판(510)의 표면에 대략 원형의 고온부분이 발생하게 됨으로써 피가열기판(510) 상에 온도얼룩이 생기게 된다.

또, 각 리프트핀(505)를 상하로 옮길 수 있도록 형성된 각 관통구멍(506)을 통과하는 고온의 상승기류에 의한 국부적인 고온화에 의해서도 피가열기판(510)의 표면에 대략 원형의 고온부분이 생기게 된다. 즉, 핫플레이트(502)의 표면과 피가열기판(510)의 도면에서 아래쪽 면이 통상적으로 O.1 ~ 5mm 정도의 간격을 유지한 상태에서 가열이 행해지지만, 각 리프트핀(505)을 상하로 이동시키기 위한 관통구멍(506)이 존재하게 됨으로써 각 관통구멍(506)의 지근거리에 피가열기판(510)이 배치될 수가 있어, 통모양으로 상승해 온 기류(氣流)가 그대로의 형태로 피가열기판(510)의 도면 중 아래쪽 면에 닿게 되어, 피가열기판(510) 상에 강한 온도얼룩을 생기도록 한다.

이와 같은 피가열기판(510) 상으로 공급된 잉크 등의 액체를 건조시킬 때, 피가열기판(510)의 표면의 온도가 피가열기판(510) 상의 각 점에서 균일하지 않은 경우에는, 상기 공급된 액체가 균일하게 건조하지 않아 건조가 빠른 부분과 늦은 부분이 발생하게 된다. 그 결과, 건조가 빠른 부분과 늦은 부분에서 건조 후에 만들어지는 고형물에 의해 막두께에 차이가 생기게 된다. 피가열기판(510) 상의 액체가 먼저 건조하기 시작하는 쪽에서부터 건조가 늦은 쪽으로 이동하거나 또는 역방향으로 이동하기 때문으로 추측된다.

따라서, 건조얼룩을 방지하기 위해서는, 건조 도중의 피가열기판(510)의 표면온도를 일정하게 유지할 필요가 있게 된다. 피가열기판(510)의 표면온도를 일정하게 유지토록 하는 데에는, 각 리프트핀(505)이나 프록시미티핀(511)의 정상부에 열전도율이 작은 플라스틱재료로 된 앞이 뾰족한 물체를 설치해서, 리프트핀(505)이나 프록시미티핀(511)과 피가열기판(510)과의 접촉전열에 의한 열이 피가열기판으로 전해지기 어렵도록 하는 방법이 있다(예컨대, 일본국 실개평 6-2677호 공보 참조).

도 1은, 본 발명의 제1실시예 따른 가열장치의 구성을 나타낸 모식적 사시도,

도 2는, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 프록시미티핀 주위에 그 상부면이 핫플레이트의 상부면과 대략 같은 높이로 된 온도조절부재가 배치되어 있는 상태를 나타낸 것이고,

도 3은, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 프록시미티핀 주위에 그 상부면이 핫플레이트의 상부면 보다 윗쪽의 높은 위치에 위치한 온도조절부재가 배치되어 있는 상태를 나타낸 것이고,

도 4는, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 프록시미티핀 주위에 그 상부면이 핫플레이트의 상부면 보다 아래쪽 위치에 온도조절부재가 배치되어 있는 상태를 나타내고,

도 5는, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 프록시미티핀 주위에 오목부가 배치되어 있는 상태를 나타내고,

도 6은, 도 2의 온도조절부재의 모식적 평면도,

도 7은, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 톱니와 같은 다각형상을 가진 것을 나타내고,

도 8은, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 정팔각형상으로 된 것을 나타내고,

도 9는, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 복수의 부분적 환형부재로 구성된 것을 나타내고,

도 10은, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 복수의 원형부재로 구성된 것을 나타내고,

도 11은, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 다수의 미세한 입자부재로 구성된 것을 나타내고,

도 12는, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 다수의 선모양부재로 구성된 것을 나타내고,

도 13은, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 복수의 선모양부재가 방사상으로 배치된 것으로 구성된 것을 나타내고,

도 14는, 도 6의 온도조절부재 형상의 변형예로서, 복수의 임의형상부재로 구성된 것을 나타내고,

도 15는, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 리프트핀의 관통구멍 주위에, 그 상부면이 핫플레이트의 상부면과 대략 같은 높이에 온도조절부재가 배치되어 있는 상태를 나타내고,

도 16은, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 리프트핀의 관통구멍 주위에, 그 상부면이 핫플레이트의 상부면 보다 윗쪽 위치에 온도조절부재가 배치되어 있는 상태를 나타내고,

도 17은, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 리프트핀의 관통구멍 주위에, 그 상부면이 핫플레이트의 상부면 보다 아래 높이에 온도조절부재가 배치되어 있는 상태를 나타내고,

도 18은, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 리프트핀의 관통구멍 주위에 오목부가 형성되어 있는 상태를 나타내고,

도 19는, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 리프트핀의 관통구멍의 개구부가 확대되어 있는 상태를 나타내고,

도 20은, 상기 가열장치의 부분적인 모식적 단면도로서, 리프트핀 주위에 차폐판이 설치되어 있는 상태를 나타내고,

도 21은, 도 15의 온도조절부재의 모식적 평면도,

도 22는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열장치에서의 리프트핀 주위의 구성을 나타낸 모식적 단면도,

도 23a 및 도 23b는, 구체실시예 1의 프록시미티핀을 이용한 경우의 기판의 온도분포를 나타낸 도면으로서, 도 23b는 프록시미티핀의 중심으로부터의 거리와 기판의 표면온도의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 23a는 도 23b의 그래프에 기해 기판표면에서의 2차원적인 온도변화를 나타낸 등온선분포도,

도 24a 및 도 24b는, 비교예 1의 프록시미티핀을 이용한 경우의 기판의 온도분포를 나타낸 도면으로, 도 24b는 프록시미티핀의 중심으로부터의 거리와 기판의 표면온도의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 24a는 도 24b의 그래프에 기해 기판표면에서의 2차원적인 온도변화를 나타낸 등온선분포도,

도 25a 및 도 25b는, 다른 구체실시예 2의 리프트핀를 이용한 경우의 기판의 온도분포를 나타낸 도면으로, 도 25b는 리프트핀의 중심으로부터의 거리와 기판의 표면온도의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 25a는 도 25b의 그래프에 기해 기판표면에서의 2차원적인 온도변화를 나타낸 등온선분포도,

도 26a 및 도 26b는, 비교예 2의 리프트핀를 이용한 경우의 기판의 온도분포를 나타내는 도면으로서, 도 26b는 리프트핀의 중심으로부터의 거리와 기판의 표면온도의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 26a는 도 26b의 그래프에 기해 기판표면에서의 2차원적인 온도변화를 나타낸 등온선분포도,

도 27은, 종래의 가열장치의 구성을 나타낸 모식적 단면도이다.

근래에 들어, 이와 같은 액정배향막(液晶配向膜)용 폴리이미드 인쇄장치에서 폴리이미드(상기 막원료 용액의 일례임)를 인쇄하고, 상기 기판지지핀을 사용한 가열장치로 건조시킨 피가열기판을 써서 제조한 액정표시장치(이른바 액정패널)는 점점 더 대형화되는 경향이 있다. 이 액정패널의 대형화에 수반해서, 대형화 된 상기 피가열기판에 대해 가열건조처리를 실행하는 경우의 온도분포의 균일성을 실현하는 것이 곤란해지고 있다. 실제로, 이와 같은 가열장치를 써서 건조시킨 피가열기판을 가지고 제조한 액정패널에서도, 실제로 점등을 해보면 미미하지만 건조얼룩을 확인할 수가 있다.

또, 상기 액정패널의 대형화 뿐만 아니라 고성능화도 아울러 요구되고 있어, 종래에는 문제로 되지 않았던 희미한 건조얼룩까지도 문제로 되기에 이르렀다.

확실히, 리프트핀(505)이나 프록시미티핀(511)의 선단에 열전도율의 작은 플라스틱재료를 배치한 효과는 상당한 정도이기는 하지만, 상기 미미한 건조얼룩을 실제로 확인할 수가 있기 때문에 그에 대한 대책으로는 완전하다고 할 수가 없다.

그리고, 이와 같은 가열장치의 구성을 이용하는 경우라 하더라도, 핫플레이트의 관통구멍으로부터 상승하는 고온의 상승기류에 대해서는 무력해서 건조얼룩의 발생요인으로 되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결함에 있어, 복사열을 부가함으로써 피가열기판을 가열하는 핫플레이트와, 이 핫플레이트에 갖춰져 상기 피가열기판이 가열되어 있는 동안 상기 피가열기판을 상기 핫플레이트로부터 간격을 갖도록 보유지지하는 기판지지핀을 가진 가열장치에서, 상기 기판지지핀으로 지지된 피가열기판을 균일하게 가열할 수 있는 가열장치를 제공함에 있다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해 다음과 같이 구성되어 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 가열장치는, 복사열을 부가함으로써 피가열기판을 가열하는 핫프레이트와, 이 핫플레이트에 갖춰져 상기 피가열기판이 가열되어 있는 동안 상기 피가열기판을 상기 핫플레이트로부터 간격을 갖도록 지지하는 기판지지핀을 가진 가열장치에서,

상기 핫플레이트에서의 상기 기판지지핀의 주위에, 당해 주위로부터 상기 피가열기판에 복사되는 열량을 저감시키는 감열부(減熱部)를 갖추어,

상기 기판지지핀을 통한 접촉전열에 의한 상기 핫플레이트로부터 상기 피가열기판으로 부가되는 열량에 수반해서 당해 피가열기판의 온도상승을 억제하도록, 상기 주위로부터 상기 피가열기판(즉, 상기 피가열기판에서 상기 주위에 상대하는 부분)에 부가되는 복사열량을 상기 감열부를 가지고 저감하도록 된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 핫플레이트는 복사와 더불어 대류에 의해서도 열을 상기 피가열기판에 부가하도록 된 경우, 즉 복사열 등(복사열과 대류열)을 부가하도록 하여도 좋다. 이와 같은 경우에는, 상기 접촉전열에 의한 상기 핫프레이트로부터 상기 피가열기판으로의 열량 부가에 수반해서 당해 피가열기판의 온도상승을 억제하도록, 상기 주위로부터 상기 피가열기판에 부가되는 복사열량 및 대류열량을 상기 감열부로 저감시킬 수가 있게 된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 가열장치는, 상기 1실시예에서, 상기 기판지지핀이, 상기 핫플레이트에 고정되고서, 이 피가열기판이 가열되어 있는 동안 당해 피가열기판을 상기 핫플레이트로부터 간격을 갖도록 지지하는 프록시미티핀인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3실시예에 따른 가열장치는, 상기 기판지지핀이, 상기 핫플레이트에 형성된 관통구멍을 따라 상하로 이동할 수 있도록 배치되어, 상기 피가열기판이 가열되어 있는 동안에 당해 피가열기판을 상기 핫플레이트로부터 간격을 갖도록 돌출시켜 지지하는 리프트핀인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제4실시에에 따른 가열장치는, 상기 감열부가, 상기 핫플레이트와는 별개의 부재로 형성된 감열부재로서, 적어도 상기 핫플레이트와 상기 감열부재의 접촉면에서의 접촉저항을 이용해서 상기 복사열량을 저감시키도록 된 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 제5실시예에 따른 가열장치는, 상기 감열부가, 상기 기판지지핀의 주위에 배치된 복수의 감열부재로 이루어진 것임을 특징으로 한다.

본 발명의 제6실시예에 따른 가열장치는, 상기 감열부재가, 복수의 부재에 의한 적층구조를 갖고서, 각 층 사이의 접촉면에서의 접촉저항을 이용해서 상기 복사열량을 저감시키도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제7실시예에 따른 가열장치는, 상기 피가열기판과 상기 감열부재 사이의 간격치수가, 상기 피가열기판과 상기 핫플레이트 사이의 상기 간격치수 보다 커지도록, 당해 감열부재가 상기 핫플레이트에 배치되도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제8실시예에 따른 가열장치는, 상기 감열부가, 상기 기판지지핀 주위에 형성된 오목부로서, 상기 피가열기판과 상기 오목부 중 바닥표면과의 사이의 간격치수가, 상기 피가열기판과 상기 핫플레이트 사이의 상기 간격치수 보다 커지도록 상기 오목부가 형성됨으로써 상기 복사열량의 저감이 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제9실시예에 따른 가열장치는, 상기 오목부가, 상기 내부바닥표면에 상기 기판지지핀의 중심을 향해 깊은 구배가 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제10실시예에 따른 가열장치는, 상기 감열부가, 상기 핫플레이트의 표면가장자리에, 상기 기판지지핀의 중심과 대략 합치하도록 그 중심이 배치된 대략 원형 또는 대략 다각형상의 외주 단부를 갖도록 된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제11실시예에 따른 가열장치는, 상기 관통구멍의 직경이 상기 핫플레이트의 내부 보다 상부면 근방에서 확대되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제12실시예에 따른 가열장치는, 상기 리프트핀의 주위에, 상기 관통구멍으로부터 상기 피가열기판을 향해 생기는 상승기류를 차단하도록 배치된 차폐판을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제13실시예에 따른 가열장치는, 상기 가열장치가, 상기 피가열기판의 표면으로 공급된 막원료용액을, 당해 피가열기판을 가열함으로써 건조시켜 상기 표면에 박막을 형성하도록 된 박막형성용 가열장치인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 상기 제1실시예에 의하면, 핫플레이트로부터의 복사열 부가에 의해 피가열기판(이후 단지 기판이라함)을 가열할 때에, 상기 기판을 상기 핫플레이트로부터 소정의 간격을 갖도록 지지하는 기판지지핀이 쓰여짐으로서, 상기 기판과 상기 기판지지핀과의 접촉전열에 의해 상기 접촉부분에서 다른 부분 보다 여분의 열량이 부가됨으로써 상기 기판의 균일한 가열 저해되는 것이 고려될 수 있으나, 상기 핫플레이트에서의 상기 기판지지핀 주위에 감열부가 갖춰져, 이 감열부가 갖춰져 있는 부분으로부터의 복사열량이 상기 접촉전열에 수반되는 여분의 열량에 의한 상기 기판의 온도상승을 억제하도록 저감되어 있어서, 상기 균일한 가열이 저해되는 것을 미연에 방지할 수가 있게 된다. 따라서, 상기 기판을 균일하게 가열할 수가 있어서, 균일한 가열이 이루어지지 않게 됨으로 말마암아 생기는 문제를 미연에 방지할 수가 있게 된다. 예컨대, 가열에 의한 건조처리로 상기 기판 상에 균일한 두께의 박막이 형성되도록 한 경우에 상기 박막의 막두께 균일화를 고정밀도로 달성할 수가 있게 된다.

본 발명의 상기 제2실시예에 의하면, 상기 기판지지핀은, 특히 대형의 액정패널용 기판으로 된 경우에는, 당해 기판의 박막형성 영역에서 상기 기판의 지지를 프록시미티핀으로 이루어질 필요가 있어, 당해 프록시미티핀에 의한 지지부분에서의 기판에 발생하는 영향을 확실히 방지할 수가 있게 된다. 또, 이와 같은 상기 프록시미티핀은, 상기 가열처리를 할 때에도 기판을 지지하고 있는 시간이 비교적 길어 상기 기판에의 접촉에 의해 전열되는 열량도 크기 때문에, 본 실시예에 의한 효과를 보다 효과적으로 거둘 수가 있게 된다.

본 발명의 상기 제3실시예에 의하면, 이와 같은 상기 기판의 자동화처리를 위해서는, 상기 기판을 승강시켜 반송가능상태로 하기 위한 리프트핀이 필요하게 되지만, 상기 기판지지핀이 상기 리프트핀으로 된 경우에도 상기 제1실시예에 의한 효과를 확실히 얻을 수가 있게 된다.

본 발명의 상기 제4실시예에 의하면, 상기 감열부가 상기 핫플레이트와는 별개의 부재, 즉 독립된 감열부재로 형성됨으로써, 상기 핫플레이트와 상기 감열부재의 접촉면에서의 접촉저항을 이용하여 상기 핫플레이트로부터 상기 감열부재로 전열되는 열량을 저감시킬 수가 있고, 그 결과 당해 감열부재로부터 상기 기판에 대해 복사되는 열량을 저감시킬 수가 있게 된다. 그리고, 상기 감열부재를 상기 핫플레이트 보다 열전도율이 작은 재료로 형성하면 보다 더 상기 복사열량을 저감시킬 수가 있게 된다.

본 발명의 상기 제5실시예에 의하면, 상기 감열부가 상기 기판지지핀의 주위에 배치된 복수의 상기 감열부재로 이루어짐으로써, 상기 각 실시예에 의한 효과를 얻를 수가 있음과 더불어, 그 배치위치나 각 부재의 크기, 형상, 배치밀도나 복수 종류 부재의 혼합배치와 같은 수법을 이용함으로써, 상기 복사열량의 조정을 다양성있고 쉽게 실행할 수 있게 된다.

본 발명의 상기 제6실시예에 의하면, 상기 감열부재를 다층구조가 되도록 함으로써도, 상기 접촉저항의 적극적인 활용에 따른 효과나 복수 종류 부재의 적층 등에 의한 당해 감소열량의 조정을 용이하게 실행할 수 있게 된다.

본 발명의 상기 제7실시예에 의하면, 상기 기판과 상기 감열부재의 간격치수를 조정함으로써, 양자 사이의 거리에 비례한 감열효과를 얻을 수가 있어, 감소 열량을 용이하게 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 상기 제8실시예에 의하면, 상기 감열부가 구성부재로 구성되는 경우에 한하지 않고, 상기 기판지지핀 주위에 형성되는 오목부로 이루어지도록 하는 경우에도, 상기 기판과 상기 오목부 중 바닥표면과의 거리에 따른 복사열의 감소효과를 이용함으로써, 상기 복사열의 저감에 의한 상기 기판의 온도분포의 균일화를 도모할 수 있게 된다.

본 발명의 상기 제9실시예에 의하면, 상기 오목부의 내부바닥표면에 상기 기판지지핀의 중심을 향해 깊게 구배가 형성됨으로써, 당해 오목부의 내부바닥표면에서부터 대향하는 기판을 향해 복사되는 열량도, 상기 기판지지핀 근방에서는 작고 거리가 떨어짐에 따라 완만하게 커지도록, 상기 기판지지핀의 접촉전열에 의한 열량의 부가량에 대응한 복사열량의 미묘한 조정을 실행할 수가 있게 된다.

본 발명의 상기 제10실시예에 의하면, 상기 감열부가, 상기 기판지지핀의 중심을 그 중심으로 한 대략 원형 또는 대략 다각형상의 외주 단부를 갖게 됨으로써, 상기 기판지지핀을 중심으로 한 상기 전열에 의한 부가열량을 커지도록 해서, 상기 감열부에 의한 감열영역을 형성할 수가 있다.

본 발명의 상기 제11실시예에 의하면, 상기 리프트핀이 승강되는 상기 관통구멍 내부로부터 상기 기판을 향해 분출하도록 된 고온의 상승기류가 발생하여, 상기 상승기류가 상기 기판에 접촉함으로써 상기 기판의 온도분포에 국부적인 혼란을 일으키지만, 상기 관통구멍이 상기 핫플레이트의 상부면 근방에서 확대되도록 되어 있어 상기 상승기류를 확산시킨 상태로 분출시킬 수가 있게 된다. 따라서, 당해 상승기류에 의한 상기 기판의 온도분포에의 영향을 저감시킬 수가 있어 보다 균일한 온도분포를 형성할 수가 있게 된다.

본 발명의 상기 제12실시예에 의하면, 상기 관통구멍 내부에 차폐판이 설치됨으로써도 상기 상승기류의 확산 또는 차폐를 실행할 수가 있어, 상기 기판의 온도분포의 균일화에 기여할 수 있게 된다.

본 발명의 상기 제13실시예에 의하면, 상기 가열장치가, 상기 기판의 표면에 공급된 막원료 용액을 당해 기판을 가열함으로써 건조시켜 상기 표면에 박막을 형성하는 박막형성용 가열장치로 되어 있기 때문에, 당해 가열처리할 때의 온도분포의 균일화를 실현할 수가 있고, 그 결과 균일화된 막두께 분포를 가진 상기 박막의 형성을 실현할 수가 있게 된다. 그리고, 종래 그다지 문제로 되고 있지 않던 건조얼룩(서멀이미지; Thermal Image)의 발생을 방지할 수가 있어, 고정밀도의 박막형성을 실행할 수 있게 된다.

본 발명의 이들와 다른 목적과 특징은, 첨부되는 도면에 도시된 바람직한 실시예와 관련하여 다음에 설명하는 내용에서 밝혀질 수 있다.

본 발명의 설명을 계속하기 전에, 첨부도면에서 같은 부품에 대해서는 같은 참조부호를 붙이도록 한다.

먼저, 본 발명에서 쓰이고 있는 용어의 정의에 대해 설명한다.

용어 「프록시미티핀(proximity-pin)」이라함은, 피가열기판의 가열처리에서, 핫플레이트(hot plate)에 상기 피가열기판을 흡착시키지 않고 당해 피가열기판과 상기 핫플레이트 사이에 소정의 간격을 갖도록 당해 피가열기판을 보유지지하기 위한 간격유지용 핀을 말한다. 또, 이와 같이 상기 프록시미티핀에서 상기 소정의 간격이 유지된 상태에서, 상기 핫플레이트로부터의 복사열에 의해 행해지는 상기 피가열기판의 가열처리를 프록시미티베이크(proximity bake)라고 한다.

용어 「서말이미지(Thermal Image)」라 함은, 도포 또는 인쇄 후의 가건조(假乾燥)단계에서 피가열기판의 온도얼룩으로 말미암아 만들어지는 막두께얼룩을 말한다. 이와 같은 온도얼룩은 리프트핀, 프록시미티핀 또는 로봇핸드 등, 상기 피가열기판과 접촉함으로써 열전도나 관통구멍에서 생기는 상승기류에 의해 생기게 된다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명에서의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 가열장치의 일례인 박막형성용 가열장치(101)의 주된 구성을 나타낸 모식도이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 가열장치(101)는, 그 윗쪽에 배치된 피가열기판의 일례인 기판(10)에 대해 도면 중 상부면 쪽을 가열표면으로 해서 복사열을 부가하여 가열하는 핫플레이트(2)와, 이 핫플레이트(2)의 상부면에 갖춰져 기판(1O)에 대해 가열을 할 때, 기판(10)을 핫플레이트(2)로부터 소정의 간격을 갖도록 보유지지하는 복수의 기판지지핀(5, 11)을 구비하도록 되어 있다.

이와 같은 가열장치(101)는, 그 상부면에 막원료 용액이 공급된 상태의 기판(10)을 핫플레이트(2)의 상기 가열표면에서 소정의 간격을 갖도록 각 기판지지핀(5, 11)으로 지지한 상태에서, 핫플레이트(2)의 상기 가열표면으로부터 기판(10)에 대해 복사가열을 실행하는 것으로, 기판(10) 전체가 대략 균일하게 가열되면서 상기 막원료 용액을 건조시킴으로써 기판(10) 상에 박막을 형성하게 되는 막형성처리가 이루어지게 된다.

또, 가열장치(101)에 구비되는 각 기판지지핀(5, 11)은, 그 사용목적 및 기능에 따라 2가지 종류로 나뉠 수가 있다. 그중 한가지 종류로는, 핫플레이트(2) 윗쪽의 소정 높이의 위치에 기판(10)이 위치하도록, 가열처리를 할 때 기판(10)을 지지하도록 하기 위한 프록시미티핀(11)이고, 다른 한가지 종류는, 프록시미티핀(11)에 기판(10)을 지지하도록 하기 위해, 그 윗쪽에 배치된 기판(10)을 지지하면서 하강시킴과 더불어 프록시미티핀(11)에 지지된 기판(10)을 그 하부로부터 돌출하도록 상승시켜 배출하기 위한 리프트핀(lift-pin; 5)이다. 이하, 이 가열장치(101)의 구성, 특히 각 리프트핀(5) 및 프록시미티핀(11)에 관계되는 구성을 중심으로 해서 상세히 설명한다.

여기서, 도 2는, 가열장치(101)에 의해 핫플레이트(2)의 윗쪽에서 막원료 용액(8)가 상부면에 도포된 기판(10)이 프록시미티핀(5)에 의해 지지된 상태를 나타낸 모식적 단면도이다. 도 2에 도시된 것과 같이, 핫플레이트(2)는 기판(10)을 가열하는 것으로, 이는 예컨대 전력 등에 의해 열을 발생하는 발열부(4)와, 이 발열부(4)로부터 부가되는 열을 기판(10)에 대해 복사방열하는 탑플레이트(top plate)부(3)를 조합해서 만든 것 등을 이용할 수 있다. 한편, 핫플레이트(2)는 이와 같이 조합해서 구성하는 것만으로 한정되지 않고, 예컨대 상기 발열부 단체(單體)로 구성되도록 하여도 좋다. 또, 이와 같은 발열부(4)로는, 시즈히터 등을 이용할 수가 있고, 탑플레이트부(3)는 전열성이 양호한 금속재료로 예컨대 알루미늄으로 형성할 수가 있다. 또, 기판(10)으로는, 배향막(配向膜) 잉크나 레지스터막 잉크와 같은 막원료 용액(8)이 도포된 유리판 같은 평판 모양의 것을 이용할 수가 있다.

또, 도 2에 도시된 것과 같이, 핫플레이트(2)의 상부면, 즉 탑플레이트부(3)의 상부면에는, 기판(10)이 가열되어 있는 동안 기판(10)을 핫플레이트(2)로부터 일정한 간격을 갖고 보유지지하도록 프록시미티핀(11)이 배치되어 고정되게 된다.

프록시미티핀(11)은 그 윗쪽 선단부에서 기판(10)을 지지할 수 있게 되어 있고, 또 상기 선단부가 뽀족하게 형성되어 있어서, 작은 지지면적으로 기판(10)의 지지를 실행하게 되어, 이 지지에 의한 기판(10)에 영향의 저감이 도모될 수 있게 된다. 또, 프록시미티핀(11)으로는, 열전도율이 작은 폴리에텔이미드 수지, 퍼플루오로알콕시 수지, 폴리카보네이트 수지 같은 플라스틱 재료로 된 것을 이용하면 된다. 또, 이와 같이 플라스틱 재료로 전체가 형성되도록 하는 대신, 프록시미티핀(11)의 본체부를 강성이 높은 금속재료(예컨대, 스텐레스 재료)로 형성하고서 그 선단부분만을 플라스틱재료로 형성하여도 좋다. 또, 프록시미티핀(11)은, 예컨대 그 직경이 0.1mm ~ 5mm 정도의 범위가 되도록 형성되어 있다. 한편, 프록시미티핀(11)은, 이를 단선재(單線材)로 형성하는 경우, 또는 복수의 가는 선재의 집합체로 형성하는 경우의 어느 경우로 하여도 좋다.

또, 도 2에 도시된 것과 같이, 핫플레이트(2)의 도면 중 상부면에서의 프록시미티핀(11) 주위에는, 핫플레이트(2)와는 별개 부재로 된(즉, 독립된 부재로 된) 감열부(減熱部) 및 감열부재의 일례인 온도조절부재(13)가 배치되어 있다. 이 온도조절부재(13)는, 뒤에 설명되듯이 탑플레이트부(3)로부터 기판(10)을 향해 부가되는 복사열량을 온도조절부재(13)가 설치된 부분에서 저감시키는 기능을 하도록 되어 있다. 또, 온도조절부재(13)를 배치하는 곳은, 핫플레이트(2)의 상부면 부근, 즉 탑플레이트부(3)의 상부면 부근에서도 탑플레이트부(3)의 중간 정도 부근이어도 좋다. 단, 온도조절부재(13)와 발열부(4)가 직접 접촉하지 않도록 배치하는 것이 좋다.

이와 같은 온도조절부재(13)로는, 도 6의 온도조절부재(13)의 모식적 평면도에 도시된 것과 같이, 예컨대 그 외주 단부가 대략 원형을 이루고 그 직경이 0.1 ~ 20mm 정도, 두께는 0.001mm 이상인 링형상으로 된 것을 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 링형상의 내부직경은, 프록시미티핀(11)의 주면과 접하도록 프록시미티핀(11)의 직경와 대략 같은 치수로 형성하거나, 또는 프록시미테이핀(11)의 주면과 접하지 않게 간극을 갖도록 형성함으로써, 이 간극을 온도조절부재(13)로부터 프록시미티핀(11)으로 전열되는 전열량을 저감시키는 감열대(減熱帶)로 이용할 수도 있다. 또, 온도조절부재(13)의 재료로는 알미늄 같은 금속재료로 되어 핫플레이트(2)의 표면소재 보다 열전도율이 낮은 재료를 쓰는 것이 바람직한 바, 예컨대 폴리이미드계 수지, 퍼플르오로알콕시계 수지 등의 합성수지, 세라믹재료 등의 열전도율이 낮은 재료를 이용할 수가 있다. 한편, 핫플레이트(2)의 표면소재와 동일한 재료 또는 당해 표면소재와 열전도율이 가까운 재료를 이용할 수도 있다. 기타, 합금재료 등을 포함한 금속재료, 자연석재 등도 이용할 수도 있다. 단, 핫플레이트(2)에 의한 가열온도에 대한 내열성을 갖고 있을 것이 필요한 바, 예컨대 200℃ 정도 이상의 내열온도를 갖고 있는 것이 바람직하다.

또, 도 2에 도시된 것과 같이, 온도조절부재(13)는, 핫플레이트(2)에서의 탑레이트부(3)의 상부면에서의 프록시미티핀(11) 주위에 당해 온도조절부재(13)의 형상과 합치되도록 형성된 구멍부분에 끼워지도록 배치할 수 있다. 또, 이와 같은 배치는, 내열성 접착재료에 의한 고정수단이나 나사멈춤 의한 고정수단를 이용함으로써 보유지지되도록 할 수가 있다. 한편 도시되지는 않았으나, 탑플레이트부(3)의 상부면에 온도조절부재(13)를 내열성 접착제를 가지고 직접 접착시켜 고정하도록 하여도 좋다.

이와 같이, 온도조절부재(13)를 핫플레이트(2)의 프록시미티핀(11) 주위에 배치함으로써, 프록시미티핀(11)에서 보유지지된 기판(10)에 대해 복사되는 열량을 조절할 수가 있게 된다. 구체적으로는, 온도조절부재(13)의 재료로서 핫플레이트(2)의 표면소재 보다 열전도율이 낮은 것을 선택함으로써, 온도조절부재(13) 주위에서의 핫플레이트(2) 표면으로부터 직접적으로 기판(10)으로 복사되는 열량 보다 핫플레이트(2)로부터 온도조절부재(13)를 거쳐 기판(10)으로 복사되는 열량을 크게 감소시킬 수가 있게 된다. 또, 온도조절부재(13)로서 핫플레이트(2)의 표면소재와 열전도율이 가까운 것을 선택함으로써, 기판(10)에 대해 복사되는 열량을 조금 감소시킬 수가 있게 된다. 한편, 핫플레이트(2)의 표면소재와 같은 재료를 이용한 경우에도, 온도조절부재(13)와 핫플레이트(2)의 접촉면에서의 접촉저항으로 핫플레이트(2)로부터 온도조절부재(13)로의 전열량을 미소하게 저감시킬 수가 있기 때문에, 그에 수반해서 상기복사열량을 미소하게 저감시키는 수가 있게 되어, 기판(10)의 미묘한 온도조절을 실행할 수가 있게 된다. 예컨대, 핫플레이트(2)의 표면온도가 150℃ 정도인 경우에는, 이와 같은 접촉저항에 의해 2 ~ 3℃ 정도 온도를 저하시킬 수가 있다.

또, 온도조절부재(13)를 핫플레이트(2)의 상부면 부근에 배치하는 경우에는, 도 3의 모식적 설명도에 도시된 것과 같이, 온도조절부재(13)의 상부면이 핫플레이트(2)의 상부면 보다 높은 위치에 있도록, 즉 기판(10)과 핫플레이트(2) 사이의 간격치수 보다 기판(10)과 온도조절부재(13) 사이의 간격치수가 작도록 배치하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 예컨대 온도조절부재(13)로부터 기판(10)으로의 복사열량의 감열(減熱)이 너무 커지는 경우에도, 이 온도조절부재(13)와 기판(10) 사이의 간격치수를 작아지도록 조정함으로써 상기 감열량을 적절한 양으로 조정할 수가 있게 된다. 또, 이와는 반대로, 도 4의 모식적 단면도에 도시된 것과 같이, 온도조절부재(13)의 상부면이 핫플레이트(2)의 상부면 보다 낮은 위치, 즉 기판(10)과 핫플레이트(2) 사이의 간격치수 보다 기판(10)과 온도조절부재(13) 사이의 간격치수가 커지도록 배치하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 온도조절부재(13)로부터 기판(10)으로 복사되는 열량이 그 주위에서의 핫플레이트(2)로부터 직접적으로 기판(10)으로 복사하는 열량 보다 작도록 할 수가 있고, 그 결과 온도조절부재(13)가 상대하는 부분에서의 기판(10)의 온도를 그 주위 보다 낮아지도록 온도를 조절할 수가 있게 된다. 한편, 핫플레이트(2)의 상부면 높이에 대한 온도조절부재(13) 상부면 높이의 차이는, 예컨대 -(톱플레이트부(3)의 두께치수) ~ + 5mm 정도의 범위로 조정하는 것이 바람직하다. 단, 프록시미티핀(11)과의 접촉위치를 중심으로 해서 직경 15mm 정도의 범위가 전열에 의한 온도변화의 영향을 받는 영역임을 고려하면, -20mm를 넘는 차이가 있을 경우에는 그 이상의 효과를 기대할 수가 없다는 점도 고려되어야 한다.

또, 온도조절부재(13)의 형상은, 그 주위의 형상이 대략 원형의 링형상으로 된 경우에만 한정되는 것은 아니고, 예컨대 그 대신 온도조절부재(13)의 외주 단부의 형상이 다각형으로 되어도 좋다. 구체적으로는 도 7에 도시된 것과 같이, 주위의 형상이 톱니 같은 형상의 다각형으로 구성된 온도조절부재(13A)나, 도 8에 도시된 것과 같이 정팔각형으로 구성된 온도조절부재(13B)를 이용할 수가 있다. 이 온도조절부재(13B)와 같이 주위의 형상을 정다각형으로 함으로써 대략 원형상에 근사해질 수가 있고, 또 온도조절부재(13A)와 같이 주위의 형상을 톱니모양으로 함으로써 핫플레이트(2)와 온도조절부재(13)의 경계선이 애매해지게 되어, 상대하는 기판(10)의 온도조절을 보다 완만해지도록 할 수 있게 된다.

그리고, 도 9나 도 10에 도시된 것과 같이, 프록시미티핀(11)의 주위에 복수의 부재가 배치됨으로써 온도조절부재(13C, 13D)가 구성되도록 하는 경우라도 좋다. 예컨대 도 9의 온도조절부재(13C)는 4개의 부분환형부재(14C)가 프록시미티핀(11)의 중심위치를 그 중심으로 해서 환상으로 배치됨으로써 대략 환형상으로 구성되어 있다. 또, 도 10의 온도조절부재(13D)는 8개의 원형부재(14D)가 프록시미티핀(11) 주위에 대략 균등하게 배치됨으로써 구성되어 있다. 이와 같이 복수의 부재를 가지고 온도조절부재(13C, 13D)가 구성되도록 한 경우에도, 각 부재의 형상이나 간격을 조정함으로써, 온도조정부재로서의 기능을 갖도록 할 수가 있게 된다. 한편, 이와 같은 부재는, 앞에서 설명한 바와 같이 부분환형부재(14C)나 원형부재(14D)인 경우 외에, 삼각형부재나 사각형부재 등 여러 가지 형상의 부재를 이용할 수가 있다. 물론, 여러가지 형상의 부재를 혼합해서 배치하도록 하여도 좋다.

또, 도 11에 도시된 것과 같이, 프록시미티핀(11) 주위에 다수의 미세한 입자부재(14E)를 배치함으로써 온도조절부재(13E)를 구성할 수도 있다. 그리고, 도 12에 도시된 것과 같이, 다수의 선형부재(14F)를 상호 대략 평행하도록 배치함으로써 온도조절부재(13F)를 구성할 수도 있다. 물론, 이와 같은 선상부재(14F)의 배열은 여러 가지 패턴을 택할 수 있는바, 예컨대 격자모양으로 배열하거나 불규칙한 배열 등으로 할 수도 있다. 이와 같은 온도조절부재(13E, 13F)에 의하면, 입자부재(14E)나 선상부재(14F)의 배치밀도나 재질을 조정함으로써, 온도조절부재(13E, 13F)의 감열능력을 미소하게 조정할 수 있다고 하는 이점이 있게 된다.

또, 도 13에 도시된 것과 같이, 복수의 선상부재(14G)를 프록시미티핀(11) 주위에 대략 방사형상으로 배치함으로써, 온도조절부재(13G)를 구성할 수도 있다. 그리고, 도 14에 도시된 것과 같이, 복수의 임의형상의 부재(14H)를 배치함으로써 온도조절부재(13H)를 구성할 수도 있다.

한편, 온도조절부재(13)의 형상을 다각형 등 복잡한 형상이 되도록 한 경우에는, 핫플레이트(2) 및 온도조절부재(13)의 가공이 복잡해지기 때문에, 온도조절부재(13)의 형상을 다각형 등으로 할지 여부는 요구되는 막두께의 평활성과 가열장치(101)에서 허용되는 제조원가에 따라 선택하여도 좋다.

또, 앞에서 설명한 온도조절부재(13)의 여러 가지 형상이나 배치를 채용하도록 하는 외에, 핫플레이트(2)에서의 프록시미티핀(11) 주위에 냉각수단을 설치하도록 하여도 좋다. 냉각수단을 설치함으로써 상기 주위에서의 온도를 부분적으로 저감할 수가 있고, 그에 수반해서 복사되는 열량도 저감할 수가 있기 때문이다. 한편, 이와 같은 냉각수단으로는, 예컨대 공기냉각관이나 수냉관 등의 유체 냉각수단 또는 공냉핀(空冷 fin) 등을 이용할 수가 있다. 또, 상기 유체냉각수단을 이용하는 경우에는, 예컨대 공기라면 60cc/min ~ 600cc/min의 유량범위로, 물이라면 6cc/min 60cc/min의 유량범위로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 공냉핀을 이용하는 경우에는 예컨대 공냉핀의 설치영역 면적에 대해 핀표면적(전열면적)을 1.1 ~ 10 배 정도의 사이에서 채택할 수 있다.

그리고, 온도조절부재(13)를 별도의 부재로 하는 대신, 핫플레이트(2) 표면에서의 프록시미티핀(11) 주위에 이 프록시미티핀(11)의 중심을 중심으로 한 대략 동심원상 또는 동심다각형 사이를 설치하여도 좋다. 이와 같은 틈을 형성함으로써, 당해 틈부분에서 접촉저항에 의해 전열량이 감소되고, 그 결과 당해 부분의 온도를 다른 부분 보다 저하시킬 수가 있어, 복사열량의 저감을 도모할 수가 있기 때문이다. 한편, 이와 같은 틈은 예컨대 1곳 ~ 20곳 정도의 범위에서 형성하도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 핫플레이트(2)에서의 프록시미티핀(11) 주위에 온도조절부재(13)를 배치함으로써, 핫플레이트(2)로부터 직접 기판(10)으로 복사되는 열량 보다 온도조절부재(13)를 거쳐 복사되는 열량을 감소시킬 수 있게 된다. 그에 따라, 프록시미티핀(11)과 기판(10)의 접촉에 따라 전열되는 열량을, 상기 복사열량을 감소시킴으로써 상쇄하는, 바꿔 말해 상기 전열열량분만큼 상기 복사열량을 감소시킴으로써 의사적(擬似的)으로 상기 전열이 생기지 않은 것처럼 할 수가 있게 된다. 따라서, 프록시미티핀(11)과 기판(10)의 접촉에 의한 전열에 수반해서, 기판(10)에서 프록시미티핀(11)이 위치 한 곳을 중심으로 하는 원형의 고온부분이 발생하는 것을 방지할 수가 있어, 기판(10)의 온도분포의 균일화를 도모할 수가 있게 된다. 한편, 건조시키는 기판(10)의 두께, 도포하는 재료의 휘발온도, 도포량 등을 고려 해서 온도조절부재(13)의 배치, 형상, 형성재료를 선택함으로써, 상기복사열량의 감소량을 조절할 수가 있게 된다.

또, 핫플레이트(2) 보다 열전도율이 낮은 재료를 온도조절부재(13)에 사용한 경우에는, 프록시미티핀(11) 자체의 온도를 내릴 수가 있어 한층 더 효과가 있게 된다.

또, 기판(10)에 대한 복사열을 조절하기 위한 감열부는, 앞에서 설명한 온도조절부재(13)와 같이, 부재로 구성되도록 하는 경우에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 이와 같은 경우 대신, 도 5에 도시된 것과 같이, 프록시미티핀(11) 주위에서의 핫플레이트(2) 상부면에 오목부(23)를 형성함으로써, 이 오목부(23)를 상기 감열부로 기능하도록 구성하여도 좋다. 도 5에 도시된 것과 같이, 오목부(23)는, 핫플레이트(2)의 프록시미티핀(11) 주위에서 링형상으로 형성되어 있고, 그 내부바닥의 표면 높이가 핫플레이트(2)의 상부면 보다 낮도록 형성되어 있다. 이 오목부(23)의 외주 직경은 O.1 ~ 20mm 정도, 깊이는 O.01mm 이상으로 조절하여도 좋다.

또, 오목부(23)의 형상은 링형상 뿐만 아니라, 앞에서 설명한 온도조절부재(13)와 마찬가지로 다각형상 등 여러 가지 형상으로 할 수가 있다. 특히, 오목부(23)의 내부바닥 표면에서, 프록시미티핀(11)의 중심을 향해 예컨대 깊어지도록 깊이 패인 구배를 형성하는 것도 복사열량을 조정함에 있어 유효한 수단으로 될 수가 있다. 이는 오목부(23)로부터 기판(10)으로의 복사열량이 오목부(23) 내부바닥 표면과 기판(10)과의 거리에 반비례하기 때문이다. 한편, 이와 같은 경사를 형성하는 경우에는, 예컨대 그 경사각도를 10 ~ 90°의 범위에서 선택할 수가 있다.

다음에는 리프트핀(5)의 구조에 대해 설명한다. 도 15는, 가열장치(101)의 핫플레이트(2)의 윗쪽에서 막원료 용액(8)이 그 상부면에 도포된 기판(10)이 리프트핀(5)에 의해 지지된 상태를 나타낸 모식적 단면도이다.

도 15에 도시된 것과 같이, 탑플레이트부(3)와 발열부(4)가 조합되어 구성되는 핫플레이트(2)에는, 복수의 관통구멍(6; 도 15에는 그 중 1개의 관통구멍을 나타냄)이 형성되고, 이 관통구멍(6)에는 그 관통구멍(6)을 따라 승강할 수 있으면서, 기판(10)이 가열되어 있는 동안 기판(10)을 핫플레이트(2)로부터 임의의 간격을 갖도록 돌출시켜 보유지지하게 되는 리프트핀(lift pin; 5)이 배치되어 있다.

리프트핀(5)으로는, 스텐레스, 도금된 강철, 알루미늄, 동 및 그 합금과 같은 금속제 봉재의 앞끝에 열전도율이 작은 폴리에텔이미드 수지, 퍼플루오로알콕시 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 플라스틱재료를 배치한 것을 쓰는 것이 좋다. 한편, 이와 같이 리프트핀(5)이 금속재료와 플라스틱재료로 형성되는 대신, 그 전체를 상기 플라스틱재료로 형성되도록 하여도 좋다. 이는 그 강성을 유지할 수 있다면 리프트핀(5) 전체의 열전도율을 작게 할 수가 있기 때문이다. 또, 리프트핀(5)은 직경이 예컨대 O.5mm ~ 5mm 정도의 범위로 형성되어 있고, 이 리프트핀(5)이 배치되는 관통구멍(6)의 직경은 리프트핀(5)의 직경 보다 O.001mm ~ 2mm 정도의 범위에서 크도록 형성된다. 한편, 상기와 같이 리프트핀(5)의 관통구멍(6)을 따라 승강하도록 하는 구동에는 에어실린더, 서보모터, 펄스모터 등의 수단이 쓰이게 된다.

또, 도 15에 도시된 것과 같이, 핫플레이트(2)의 도면 중 상부면에서의 관통구멍(6) 주위에는, 핫플레이트(2)와는 별개의 부재로 된(즉, 독립된 부재로 된) 감열부 및 감열부재의 일례인 온도조절부재(7)가 배치되어 있다. 이 온도조절부재(7)는, 앞에서 설명한 프록시미티핀(11)의 주위에 배치되는 온도조절부재(13)와 마찬가지로, 탑플레이트부(3)로부터 기판(10)을 향해 부가되는 복사열량을 온도조절부재(7)가 설치된 부분에서 저감시키는 기능을 하도록 되어 있다. 또, 온도조절부재(7)를 배치하는 곳은, 핫플레이트(2)의 상부면 부근, 즉 탑플레이트부(3)의 상부면 부근에서도 탑플레이트부(3)의 중간 정도 부근인 것이 좋다. 단, 온도조절부재(7)와 발열부(4)가 직접 접촉하지 않도록 배치하는 것이 바람직하다.

이와 같은 온도조절부재(7)로는, 도 21의 온도조절부재(7)의 모식적 평면도에 도시된 것과 같이, 예컨대 그 외주 단부가 대략 원형상을 하고서 그 외주 직경이 O.1 ~ 20mm 정도, 두께가 O.001mm 이상인 링형상으로 된 것을 이용할 수가 있다. 또, 상기 링형상의 내경은 관통구멍(6)의 직경과 대략 같은 치수로 된다. 또, 온도조절부재(7)의 재료로는, 알루미늄 등의 금속재료로 된 핫플레이트(2)의 표면소재 보다 열전도율이 낮은 재료를 쓰는 것이 바람직한 바, 예컨대 폴리이미드계 수지, 퍼플루오로알콕시계 수지 등의 합성수지, 세라믹재료 같이 열전도율이 낮은 재료를 이용할 수가 있다. 단, 핫플레이트(2)의 표면소재와 같은 재료 또는 당해 표면소재와 열전도율에 가까운 재료를 이용할 수도 있다.

또 도 15에 도시된 것과 같이, 온도조절부재(7)는, 핫플레이트(2)에서의 탑플레이트부(3)의 상부면에서 리프트핀(5)의 주위, 즉 관통구멍(6) 주위에 당해 온도조절부재(7)의 형상과 합치되도록 형성된 구멍부분에 끼워지도록 배치할 수가 있다. 또, 이와 같은 배치는 내열성 접착제에 의한 고정수단이나 나사멈춤이나 압입에 의한 고정수단를 이용함으로써 보유지지되도록 할 수 있다.

이와 같이, 온도조절부재(7)를 핫플레이트(2)의 관통구멍(6) 주위에 배치함으로써, 리프트핀(5)에서 보유지지 된 기판(10)에 대해 복사되는 열량을 조절할 수가 있게 된다. 구체적으로는, 온도조절부재(7)의 재료로 핫플레이트(2)의 표면소재 보다 열전도율이 낮은 것을 선택함으로써, 온도조절부재(7)의 주위에서의 핫플레이트(2)의 표면으로부터 직접 기판(10)으로 복사되는 열량 보다 핫플레이트(2)로부터 온도조절부재(7)를 거쳐 기판(10)으로 복사되는 열량을 크게 감소시킬 수가 있게 된다. 또, 앞에서 설명한 프록시미티핀(11)의 주위에 배치되는 온도조절부재(13)와 마찬가지로, 핫플레이트(2)의 표면소재와 열전도율이 가까운 것을 선택하거나, 당해 표면소재와 동일한 재료를 써서 상기 복사열량의 조정을 미소하게 실행하여 기판(10)의 미묘한 온도조절을 실행하도록 하여도 좋다.

또, 온도조절부재(7)를 핫플레이트(2)의 상부면 부근에 배치하는 경우에는, 도 16의 모식적 단면도에 도시된 것과 같이, 온도조절부재(7)의 상부면이 핫프레이트(2)의 상부면 보다 높은 위치에 있도록 배치하여도 좋고, 또 도 17의 모식적 단면도에 도시된 것과 같이, 온도조절부재(7)의 상부면이 핫플레이트(2)의 상부면 보다 낮은 위치에 있도록 배치하여도 좋다. 이와 같이 함으로써, 앞에서 설명한 프록시미티핀(11)용 온도조절부재(13)와 마찬가지로 온도조절부재(7)로부터 기판(10)으로 복사되는 열량을 조절함으로써 온도조절부재(7)이 상당하는 부분에서의 기판(10)의 온도조절을 실행할 수가 있게 된다.

또, 온도조절부재(7)의 형상은, 그 주위 형상이 대략 원형인 링형상으로 되는 경우에만 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 이와 같은 경우 대신, 앞에서 설명한 프록시미티핀(11)용 온도조절부재(13)와 마찬가지로, 도 7 ~ 도 14에 도시된 것과 같이 정다각형이나 톱니모양 또는 복수의 부재로 구성되는 형상 등 여러 가지 형상으로 할 수가 있다.

한편, 온도조절부재(7)의 형상은, 관통구멍(6)이나 온도조절부재(7)의 가공이 복잡함을 고려하면서 요구되는 막두께의 평활성와 가열장치(101)가 허용하는 제조원가에 따라 선택하여도 좋다.

이와 같이, 핫플레이트(2)에서의 관통구멍(6) 주위, 즉 리프트핀(5) 주위에 온도조절부재(7)를 배치함으로써, 핫플레이트(2)로부터 직접 기판(10)으로 복사되는 열량 보다 온도조절부재(7)을 거쳐 복사되는 열량을 감소시킬 수가 있게 된다. 그에 따라, 리프트핀(5)과 기판(10)의 접촉에 의해 전열되는 열량을 상기 복사열량을 감소시킴으로써 상쇄할 수가 있게 된다. 따라서, 리프트핀(5)과 기판(10)의 접촉에 따른 전열에 수반해서, 기판(10)에서 리프트핀(5)이 위치하는 곳을 중심으로 하여 원형의 고온부분이 발생하는 것을 방지할 수가 있어서, 기판(10)의 온도분포의 균일화를 도모할 수가 있게 된다. 한편, 건조시키는 기판(10)의 두께, 도포하는 재료의 휘발온도, 도포량 등을 고려해서 온도조절부재(7)의 배치, 형상, 형성재료를 선택함으로써, 상기 복사열량의 감소량을 조절할 수가 있게 된다.

또, 기판(10)에 대한 복사열을 조절하기 위한 감열부는, 부재로 구성되도록 하는 경우로 한정되지는 않는다. 이와 같은 경우 대신, 도 18에 도시된 것과 같이, 관통구멍(6)의 주위에서의 핫플레이트(2)의 상부면에 오목부(27)를 형성함으로써, 이 오목부(27)을 상기 감열부로서 기능하도록 구성하여도 좋다. 도 18에 도시된 것과 같이, 오목부(27)는 핫플레이트(2)의 관통구멍(6)의 주위에서 링형상으로 형성되어 있고, 그 내부바닥면 높이가 핫플레이트(2)의 상부면 보다 낮도록 형성되어 있다. 한편, 이 오목부(27)의 외주 직경은 O.1 ~ 20mm 정도, 깊이는 O.01mm 이상으로 조절하여도 좋다. 또, 오목부(27) 형상은 링형상 뿐만이 아니라, 앞에서 설명한 온도조절부재와 마찬가지로 다각형상 등 여러 가지 형상을 택할 수도 있다.

또, 도 19의 모식적 단면도에 도시된 것과 같이, 각 리프트핀(5)으로 지지된 상태의 기판(10)에 대한 상승기류를 조절하기 위해, 핫플레이트(2)의 관통구멍(6)의 직경이 핫플레이트(2)의 상부면 부근에서 확대되도록 구성하여도 좋다. 예컨대, 도 19에 도시된 것과 같이 핫플레이트(2)의 상부면에서의 관통구멍(6) 개구부에 대략 링모양의 단차부(6a)를 형성함으로써, 상기 상부면 부근에서의 구멍 직경을 확대할 수가 있게 된다. 한편, 핫플레이트(2)의 상부면에서의 관통구멍(6)의 상기 개구부의 구경으로는 직경이 5 ~ 20mm 정도, 깊이는 1mm 이상으로 하면 좋다.

이와 같이, 핫플레이트(2)의 관통구멍(6) 직경이 핫플레이트(2)의 상부면 부근에서 확대됨으로써, 관통구멍(6)을 지나 바로 상승해 온 상승기류를 기판(10)에 닿기 전에 확산시키는, 즉 핫플레이트(2)의 표면에서의 관통구멍(6)의 개구부 출구 부근에서 확산시킬 수가 있게 된다. 따라서, 이와 같은 관통구멍(6) 내의 상승기류에 기인하는 기판(10)의 온도얼룩을 확산시킬 수가 있게 된다.

또, 상기 확대되는 관통구멍(6)의 개구부 형상은, 대략 원형상(통모양)으로 되는 경우에 한하지 않고, 정육각형, 정팔각형 등의 다각형이나 톱니모양 같은 형상의 다각형 등 여러 가지 형상을 택할 수 있다. 예컨대 상기 개구부의 형상을 다각형으로 하는 경우에는, 관통구멍(6)을 따라 발생하는 상승기류를 상기 개구부 부근에서 보다 더 확산시킬 수가 있어, 기판(10) 온도의 급격한 변화가 억제될 수 있게 됨으로써 보다 정밀한 온도조절이 가능하게 된다.

또, 핫플레이트(2)의 관통구멍(6)의 직경을 핫플레이트(2)의 상부면 부근에서 확대시킴과 더불어 온도조절부재(7)를 이용하도록 구성하여도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 기판(10)의 온도조절을 보다 치밀하게 실행할 수 있게 된다. 한편, 도 19에 도시된 관통구멍(6)의 개구부가 확대된 형태는, 아울러 관통구멍(6) 주위에 오목부(27)가 형성된 형태로도 될 수 있는바, 오목부(27)가 설치됨으로써 복사열량의 감소효과도 얻을 수가 있게 된다.

또, 도 20에 도시된 것과 같이, 기판(10)에 대한 상승기류를 조절하기 위해, 리프트핀(5) 주위에 관통구멍(6) 하부로부터의 상승기류를 차단하는 차폐판(9)을 갖도록 구성하여도 좋다. 이 차폐판(9)에 의해 통모양으로 상승해 온 기류를 보다 더 적극적으로 확산시킬 수가 있게 된다. 상기 차폐판(9)은, 리프트핀(5)의 정상부로부터 O.1 ~ 10mm 정도의 하부위치에 리프트핀(5)의 직경 보다 1 ~ 15mm 정도가 큰 직경의 링모양으로 된 것을 설치하면 된다. 차폐판(9)의 부착위치 및 그 직경에 따라서는, 관통구멍(6)을 완전히 막아 상승기류를 완전히 닫게 되는 일도 있게 된다.

한편, 차폐판(9)의 형상은 링형상(원형) 뿐만 아니라 정육각형, 정팔각형 등의 다각형이나 톱니 같은 형상의 다각형으로 구성하여도 좋다. 이와 같이 차폐판(9)이 다각형이면 상승기류를 보다 더 확산시킬 수가 있어, 기판(10)에서의 온도의 급격한 변화가 억제될 수 있게 됨으로써 보다 정밀한 온도조절이 가능해지게 된다.

또, 차폐판(9)를 이용함과 더불어 조절부재(7)를 함께 이용하도록 구성하여도 좋다. 또, 차폐판(9)을 이용함과 더불어 핫플레이트(2)의 관통구멍(6)의 구멍 직경이 핫플레이트(2)의 상부면 부근에서 확대되도록 구성하여도 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 기판(10)의 온도조절을 보다 더 치밀하게 실행할 수 있게 된다. 한편, 리프트핀(5) 주위에 배치되는 온도조절부재(7)의 구조에 대해서는, 앞에서 설명한 프록시미티핀(11) 주위에 배치되는 온도조절부재(13)의 구조예를 참조하면서 여러 가지 형태를 선택할 수가 있다.

다음에는 도 1로 되돌아가, 이와 같은 프록시미티핀(11) 및 리프트핀(5), 그리고 각 온도조절부재(13, 7)가 갖춰져 있는 가열장치(101)의 전체 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 것과 같이, 가열장치(101)의 핫플레이트(2) 상부면 대략 중앙부근에 프록시미티핀(11)이 배치되어 있고, 또 핫플레이트(2)의 상부면 4곳 귀퉁이 근방 각각에는 관통구멍(6)을 따라 승강할 수 있게 리프트핀(5)이 배치되어 있다. 또, 프록시미티핀(11)의 주위에는 온도조절부재(13)이 갖춰져 있고, 또 각 리프트핀(5)의 주위, 즉 각 관통구멍(6)의 주위에는 온도조절부재(7)가 갖춰져 있다.

또, 기판(10)의 표면에는 그 주위부를 제외하고 막원료 용액이 인쇄공급되므로써 인쇄패턴(lOa)이 형성되어 있다. 가열장치(101)에는, 이 기판(10)에서의 인쇄패턴(lOa)이 형성되어 있지 않은 단부를 보유지지하도록 복수의 리프트편(16)이 갖춰져 있는바, 각 리프트편(16)은 핫플레이트(2)의 바깥쪽에 승강할 수 있게 갖춰진 대략 봉상(棒狀)의 리프트편지지부재(15)에 고정되어, 각 리프트편(16)을 일체적으로 승강시킬 수 있도록 되어 있다.

또, 핫플레이트(2)의 하부에는 각 리프트핀(5)과 각 리프트편(16)을 일체로 승강시키는 승강구동장치(9)가 갖춰져 있다. 그리고, 상기 가열장치(101)에는, 기판(10)의 아래쪽 면을 지지하면서 기판(10)의 공급 및 배출을 실행하는 로봇핸드(17)가 갖춰져 있다.

그리고, 상기 가열장치(101)에는, 로봇핸드(17)에 의한 기판(10)의 공급 및 배출동작, 핫플레이트(2)에 의한 기판(10)의 가열동작, 승강구동장치(9)에 의한 각 리프트핀(5) 및 리프트편(16)의 승강동작의 각 동작제어를 상호 관련지우면서 통괄적으로 실행하는 제어장치(도시되지 않음)가 갖춰져 있다. 이와 같은 제어장치에 의해 가열장치(101)에서의 각 구성부의 동작제어가 상호 관련지워질 수 있으면서 통괄적으로 행해짐으로써, 기판(10)에 대한 박막형성을 위한 가열처리가 실행될 수 있게 된다.

다음에는, 이와 같은 구성을 가진 가열장치(101)에서, 공급된 기판(10)에 대한 가열처리가 행해지는 순서에 대해 설명한다. 한편, 이하에서 도시된 각 동작이 상기 제어장치에 의해 상호 관련지워지면서 통괄적으로 이루어지게 된다.

먼저, 도 1에 도시된 가열장치(101)에서, 승강구동장치(9)에 의해 각 리프트핀(5) 및 각 리프트편(16)이 프록시미티핀(11)의 앞끝 보다 윗쪽 위치인 상승 위치에 위치하는 상태로 된다. 이 상승위치에서는 각 리프트핀(5)의 선단위치 및 각 리프트편(16)의 지지단부 위치가 대략 같은 높이의 위치로 된다. 그 후, 그 하부면이 로봇핸드(17)에 의해 지지된 상태의 기판(10)이 로봇핸드(17)의 이동에 의해 핫플레이트(2)의 윗쪽으로 공급되어, 상기 상승위치에 위치한 상태의 각 리프트핀(5) 및 각 리프트편(16)에 그 하부면이 지지되도록 기판(10)의 수도(受渡)가 이루어진다. 한편, 로봇핸드(17)로부터 각 리프트핀(5)으로 기판(10)이 수도될 때의 높이위치 정밀도를 유지되도록 하기 위해, 상기 상승위치에서 각 리프트핀(5)의 앞끝이 로봇핸드(17) 근방에 위치하도록 각 리프트핀(5)의 배치 및 로봇핸드(17)의 형상 등이 결정되게 된다. 이 기판(10)의 수도가 이루어진 다음, 로봇핸드(17)는 핫플레이트(2)의 윗쪽으로부터 퇴피이동하게 된다.

다음, 기판(10)을 지지하고 있는 상태에 있는 각 리프트핀(5)과 각 리프트편(16)이 승강구동장치(9)에 의해 각 높이위치의 관계를 유지하면서 일체적으로 하강해서 기판(10)을 핫플레이트(2)의 상부면에 근접시킨다. 기판(10)의 하부면이 핫플레이트(2)의 대략 중앙 부근에 설치되어 있는 프록시미티핀(11)의 선단부에 닿게 되면 기판(10)의 하강동작이 정지되어, 프록시미티핀(11)에 의해서도 기판(10)이 지지된 상태로 된다.

상기 각 리프트편(16)은, 기판(10)에서 인쇄패턴(lOa)이 형성되어 있지 않은 위치에서 기판(10)을 지지하고 있기 때문에, 상기 하강동작 후 가열처리를 함에 있어서도 프록시미티핀(11)과 함께 기판(10)을 지지하게 된다. 한편, 각 리프트핀(5)은 인쇄패턴(lOa) 내에서 기판(10)을 지지하고 있기 때문에, 각 리프트핀(5)과 기판(10)과의 접촉시간을 짧게 해서, 기판(10)으로의 열적영향의 저감화를 도모하기 위해 각 리프트편(16)과는 별도로 더 하강하게 된다. 구체적으로는, 승강구동장치(9)에서 구동모터와 텐덤에 접속된 에어실린더(도시되지 않음)에 의해, 각 리프트편(16)을 하강시키지 않고 각 리프트핀(5)만 더 하강하게 된다. 이에 따라, 기판(10)이 핫플레이트(2)의 상부면으로부터 소정의 간격을 유지한 상태에서 프록시미테이핀(11) 및 각 리프트편(16)에 지지된 상태로 된다.

그 후, 이 지지상태가 유지된 상태에서 핫플레이트(2)의 표면으로부터의 복사에 의한 기판(10)의 가열이 개시되고, 기판(10)에서의 인쇄패턴(lOa)의 건조처리가 행해진다. 여기서, 기판(10)에서, 각 리프트핀(5)과 접촉하고 있던 부분 및 그 주위 근방은, 리프트핀(5)과의 접촉에 의한 전열과 관통구멍(6)으로부터의 상승기류와의 접촉에 의해 다른 부분보다도 여분으로 열량부가가 이루어져, 그대로는 국부적인 온도상승이 발생하게 되지만, 각 관통구멍(6)의 주위에 설치된 온도조절부재(7)에 의해복사에 의해 부가되는 열량이 저감됨으로써 상기 국부적인 온도상승의 발생이 방지되게 된다.

또, 당해 가열처리를 하는 동안 기판(10)과 접촉하면서 기판(10)을 지지하게 되는 프록시미티핀(11)은, 그 접촉에 의한 전열로 여분으로 기판(10)에 대해 계속 열량을 부가하게 되지만, 프록시미티핀(11)의 주위에 온도조절부재(13)가 갖춰져 있어 복사에 의해 부가되는 열량이 저감됨으로써 상기 접촉부분에서의 국부적인 온도상승의 발생이 방지될 수 있게 된다. 따라서, 당해 가열처리에서의 기판(10)의 온도분포를 대체로 균일한 상태로 할 수가 있어, 근소한 온도변화가 생기는 곳에서도 그 온도변화의 구배를 완만한 상태로 할 수가 있게 된다. 한편, 각 리프트편(16)은, 기판(10)에서 인쇄패턴(lOa)이 형성되어 있지 않은 부분에서 지지를 하도록 되어 있기 때문에, 상기 가열처리를 할 때에 접촉에 의한 전열로 기판(10)에 여분의 열량을 부가하더라도 인쇄패턴(lOa)의 품질에 영향을 주는 일이 없다.

이와 같이 상기 가열처리를 할 때, 기판(10)의 온도분포가 대략 균일한 상태이어서, 온도변화의 구배가 생기더라도 당해 구배가 완만해지게 됨으로써, 당해 가열처리에 의해 국부적인 온도상승부분을 발생시키지 않게 된다. 따라서, 인쇄패턴(lOa)의 막두께를 대략 균일해지도록 해서, 상기 국부적인 온도상승에 따라 생겨나는 서말이미지도 발생시키지 않게 된다.

기판(10)에 대해 소정 시간 만큼 가열처리가 실시된 후, 핫플레이트(2)에 의한 복사가 정지됨과 더불어 승강구동장치(9)에 의해 각 리프트핀(5)이 상승해서 기판(10)의 하부면에 닿게 되고, 또 각 리프트핀(5)과 함께 각 리프트편(16)이 일체적으로 상승하여 기판(10)이 핫플레이트(2)의 표면에서 멀어지도록 상승하게 되면 프록시미티핀(11)에 의한 기판(10)의 지지가 해제되게 된다. 그 후, 기판(10)이 상기 상승위치까지 상승하면, 승강구동장치(9)에 의한 각 리프트핀(5) 및 리프트편(16)의 상승이 정지된다. 이 상태에서, 로봇핸드(17)가 구동하게 됨으로써 기판(10)이 지지되어 가열장치(101)로부터 배출되게 된다. 그에 따라, 기판(10)에 인쇄된 인쇄패턴(10a)의 건조를 위한 가열처리가 끝나게 된다.

한편, 상기 가열처리가 실시된 기판(10)이 소형의 기판인 경우에는, 인쇄패턴(10a)이 존재되지 않은 기판(10)의 주변을 지지하는 각 리프트편(16)만으로 기판(10)의 지지를 실행할 수가 있기 때문에, 각 리프트핀(5)이나 프록시미티핀(11)이 필요치 않아, 상기 접촉에 의한 전열에 수반되는 국부적인 온도상승이 생기는 일이 일어나지 않게 된다. 그러나, 통상적으로 액정패널로 쓰여지는 기판(10; 예컨대 두께가 O.7mm인 기판)의 경우, 기판(10)의 장변(長邊)이 600mm 이하인 경우는 앞에서 설명한 소형의 기판과 마찬가지로 각 리프트편(16)만으로 대처할 수가 있지만, 그 이상의 길이를 가진 경우에는, 기판(10)을 대략 수평상태를 유지하면서 확실하게 지지할 수 있도록, 가열장치(101)와 같이 각 리프트핀(5) 및 프록시미티핀(11)이 필요하게 된다. 한편, 이와 같은 기판(10)의 확실한 지지를 위해서는 300mm 정도의 간격피치로 기판지지핀 같은 지지부재를 배치하는 것이 바람직하다.

또, 각 리프트핀(5)과 기판(10)의 접촉시간은 예컨대 10초 정도로 짧고, 또 기판(10)에 인쇄된 막원료 용액(8)의 건조 직전의 미묘한 때(즉, 온도분포의 불균형이 막두께 변화에 영향을 보다 더 주기 쉬울 때)에는 기판(10)에 접촉하지 않기 때문에, 그 감열정도(減熱程度)는 프록시미티핀(11)에 비해 작아도 좋다. 이와는 반대로, 프록시미티핀(11)은 약 60초 간이나 기판(10)과 접촉해서 상기 미묘한 때까지 접촉을 계속하게 되므로, 그 감열정도는 리프트핀(5)에 비해 크다고 할 수가 있다.

(구체실시예 1)

다음에는 상기 실시예의 가열장치(101)에서 쓰여지는 프록시미티핀(11) 및 온도조절부재(13)의 구체적인 실시예에 대해 설명한다.

본 구체실시예 1에서는, 상기 실시예의 설명에서 이용한 도 3의 모식적 단면도에 도시된 형태의 가열장치(101)의 구성을 채용하였다. 구체적으로는, 도 3에 도시된 것과 같이, 핫플레이트(2)로서 두께 10mm의 알루미늄으로 된 탑플레이트부(3)와 발열부(4)로 이루어진 것을 이용하였다. 또, 프록시미티핀(11)으로서, 울템(등록상표 : ULTEM : 폴리에텔이미드)으로 된 직경 3mm의 끝이 뽀족한 것을 사용하였다. 또, 온도조절부재(13)로는, 울템(등록상표)으로 이루어져 외경 lOmm, 두께 10mm의 링모양으로 된 것을 이용하고, 온도조절부재(13)의 상부면이 핫플레이트(2)의 상부면으로부터 lmm 아래에 위치하도록 하였다.

또, 기판(10)으로는, 두께 O.7mm의 소다유리를 이용하였다. 또, 막원료 용액(8), 즉 도포재료로는, 폴리아믹산을 6% 포함하고 NMP를 주용제로 하는 액정배향막용 잉크(일본국 닛산화학공업주식회사제 산에파 SE-7492,062M)를 이용해서 기판(10) 상에 약 5ml/m² 를 도포하였다.

다음, 기판(10)을 핫플레이트(2)의 윗쪽 2.5mm 높이의 위치에 프록시미티핀(11)으로 보유지지하고서, 145℃로 가열한 핫플레이트(2)의 복사열로 가열하여 액정배향막용 잉크를 건조시켰다. 이 가열처리를 할 때 온도조절부재(13)의 표면온도는 110℃ 이었다.

이와 같이 해서 얻어진 액정배향막은 건조얼룩이 거의 관찰되지 않았다. 여기서, 상기 가열처리를 할 때의 기판(10)의 표면온도의 측정결과로서, 프록시미티핀(11)의 중심으로부터 거리와 기판(10)의 표면온도와의 관계를 도 23b에 도시하였다. 도 23b에서는, 횡축에 프록시미티핀(11)의 중심으로부터의 거리(mm)를 나타내고, 종축에는 기판(10)의 표면온도(℃)를 나타내었다. 그리고, 이 표면온도와 거리의 관계를 기판(10)의 표면을 따른 방향으로 2차원적으로 나타낸 등온선분포도를 도 23a으로 나타내었다. 한편, 도 23a의 등온선분포도에서는, 도 23b의 그래프에 도시된 프록시미티핀(11)의 중심로부터의 마이너스방향의 온도분포를 전체의 온도분포로 의제(擬制)해서 l℃ 단위의 등온선분포로 나타낸 것이다.

도 23a 및 도 23b에 도시된 것과 같이, 기판(10)에서 프록시미티핀(11)이 접촉하는 곳(즉, 도시된 거리가 Omm인 위치)과 기타의 곳과의 온도차이는 거의 없었다.

(비교예 l)

다음, 이 구체실시예 1에 대한 비교예로서, 프록시미티핀을 직접 핫플레이트에 매몰한 점 말고는 상기 구체실시예 1과 마찬가지로 하였더니, 얻어진 액정배향막은 확실한 건조얼룩이 관찰되었다. 또, 그 가열처리를 할 때의 기판의 표면온도측정결과로서, 상기 구체실시예 1의 경우와 마찬가지로 프록시미티핀의 중심으로부터의 거리와 기판의 표면온도의 관계를 나타낸 그래프를 도 24b에 나타내고, 도 24b에서의 온도측정결과를 평면적으로 나타낸 등온선분포도를 도 24a에 나타내었다. 이들 도 24a 및 도 24b에 도시된 것과 같이, 본 비교예 1에서는 기판에서의 프록시미티핀이 접촉하는 곳의 온도가 기타의 곳 보다 약 8℃가 높아, 국부적인 온도상승부분을 명확히 확인할 수가 있었다.

(구체실시예 2)

다음, 상기 실시예의 가열장치(101)에 쓰이는 리프트핀(5) 및 온도조절부재(7)의 구체실시예 2를 설명한다.

본 구체실시예 2에서는, 상기 실시예의 설명에서 이용한 여러 가지 수단을 조합해서 도 22의 모식적 단면도에 도시된 것과 같이 구성된 온도조절부재(7)를 이용하였다. 구체적으로는, 도 22에 도시된 것과 같이, 핫플레이트(2)로서 두께 10mm의 알루미늄으로 된 탑플레이트(3)와 발열부(4)로 이루어진 것을 이용하였다. 또, 리프트핀(5)으로는, 주재를 스텐레스로 하고, 선단부의 재료를 울템(등록상표)으로 한 앞끝이 뾰족한 것을 사용하였다. 핫플레이트(2)의 탑플레이트(3)에 직경 15mm의 관통구멍(6)을 형성하고 온도조절부재(7)를 끼워넣었다. 온도조부재(7)는, 알미늄으로 만들어진 외경 15mm, 내경 5mm, 두께 5mm의 링모양으로 된 것을 하부에 하부온도조절부재(7a)로 하는 한편, 울템(등록상표)으로 만들어진 외경 15mm, 내경 7mm, 두께 4.5mm의 링모양으로 된 것을 상부에 상부온도조절부재(7b)로 해서 적층구조로 배치하고, 상부온도조절부재(7b)의 상부면이 핫플레이트(2)의 상부면 보다 O.5mm 아래쪽에 위치하도록 하였다.

또, 기판(10)으로는, 두께 O.7mm의 소다유리를 이용하였다. 또, 막원료 용액(8), 즉 도포재료로는 폴리아믹산을 6% 포함하고 NMP를 주용제(主溶劑)로 하는 액정배향막용 잉크(일본국 닛산화학공업주식회사의 산에파 SE-7492,062M)를 이용해서 기판(10) 상에 약 1.2 ml/m² 를 도포하였다.

다음, 핫플레이트(2)의 윗쪽 50mm의 높이 위치에서 기판(10)의 이면에 10초 간 리프트핀(5)를 접촉시키고 나서 리프트핀(5)를 하강시킨 후, 기판(10)을 핫플레이트(2)의 윗쪽 2.5mm의 높이 위치에서 보유지지하고, 이를 145℃로 가열된 핫플레이트(2)의 복사열로 가열해서 액정배향막용 잉크를 건조시켰다. 이 가열처리를 할 때의 온도조절부재(7)의 표면온도는 110℃ 였다.

이와 같이 해서 얻어진 액정배향막은 건조얼룩이 거의 관찰되지 않았다. 여기서, 상기 가열처리를 할 때의 기판(10)의 표면온도의 측정결과로, 리프트핀(5)의 중심으로부터 거리와 기판(10)의 표면온도와의 관계를 도 25b에 나타내었다.

도 25b에서는, 횡축에 리프트핀(5)의 중심으로부터의 거리(mm)를 나타내고, 종축에는 기판(10)의 표면온도(℃)를 나타내었다. 그리고, 이 표면온도와 거리의 관계를 기판(10)의 표면을 따른 방향으로 2차원적으로 나타낸 등온선분포도를 도 25a에 나타내었다.

도 25a 및 도 25b에 도시된 것과 같이, 기판(10)에서 리프트핀이 접촉하는 곳(즉, 도시된 거리 0mm의 위치)과 기타의 다른 곳의 온도차는 거의 없음을 알 수 있었다.

(비교예 2)

다음에는, 이 구체실시예 2에 대한 비교예로서, 직경 5mm의 관통구멍을 가진 핫플레이트를 사용한 점 말고는 상기 구체실시예 2와 마찬가지로 하였더니, 얻어진 액정배향막은 뚜렸하게 건조얼룩이 관찰되었다. 또, 그 가열처리를 할 때의 기판의 표면온도 측정결과로는, 상기 구체실시예 2의 경우와 마찬가지로 리프트핀의 중심으로부터의 거리와 기판의 표면온도의 관계를 나타낸 그래프를 도 26b로 나타내고, 도 26b에서의 온도측정결과를 평면적으로 나타낸 등온선분포도를 도 26a에 나타내었다. 이들 도 26a 및 도 26b에 도시된 것과 같이, 본 비교예 2에서는, 기판에서의 리프트핀이 접촉하는 곳의 온도가 기타 다른 곳 보다 약 4℃가 높아, 국부적인 온도상승부분을 명확히 확인할 수가 있었다.

상기 구체실시예에 의하면, 다음과 같은 여러 가지 효과를 얻을 수가 있다.

먼저, 막원료 용액(8)이 인쇄 또는 도포되어 공급된 기판(10)에 대해 막원료 용액(8)의 건조를 위한 가열처리로 박막을 형성시킬 때, 프록시미티핀(11)에 의한 기판(10)의 접촉지지 또는 리프트핀(5)에 의한 기판(10)의 접촉지지를 실시 하더라도 국부적인 온도변화가 생기지 않아, 기판(10)의 온도분포를 균일한 상태가 되도록 할 수가 있다. 그 결과, 기판(10) 상에 공급된 막원료 용액(8)을, 부분적인 건조속도의 차이가 생기지 않아 대략 균일한 상태로 건조시킬 수가 있어, 당해 건조에 의해 형성된 박막의 막두께를 균일한 상태로 할 수가 있게 된다.

구체적으로는, 종래의 가열방법에서, 프록시미티핀(511)이나 리프트핀(505)과 기판(510)의 접촉에 의한 전열(傳熱)로 핫플레이트(502)로부터 복사되는 열량에 더해 여분으로 당해 전열에 의한 열량이 부가되고, 거기에 수반해서 기판에서의 상기 핀 주위에 온도상승이 발생하고 있던 것을, 본 발명의 상기 구체실시예에서는, 각 핀(11, 5)의 주위에 온도조절부재(13, 7)를 설치함으로써, 그 부분으로부터의 복사열량을 단부 부분 보다 감소시켜 상기 온도상승의 발생을 방지할 수 있게 된다.

또, 이와 같은 온도조절부재(13, 7)의 재질과 형상, 배치 등을 선택함으로써 상기 복사열량의 미묘한 조정을 실행할 수가 있어 최적조건을 찾아낼 수 있게 된다.

또, 이와 같은 독립된 부재로서의 온도조절부재를 쓰지 않는 경우에도, 각 핀(11, 5)의 주위에서의 핫플레이트(2)의 표면과 기판(10) 사이의 거리를 다른 부분 보다 크게 함으로써, 복사열량의 거리에 수반하는 감쇠효과를 얻을 수가 있어, 각 핀(11, 5)과의 접촉부분에서 기판(10)의 국부적인 온도상승이 일어나는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 리프트핀(5)이 승강할 수 있게 배치되는 관통구멍(6)에서 발생하는 상승기류에 대해서는, 핫플레이트(2)의 표면에서의 관통구멍(6)의 개구부를 확대함으로써 당해 개구부 부근에서 상승기류가 확산되도록 할 수가 있어, 상승기류와에 접촉에 따른 기판(10)의 온도분포가 받는 영향이 줄여질 수 있게 된다.

또, 관통구멍(6) 내에서 리프트핀(5) 주위에 상승기류를 확산시켜주도록 차폐판(9)를 갖도록 하는 것도 효과적이다.

또, 이와 같은 가열장치(101)에서 취급되는 기판(10)에 요구되는 온도분포의 균일성(또는 온도분포오차)은 일반적으로 ±3℃ 이내지만, 이와 같은 조건은 완만한 온도구배(1℃/10cm 정도 이하의 온도구배)에서 적용되는 것으로, 상기 조건 범위 내에서도 부분적인 급준부분(急峻部分)이 생기는 경우에는 문제로 된다. 예컨대, 종래의 가열처리에서는 리프트핀과의 접촉부분에서, 1℃/O.4cm 라고 하는 부분적으로 급준한 온도구배가 생기고, 또 프록시미티핀과의 접촉부분에서는 그 2 ~ 5배 정도의 부분적으로 급격한 온도구배가 생기고 있다고 추측된다. 그러나, 상기 구체실시예의 가열처리에 의하면, 온도조절부재 등을 이용함으로써 예컨대 1℃/3cm 정도까지 부분적인 온도구배를 완만해지도록 할 수가 있게 된다.

또, 일반적으로 액정용 배향막을 용도로 하는 기판인 경우, 형성되는 폴리이미드막의 막두께가 500 ~ 1200Å로 설정되는 경우가 많다. 이와 같은 경우에는 요구되고 막두께 범위가 통상적으로는 ±5 ~ 7% 정도의 범위로 되지만, 이와 아울러, 형성된 폴리이미드막에 눈에 띄는 얼룩을 찾아볼 수 없어야 한다는 조건도 부가된다. 여기서 「눈에 띈다」는 것은, 폴리이미드막 본래의 색이 아닌 간섭색(干涉色)에 의한 색의 차이가 미소한 막두께차이에 의해 생겨, 이것이 시각으로 포착된다는 것을 말한다. 이와 같은 간섭색으로 말미암아 눈에 띄는 것은 특히 가열처리 과정에서 건조 도중에 확인되는 경우가 있다. 일반적으로 이 「눈에 띈다」는 조건은 엄격해서, 기판 전체가 큰 파도와 같은 얼룩이라면 막두께 범위가 ±5% 이내이면 거의 눈치체지 못하지만, 핀과 접촉하는 부분에서 국부적으로 발생하는 서멀이미지 같은 얼룩은 쉽게 눈에 띄게 된다. 예컨대, 기판 상에 형성된 박막의 막두께를 측정하는 막두께 측정기가 막두께 오차를 충분히 측정할 수 없다고 하는 경우라면, 1℃/3cm의 온도구배에 대해 l0Å/cm 정도의 막두께구배가 생겼다고 생각해서 그 정도까지의 구배로 억제할 수 있게 할 수가 있다.

한편, 상기 여러 가지 실시예 중의 임의의 실시예를 적절히 조합함으로써 각각이 효과를 나타내도록 할 수가 있다.

본 발명은, 첨부도면을 참조하면서 바람직한 실시예에 관련해서 충분히 기재하였으나, 이 기술의 숙련된 사람들로서는 쉽게 여러 가지로 변형이나 수정해서 실시할 수가 있을 것인바, 그렇게 변형이나 수정해서 실시하는 것도 첨부한 청구의 범위에 따른 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한, 그 범위 내에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (13)

1. 복사열을 부가함으로써 피가열기판(10)을 가열하는 핫플레이트(2)와, 이 핫플레이트(2)에 갖춰져 상기 피가열기판(10)이 가열되어 있는 동안 상기 피가열기판(10)을 상기 핫플레이트(2)로부터 간격을 갖도록 보유지지해주는 기판지지핀(5, 11)을 갖춰 이루어진 가열장치(101)에서,

   상기 핫플레이트(2)에서의 상기 기판지지핀(5, 11) 주위에 당해 주위로부터 상기 피가열기판(10)으로 복사되는 열량을 저감시키는 감열부(7, 13, 23, 27)를 갖추어,

   상기 기판지지핀(5, 11)을 통한 접촉전열에 의한 상기 핫플레이트(2)로부터 상기 피가열기판(10)으로의 열량부가에 수반해서 당해 피가열기판(10)의 온도가 상승하는 것을 억제하도록, 상기 기판지지판(5, 11) 주위로부터 상기 피가열기판(10)으로 부가되는 복사열량을 상기 감열부(7, 13, 23, 27)로 저감시키도록 된 가열장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판지지핀이 상기 핫플레이트(2)에 고정되어, 상기 피가열기판(2)이 가열되어 있는 동안 당해 피가열기판(10)을 상기 핫플레이트(10)로부터 간격을 갖도록 보유지지하는 프록시미티핀(11)인 것을 특징으로 하는 가열장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판지지핀이, 상기 핫플레이트(2)에 형성된 관통구멍(6)을 따라 상하로 이동할 수 있게 배치되어, 상기 피가열기판(10)이 가열되어 있는 동안 당해 피가열기판(10)을 상기 핫플레이트(2)로부터 간격을 갖도록 돌출시켜 보유지지하는 리프트핀(5)인 것을 특징으로 하는 가열장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감열부가, 상기 핫플레이트(2)와는 별개의 부재로 형성된 감열부재(7, 13)로서,

   적어도 상기 핫플레이트(2)와 상기 감열부재(7, 13)의 접촉면에서의 접촉저항을 이용해서 상기 복사열량을 저감시키도록 된 것임을 특징으로 하는 가열장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 감열부(13C, 13D, 13E, 13F, 13G, 13H)가, 상기 기판지지핀 주위에 배치된 복수의 감열부재(14C, 14D, 14E, 14F, 14G, 14H)로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 감열부재(14C, 14D, 14E, 14F, 14G, 14H)가, 복수의 부재(7a, 7b)에 의한 적층구조를 갖고, 각 층 사이의 접촉면에서의 접촉저항을 아용해서 상기 복사열량을 저감시키도록 된 것임을 특징으로 하는 가열장치.
7. 제4항에 있어서, 상기 피가열기판(10)과 상기 감열부재(7, 13) 사이의 간격치수가 상기 피가열기판(10)과 상기 핫플레이트(2) 사이의 간격치수 보다 크도록, 당해 감열부재가 상기 핫플레이트(2)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 가열장치.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감열부가, 상기 기판지지핀(5) 주위에 형성된 오목부(23, 27)로서,

   이 오목부(23, 27)가, 상기 피가열기판(10)과 상기 오목부(23, 27) 중 내부바닥표면 사이의 간격치수가, 상기 피가열기판(10)과 상기 핫플레이트(2) 사이의 상기 간격치수 보다 크도록 형성됨으로써 복사열량의 저감이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 가열장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 오목부(23, 27)가, 상기 내부바닥표면에 상기 기판지지핀(5)의 중심을 향한 깊이구배를 갖도록 된 것을 특징으로 하는 가열장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 감열부가, 상기 핫플레이트(2)의 표면가장자리에 상기 기판지지핀(5)의 중심과 대략 합치되도록 그 중심이 배치된 대략 원형 또는 대략 다각형상의 외주 단부를 갖도록 된 것을 특징으로 하는 가열장치.
11. 제3항에 있어서, 상기 관통구멍(6)의 직경이 상기 핫플레이트(2)의 내부 보다 상부면 근방에서 확대되도록 형성된 것을 특징으로 하는 가열장치.
12. 제3항에 있어서, 상기 리프트핀(5) 주위에, 상기 관통구멍으로부터 상기 피가열기판(10)을 향해 생기는 상승기류를 차단하도록 배치된 차폐판(9)을 구비한 것을 특징으로 하는 가열장치.
13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열장치가, 상기 피가열기판(10)의 표면으로 공급된 막원료 용액(8)을 당해 피가열기판(10)을 가열함으로써 건조시켜 상기 표면에 박막을 형성하는 박막형성용 가열장치인 것을 특징으로 하는 가열장치.