WO2010089936A1 - インク乾燥装置 - Google Patents

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WO2010089936A1
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WO
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space
substrate
air
drying
ink
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PCT/JP2009/070544
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English (en)
French (fr)
Inventor
博彰 宮浦
唯史 塩崎
圭悟 天本
臣治 山口
Original Assignee
シャープ株式会社
株式会社幸和
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/004—Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes

Definitions

  • the present invention generally relates to an ink drying apparatus, and more particularly to an ink drying apparatus including a blower for increasing the pressure inside a drying furnace for the purpose of preventing intrusion of particles.
  • Patent Document 1 discloses a substrate processing apparatus that can reduce the installation area and suppress the temperature fluctuation of circulating air.
  • Patent Document 1 discloses a substrate processing apparatus that can reduce the installation area and suppress the temperature fluctuation of circulating air.
  • Patent Document 1 in the processing area, a rotary coating unit that applies a processing liquid to a substrate, a rotary developing unit that performs a developing process on the substrate, and a heating process on the substrate.
  • a heating unit for performing the cooling process and a cooling unit for performing a cooling process on the substrate are provided.
  • a fan for supplying clean air to each unit is provided at a position facing the processing region.
  • a printing process for forming a polyimide (PI) film or the like on the surface of the substrate using means such as an offset printing method and a temporary drying process for drying the printed polyimide film
  • a baking step for thermosetting the polyimide film is performed.
  • the ink drying apparatus for carrying out this temporary drying step by providing a blower for increasing the pressure inside the drying furnace, intrusion of particles from the outside is prevented and the substrate is kept clean.
  • the substrate surface may receive wind locally, or an unexpected airflow may be generated on the substrate surface.
  • drying unevenness occurs in the polyimide film on the substrate, and there is a possibility that a pattern like a wind pattern remains on the surface of the obtained alignment film. The occurrence of such a pattern causes the performance of the liquid crystal display to deteriorate.
  • an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide an ink drying apparatus that realizes uniform ink drying.
  • An ink drying apparatus includes a drying furnace in which a substrate to which ink is applied is installed, a blower that is disposed opposite to the substrate and sends air into the drying furnace, and a substrate that is provided in the drying furnace. And a punching plate disposed between the fan and the blower. The punching plate has a plurality of holes through which air can flow.
  • the ink drying apparatus configured as described above, by disposing a punching plate between the substrate and the blower, the air supplied from the blower passes through the plurality of holes and travels toward the substrate. Thereby, it is possible to reach the substrate in a state where air is scattered, and as a result, uniform ink drying can be realized.
  • the blower has a fan that pumps air by rotating.
  • the axis that is the rotation center of the fan is extended toward the punching plate, the plurality of holes are relatively closer to the position intersecting the axis than the region on the punching plate that is relatively close to the position intersecting the axis.
  • the aperture ratio is formed so as to increase in a region on a far punching plate. According to the ink drying apparatus configured as described above, since the air volume tends to decrease as the distance from the rotation center of the fan increases, a more uniform ink can be obtained by setting the aperture ratio of the plurality of holes large in that region. Drying can be realized.
  • a plurality of blowers are provided at intervals from each other.
  • the plurality of holes are formed so that the aperture ratio changes corresponding to each of the plurality of blowers.
  • the punching plate is provided so as to partition a space into which air sent from the blower flows and a space in which the substrate is installed.
  • the ink drying apparatus configured as described above, all of the air traveling from the space into which the air sent from the blower flows into the space in which the substrate is installed passes through the plurality of holes. For this reason, airflow can be appropriately controlled in the space where the substrate is installed, and more uniform ink drying can be realized.
  • the punching plate extends in parallel to the substrate installed in the drying furnace. According to the ink drying apparatus configured as described above, more uniform air blowing can be performed on the ink applied to the substrate.
  • the punching plate is disposed at a position where the distance between the blower and the punching plate is smaller than the distance between the punching plate and the substrate installed in the drying furnace. According to the ink drying apparatus configured as described above, the effect of reaching the substrate in a state where air is scattered by the punching plate can be obtained more effectively.
  • a first space in which the substrate is installed and a driving unit for moving the substrate up and down are provided, and a second space into which air can flow from the first space is formed.
  • the ink drying apparatus further includes an exhaust unit that is connected to the drying furnace and exhausts air from the first space and the second space.
  • the pressure in the first space and the second space is set so that the pressure in the first space is larger than the pressure in the second space, and the pressure in the second space is larger than the pressure outside the drying furnace.
  • the ink drying apparatus further includes an exhaust unit connected to the drying furnace and exhausting air from the inside of the drying furnace.
  • the exhaust unit has an exhaust port that opens into the drying furnace and through which air flows.
  • the exhaust port is provided at a position retracted from the substrate installed in the drying furnace with respect to the blower. According to the ink drying apparatus configured as described above, it is possible to suppress the flow of air exhausted from the drying furnace to the exhaust unit through the exhaust port from affecting the airflow on the substrate placed in the drying furnace.
  • the ink drying apparatus further includes an exhaust unit connected to the drying furnace and exhausting air from the inside of the drying furnace.
  • the exhaust unit has an exhaust port that opens into the drying furnace and through which air flows.
  • the exhaust port is provided with a mechanism for changing the air flow area. According to the ink drying apparatus configured as described above, the air flow and pressure in the drying furnace can be easily controlled by adjusting the flow area of the air exhausted from the drying furnace to the exhaust part through the exhaust port. .
  • an ink drying apparatus that realizes uniform ink drying can be provided.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an exhaust part along the line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an ink drying apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a part of the ink drying apparatus in FIG.
  • the ink drying apparatus 10 performs drying on which a substrate 21 coated with polyimide as ink is installed. Arranged between the furnace 12 and the substrate 21, a blower 41 that sends air into the drying furnace 12, and provided in the drying furnace 12, is disposed between the substrate 21 and the blower 41, and air can flow therethrough. And a punching plate 51 in which a plurality of holes 52 are formed.
  • the ink drying apparatus 10 is used in a temporary drying process of an alignment film formed on the substrate 21 in a liquid crystal display manufacturing process.
  • polyimide which is a raw material for the alignment film
  • a means such as an offset printing method (printing process).
  • the substrate 21 on which the polyimide film is formed is transported from the printing apparatus to the ink drying apparatus 10, and the polyimide film is dried in the ink drying apparatus 10 (temporary drying step).
  • the substrate 21 is transferred from the ink drying apparatus to the heat treatment apparatus, and the polyimide film is baked in the heat treatment apparatus (firing step).
  • the material printed on the main surface of the substrate 21 is not limited to polyimide, and a material that can be a raw material for the alignment film is appropriately selected.
  • the drying furnace 12 is formed in a casing shape, and has a lower wall 13d and an upper wall 13u arranged to face the lower wall 13d. Inside the drying furnace 12, a space 14 as a first space and a space 15 as a second space are formed. The space 14 and the space 15 are separated from each other by the lower wall 13d. The space 14 is disposed above the space 15.
  • a substrate 21 on which a polyimide film is formed is installed in the space 14.
  • the space 14 is further provided with a hot plate 23 for heating the substrate 21 and drying the polyimide film.
  • the substrate 21 is positioned on the upper side with a gap from the hot plate 23 by a plurality of pins 16 (see FIG. 2) arranged vertically and horizontally.
  • the drying furnace 12 is provided with a movable door (not shown) for carrying the substrate 21 into and out of the space 14.
  • the substrate 21 on which the alignment film is formed is a large substrate having a size of 2160 ⁇ 2460 mm or 2850 ⁇ 3050 mm.
  • the size of the substrate processed using the ink drying apparatus in the present invention is not limited to the above size.
  • the space 15 is provided with a motor 32 and a lift pin 31 as a drive unit.
  • the lifting pins 31 are formed so as to penetrate the lower wall 13 d from the space 15 and reach the space 14.
  • One end of the elevating pin 31 is connected to the motor 32 in the space 15, and the other end of the elevating pin 31 is provided in contact with the back surface of the substrate 21 in the space 14.
  • the lift pins 31 are displaced in the axial direction by driving the motor 32, so that the substrate 21 is placed on the plurality of pins 16 or detached from the plurality of pins 16.
  • a through-hole (not shown) into which the elevating pin 31 is inserted is formed in the lower wall 13d. Between the space 14 and the space 15, air can enter and exit through a minute gap formed between the through hole and the elevating pin 31.
  • the blower 41 has a fan 43.
  • the fan 43 has a propeller shape.
  • the fan 43 rotates about the central axis 101 (see FIG. 2), which is a virtual axis, air is blown from the blower 41 toward the space 14 where the substrate 21 is installed.
  • the pressure inside the space 14 increases, so that particles such as dust and dirt can be prevented from entering the space 14 from the outside, and the cleanliness inside the space 14 can be maintained.
  • the blower 41 is provided with a HEPA filter (High Efficiency Particulate Air Filter).
  • the HEPA filter is an air filter for removing dust, dust and the like from the air and purifying the air supplied to the space 14.
  • the blower 41 is attached to the upper wall 13u of the drying furnace 12, and is arranged in a space outside the space 14.
  • the blower 41 is provided at a position spaced apart from the substrate 21 installed in the space 14.
  • the blower 41 is provided at a position facing the main surface of the substrate 21 on which the polyimide film is formed.
  • the blower 41 is provided in such a posture that a line extending the central axis 101 toward the substrate 21 is orthogonal to the main surface of the substrate 21.
  • a plurality of blowers 41 are provided at intervals.
  • the plurality of blowers 41 are provided so as to be arranged in a plane parallel to the main surface of the substrate 21 installed in the space 14.
  • the punching plate 51 is disposed in the space 14.
  • the punching plate 51 is positioned between the blower 41 and the substrate 21 installed in the space 14.
  • the punching plate 51 has a plate shape.
  • the punching plate 51 is provided so as to extend in parallel with the substrate 21 installed in the space 14.
  • the space 14 includes a space 14 m into which air blown from the blower 41 first flows and a space 14 n in which the substrate 21 is installed.
  • the punching plate 51 is provided in the drying furnace 12 so as to partition the space 14m and the space 14n. In other words, the punching plate 51 is provided so as to completely block between the space 14m and the space 14n.
  • the punching plate 51 is provided so that the entire projected area is included on the surface of the punching plate 51 when the substrate 21 is projected onto the punching plate 51.
  • a plurality of holes 52 are formed in the punching plate 51.
  • the plurality of holes 52 are formed to communicate between the space 14m and the space 14n.
  • the plurality of holes 52 are formed so as to be planarly dispersed on the surface of the punching plate 51.
  • the plurality of holes 52 are formed so as to spread over a range including at least the entire projected region.
  • the hole 52 has a circular opening shape.
  • the hole 52 is not limited to a circular shape, and may have an opening shape such as a rectangle or a polygon.
  • the punching plate 51 in which the plurality of holes 52 are formed, the air supplied from the blower 41 travels from the space 14 m to the space 14 n through the plurality of holes 52. As a result, the air is blown in a state of being scattered in a plane with respect to the main surface of the substrate 21.
  • the punching plate 51 is provided so as to partition the space 14m and the space 14n. For this reason, air does not travel from the space 14 m to the space 14 n without passing through the plurality of holes 52, and it is possible to prevent an unexpected air flow from occurring around the substrate 21. As a result, the polyimide film formed on the main surface of the substrate 21 can be dried uniformly.
  • the ink drying device 10 further includes an exhaust unit 36 and an exhaust unit 38.
  • the exhaust part 36 and the exhaust part 38 are connected to the drying furnace 12 so as to communicate with the space 14 and the space 15, respectively.
  • the exhaust part 36 By supplying air from the blower 41, the pressure inside the space 14 increases, and the air inside the space 14 is exhausted to the outside of the drying furnace 12 through the exhaust part 36.
  • the pressure inside the space 15 increases, and the air inside the space 15 is exhausted to the outside of the drying furnace 12 through the exhaust unit 38.
  • the pressure inside the space 14 and the space 15 is set so that the pressure in the space 14 is larger than the pressure in the space 15 and the pressure in the space 15 is larger than the pressure outside the drying furnace 12. .
  • the pressure inside the space 14 and the space 15 is set so that the pressure in the space 14 is larger than the pressure in the space 15 and the pressure in the space 15 is larger than the pressure outside the drying furnace 12.
  • the exhaust part 36 is open to the space 14 and has an exhaust port 37 through which air flows.
  • the exhaust port 37 is provided at a position retracted from the blower 41 with respect to the substrate 21 installed in the drying furnace 12.
  • the exhaust port 37 is provided at a position where the distance between the blower 41 and the exhaust port 37 is larger than the distance between the blower 41 and the substrate 21 in the blowing direction of the air supplied from the blower 41.
  • the exhaust port 37 is provided immediately above the lower wall 13d.
  • the air flow from the space 14 through the exhaust port 37 toward the exhaust unit 36 becomes an airflow on the main surface of the substrate 21.
  • the influence given can be suppressed small.
  • the airflow on the main surface of the substrate 21 on which the polyimide film is formed can be appropriately controlled.
  • the difference between the pressure in the space 14 and the pressure in the space 15 is small as possible (for example, 1 Pa or less). In this case, it is possible to suppress the occurrence of an unexpected air flow in the space 14 due to the pressure gradient between the space 14 and the space 15.
  • the ink drying apparatus 10 configured as described above, by arranging the punching plate 51 between the blower 41 and the substrate 21, unevenness in drying of the polyimide film can be suppressed. it can. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of a wind-like pattern on the surface of the polyimide film, and to form a high-quality alignment film on the substrate 21.
  • FIG. 3 is a plan view showing a punching plate used in the ink drying apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the appearance of the blower 41 and the shape of the fan 43 are indicated by dotted lines.
  • the ink drying device in the present embodiment basically has the same structure as the ink drying device 10 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
  • a plurality of blowers 41 are arranged at intervals.
  • the plurality of blowers 41 are arranged at positions projected on the four corners and the center of the substrate 21 having a rectangular shape.
  • a region 56, a region 57, and a region 58 are defined on the surface of the punching plate 51.
  • the region 56 is defined as the range closest to the position where the central axis 101 intersects, and the region 57 is next to the position.
  • the area 58 is defined as the range farthest from the position.
  • the region 56 is defined in a rectangular shape centering on the position where the central axis 101 intersects.
  • the region 57 is defined so as to extend in a strip shape along the periphery of the region 58.
  • the region 58 is defined around the region 57.
  • the regions 56 to 58 are defined corresponding to each of the plurality of punching plates 51 provided.
  • a region 58 corresponding to each punching plate 51 is connected between a plurality of punching plates 51.
  • FIG. 4 is a plan view of a punching plate showing an enlarged range surrounded by a two-dot chain line IV in FIG. 3 and 4, in the present embodiment, a plurality of holes 52 formed in punching plate 51 include a plurality of holes 52p and a plurality of holes formed in regions 56, 57, and 58, respectively. 52q and a plurality of holes 52r.
  • the plurality of holes 52p are formed so that the aperture ratio (the opening area of the plurality of holes 52p per unit area) is the smallest, and the plurality of holes 52q are formed so that the aperture ratio is the next smallest.
  • the plurality of holes 52r are formed so as to have the largest aperture ratio.
  • FIG. 5 is a plan view showing a modification of the punching plate in FIG.
  • the region 56 is defined so as to expand in a circular shape around the position where the central axis 101 intersects.
  • the region 57 is defined so as to extend in a strip shape along the periphery of the region 58.
  • the region 58 is defined around the region 57.
  • the shape of the range in which the regions 56 to 58 are defined may be changed as appropriate.
  • the step of changing the aperture ratio of the plurality of holes 52 is not limited to the three steps shown in FIGS. 3 and 5, and may be two steps or four or more steps.
  • the air flow rate tends to increase at a position close to the rotation center of the fan 43, and the air flow rate tends to decrease at a position far from the rotation center of the fan 43.
  • the opening rate of the several hole 52 is set small in the position where air flow volume becomes large, and the opening rate of the several hole 52 is set large in the position where air flow volume becomes small.
  • FIG. 6 is a sectional view showing an ink drying apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 in the first embodiment.
  • the ink drying device in the present embodiment basically has the same structure as the ink drying device 10 in the first embodiment. Hereinafter, the description of the overlapping structure will not be repeated.
  • the air flow generated by the blowing from the blower 41 can be rectified by the punching plate 51 at a position further away from the substrate 21.
  • substrate 21 can be performed more uniformly, and the drying nonuniformity of a polyimide film can be suppressed effectively.
  • the volume of the space 14 larger to form the drying furnace 12 from the viewpoint of reducing drying unevenness due to the blowing from the blower 41.
  • FIG. 7 is a plan view showing an ink drying apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the ink drying device in the present embodiment basically has the same structure as the ink drying device 10 in the first embodiment.
  • the description of the overlapping structure will not be repeated.
  • exhaust port 37 is formed to extend in a strip shape along the periphery of substrate 21 having a rectangular shape. According to such a configuration, an air flow from the space 14 n toward the exhaust part 36 through the exhaust port 37 can be uniformly formed on the main surface of the substrate 21.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the exhaust part along the line VIII-VIII in FIG.
  • exhaust portion 36 includes a base member 61 and a plate member 62.
  • An exhaust port 64 is formed in the base member 61.
  • the plate member 62 is formed with an exhaust port 65 that constitutes the exhaust port 37 together with the exhaust port 64.
  • the plate member 62 is laminated on the base member 61 so that the exhaust port 64 and the exhaust port 65 overlap.
  • the range in which the exhaust port 64 and the exhaust port 65 overlap is changed by sliding the plate member 62 in the direction indicated by the arrow 102 with respect to the base member 61.
  • the flow area S through which air passes at the exhaust port 37 can be changed, and the pressure and airflow inside the space 14 can be controlled.
  • the number of tools for controlling the pressure and airflow in the space 14 can be increased along with the flow rate control of the blower 41 and the adjustment of the hole shape formed in the punching plate 51.
  • an ink drying apparatus capable of forming a high-quality alignment film can be realized more easily.
  • a new ink drying apparatus may be configured by appropriately combining the structures of the ink drying apparatuses in the first to fourth embodiments described above.
  • FIG. 9 is a plan view showing the surface of the alignment film after temporary drying when the ink drying apparatus in this example is used.
  • a punching plate 51 having the structure shown in FIG. 3 was used. Holes having a diameter of 4 mm are formed in a staggered pattern with a center pitch of 7 mm (opening ratio 30%) in a region 56 having a side length of 360 mm, and a region 57 having a side length of 510 mm has a diameter. 6 mm holes were formed in a staggered manner with a center pitch of 9 mm (opening ratio 40%), and holes 8 mm in diameter were formed in a staggered manner with a center pitch of 10 mm in the other region 58 ( Opening ratio 60%).
  • the wind speed of the air blown by the blower 41 was set to 0.05 m / sec. Further, by adjusting the displacement, the differential pressure between the space 14 where the substrate 21 is installed and the space 15 where the driving unit is installed is suppressed to about 1.3 Pa.
  • FIG. 10 is a plan view showing the surface of the alignment film after provisional drying when a comparative ink drying apparatus is used.
  • the ink drying apparatus for comparison has a structure in which the air blown from the blower 41 is directed directly to the substrate 21 without providing the punching plate 51.
  • the present invention is mainly used as an apparatus for drying an alignment film material applied to a substrate in a process of forming an alignment film of a liquid crystal display.

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Abstract

　インク乾燥装置は、ポリイミドが塗布された基板（２１）が設置される乾燥炉（１２）と、基板（２１）に対向して配置され、乾燥炉（１２）内に空気を送る送風機（４１）と、乾燥炉（１２）内に設けられ、基板（２１）と送風機（４１）との間に配置され、空気が流通可能な複数の孔（５２）が形成されるパンチング板（５１）とを有する。このような構成により、均一なインク乾燥を実現するインク乾燥装置を提供する。

Description

インク乾燥装置
　この発明は、一般的には、インク乾燥装置に関し、より特定的には、パーティクルの侵入防止を目的に、乾燥炉内部の圧力を高めるための送風機を備えるインク乾燥装置に関する。
　従来のインク乾燥装置に関して、たとえば、特開平１０－２１３３３４号公報には、設置面積の低減化を可能とし、かつ循環エアの温度変動を抑制することを目的とした基板処理装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された基板処理装置においては、その処理領域に、基板に処理液の塗布処理を行なう回転式塗布ユニットと、基板に現像処理を行なう回転式現像ユニットと、基板に加熱処理を行なう加熱ユニットと、基板に冷却処理を行なう冷却ユニットとが併設されている。さらに、処理領域に対向する位置には、各ユニットに清浄な空気を供給するためのファンが設けられている。
特開平１０－２１３３３４号公報
　液晶ディスプレイの配向膜を形成する方法として、オフセット印刷法などの手段を用いて、基板の表面上にポリイミド（ＰＩ）膜などを形成する印刷工程と、印刷されたポリイミド膜を乾燥させる仮乾燥工程と、ポリイミド膜を熱硬化させる焼成工程とが実施されることが知られている。この仮乾燥工程を実施するためのインク乾燥装置においては、乾燥炉内部の圧力を高めるための送風機を設けることにより、外部からのパーティクルの侵入を防ぎ、基板を清浄に保っている。
　しかしながら、送風機から乾燥炉内部に空気が供給されると、基板表面が局所的に風を受けたり、基板表面上で予期しない気流が発生したりするおそれがある。この場合、基板上のポリイミド膜に乾燥ムラが生じ、得られた配向膜の表面に風紋のような模様が残るおそれがある。このような模様の発生は、液晶ディスプレイの性能を悪化させる原因となる。
　そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、均一なインク乾燥を実現するインク乾燥装置を提供することである。
　この発明に従ったインク乾燥装置は、インクが塗布された基板が設置される乾燥炉と、基板に対向して配置され、乾燥炉内に空気を送る送風機と、乾燥炉内に設けられ、基板と送風機との間に配置されるパンチング板とを備える。パンチング板には、空気が流通可能な複数の孔が形成されている。
　このように構成されたインク乾燥装置によれば、基板と送風機との間にパンチング板を配置することにより、送風機から供給された空気が複数の孔を通過して基板に向かう。これにより、空気を散らした状態で基板に到達させることができ、結果、均一なインク乾燥を実現できる。
　また好ましくは、送風機は、回転することによって空気を圧送するファンを有する。ファンの回転中心となる軸をパンチング板に向けて延長した場合に、複数の孔は、軸と交差する位置に相対的に近いパンチング板上の領域よりも、軸と交差する位置に相対的に遠いパンチング板上の領域でその開口率が大きくなるように形成される。このように構成されたインク乾燥装置によれば、ファンの回転中心から離れるほど風量が小さくなる傾向が存在するため、その領域で複数の孔の開口率を大きく設定することにより、より均一なインク乾燥を実現できる。
　また好ましくは、複数の送風機が、互いに間隔を隔てて設けられている。複数の孔は、その開口率が複数の送風機の各々に対応して変化するように形成される。このように構成されたインク乾燥装置によれば、複数設けられた送風機ごとに風量のばらつきを低減し、より均一なインク乾燥を実現できる。
　また好ましくは、パンチング板は、送風機から送られた空気が流入する空間と、基板が設置される空間とを区画するように設けられる。このように構成されたインク乾燥装置によれば、送風機から送られた空気が流入する空間から、基板が設置される空間に向かう空気の全てが、複数の孔を通過することになる。このため、基板が設置される空間において気流を適切に制御し、より均一なインク乾燥を実現できる。
　また好ましくは、パンチング板は、乾燥炉に設置された基板に平行に延在する。このように構成されたインク乾燥装置によれば、基板に塗布されたインクに対してより均一な送風が可能となる。
　また好ましくは、パンチング板は、送風機とパンチング板との間の距離が、パンチング板と乾燥炉に設置された基板との間の距離よりも小さくなる位置に配置される。このように構成されたインク乾燥装置によれば、パンチング板によって空気を散らした状態で基板に到達させる効果を、より有効に得ることができる。
　また好ましくは、乾燥炉内には、基板が設置される第１空間と、基板を上下動させるための駆動部が設けられ、第１空間から空気が流入可能な第２空間とが形成される。インク乾燥装置は、乾燥炉に接続され、第１空間および第２空間からそれぞれ空気を排気する排気部をさらに備える。第１空間および第２空間の圧力は、第１空間の圧力が第２空間の圧力よりも大きくなり、第２空間の圧力が乾燥炉の外部の圧力よりも大きくなるように設定される。このように構成されたインク乾燥装置によれば、外部から第１空間へのパーティクルの侵入および外部から第２空間を通じての第１空間へのパーティクルの侵入を、より確実に防ぐことができる。
　また好ましくは、インク乾燥装置は、乾燥炉に接続され、乾燥炉内から空気を排気する排気部をさらに備える。排気部は、乾燥炉内に開口し、空気が流通する排気口を有する。排気口は、送風機に対して、乾燥炉に設置された基板よりも後退した位置に設けられる。このように構成されたインク乾燥装置によれば、排気口を通じて乾燥炉から排気部に排気される空気の流れが、乾燥炉に載置された基板上の気流に影響を与えることを抑制できる。
　また好ましくは、インク乾燥装置は、乾燥炉に接続され、乾燥炉内から空気を排気する排気部をさらに備える。排気部は、乾燥炉内に開口し、空気が流通する排気口を有する。排気口には、空気の流通面積を可変とする機構が設けられる。このように構成されたインク乾燥装置によれば、排気口を通じて乾燥炉から排気部に排気される空気の流通面積を調整することによって、乾燥炉内部における気流や圧力を容易に制御することができる。
　以上に説明したように、この発明に従えば、均一なインク乾燥を実現するインク乾燥装置を提供することができる。
この発明の実施の形態１におけるインク乾燥装置を示す断面図である。 図１中のインク乾燥装置の一部を模式的に表わした断面図である。 この発明の実施の形態２におけるインク乾燥装置に用いられるパンチング板を示す平面図である。 図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示すパンチング板の平面図である。 図３中のパンチング板の変形例を示す平面図である。 この発明の実施の形態３におけるインク乾燥装置を示す断面図である。 この発明の実施の形態４におけるインク乾燥装置を示す平面図である。 図７中のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線上に沿った排気部を示す断面図である。 本実施例におけるインク乾燥装置を用いた場合の、仮乾燥後の配向膜の表面を示す平面図である。 比較のためのインク乾燥装置を用いた場合の、仮乾燥後の配向膜の表面を示す平面図である。
　この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
　（実施の形態１）
　図１は、この発明の実施の形態１におけるインク乾燥装置を示す断面図である。図２は、図１中のインク乾燥装置の一部を模式的に表わした断面図である。
　図１および図２を参照して、本実施の形態におけるインク乾燥装置１０の基本的な構造についてまず説明すると、インク乾燥装置１０は、インクとしてのポリイミドが塗布された基板２１が設置される乾燥炉１２と、基板２１に対向して配置され、乾燥炉１２内に空気を送る送風機４１と、乾燥炉１２内に設けられ、基板２１と送風機４１との間に配置され、空気が流通可能な複数の孔５２が形成されるパンチング板５１とを有する。
　続いて、図１および図２中のインク乾燥装置１０の構造について詳細に説明する。
　インク乾燥装置１０は、液晶ディスプレイの製造工程において、基板２１に形成される配向膜の仮乾燥工程に用いられる。
　基板２１に配向膜を形成する場合、まず、オフセット印刷法などの手段を用いて、基板２１の主表面に配向膜の原料となるポリイミドを印刷する（印刷工程）。次に、ポリイミド膜が形成された基板２１を印刷装置からインク乾燥装置１０に搬送し、インク乾燥装置１０においてポリイミド膜を乾燥させる（仮乾燥工程）。次に、基板２１をインク乾燥装置から熱処理装置に搬送し、熱処理装置においてポリイミド膜を焼成させる（焼成工程）。
　なお、基板２１の主表面に印刷される材料は、ポリイミドに限られず、配向膜の原料となりうる材料が適宜選択される。
　乾燥炉１２は、筐体形状に形成されており、下壁１３ｄと、下壁１３ｄに対向して配置される上壁１３ｕとを有する。乾燥炉１２の内部には、第１空間としての空間１４および第２空間としての空間１５が形成されている。空間１４と空間１５とは、下壁１３ｄによって互いに区画されている。空間１４は、空間１５の上側に配置されている。
　空間１４には、ポリイミド膜が形成された基板２１が設置される。空間１４には、基板２１を加熱し、ポリイミド膜を乾燥させるためのホットプレート２３がさらに設けられている。基板２１は、縦横に配列された複数のピン１６（図２を参照のこと）によって、ホットプレート２３から隙間を隔てた上側に位置決めされる。乾燥炉１２には、空間１４に基板２１を搬入し、搬出するための図示しない可動扉が設けられている。
　本実施の形態において、配向膜を形成する基板２１は、２１６０×２４６０ｍｍ、もしくは２８５０×３０５０ｍｍのサイズを有する大型基板である。但し、本発明におけるインク乾燥装置を用いて処理される基板の大きさは、上記サイズに限られるものではない。
　空間１５には、駆動部としてのモータ３２および昇降ピン３１が設けられている。昇降ピン３１は、空間１５から下壁１３ｄを貫通し、空間１４に達するように形成されている。昇降ピン３１の一方端は、空間１５においてモータ３２に接続されており、昇降ピン３１の他方端は、空間１４において基板２１の裏面に当接するように設けられている。基板２１の搬送時、モータ３２の駆動により昇降ピン３１がその軸方向に変位することによって、基板２１が複数のピン１６上に載置されたり、複数のピン１６上から離脱されたりする。
　下壁１３ｄには、昇降ピン３１が挿入される図示しない貫通孔が形成されている。空間１４と空間１５との間は、この貫通孔と昇降ピン３１との間に形成された微小な隙間などを通じて空気の出入りが可能な状態にある。
　送風機４１は、ファン４３を有する。ファン４３は、プロペラ形状を有する。ファン４３が仮想軸である中心軸１０１（図２を参照のこと）を中心に回転することにより、送風機４１から基板２１が設置される空間１４に向けて送風が行なわれる。これにより、空間１４内部の圧力が高まるため、外部から空間１４への塵や埃などのパーティクルの侵入を防ぎ、空間１４内部の清浄度を保つことができる。
　本実施の形態では、送風機４１に、ＨＥＰＡフィルタ（High　Efficiency　Particulate　Air　Filter）が設けられている。ＨＥＰＡフィルタとは、空気中からゴミ、塵埃などを取り除き、空間１４に供給する空気を清浄するためのエアフィルタである。
　送風機４１は、乾燥炉１２の上壁１３ｕに取り付けられており、空間１４の外側の空間に配置されている。送風機４１は、空間１４に設置された基板２１から距離を隔てた位置に設けられている。送風機４１は、ポリイミド膜が形成された基板２１の主表面に対向する位置に設けられている。送風機４１は、中心軸１０１を基板２１に向けて延長した線が基板２１の主表面に直交するような姿勢で設けられている。
　本実施の形態では、複数の送風機４１が互いに間隔を隔てて設けられている。複数の送風機４１は、空間１４に設置された基板２１の主表面に平行な平面内に並ぶように設けられている。
　パンチング板５１は、空間１４に配置されている。パンチング板５１は、送風機４１と、空間１４に設置された基板２１との間に位置決めされている。パンチング板５１は、板形状を有する。パンチング板５１は、空間１４に設置された基板２１に平行に延在するように設けられている。
　空間１４は、送風機４１から送風された空気がまず流入する空間１４ｍと、基板２１が設置される空間１４ｎとから構成されている。パンチング板５１は、乾燥炉１２の内部で空間１４ｍと空間１４ｎとの間を区画するように設けられている。言い換えれば、パンチング板５１は、空間１４ｍと空間１４ｎとの間を完全に遮るように設けられている。パンチング板５１は、基板２１をパンチング板５１に対して投影した場合に、その投影した領域の全体がパンチング板５１の表面上に含まれるように設けられている。
　パンチング板５１には、複数の孔５２が形成されている。複数の孔５２は、空間１４ｍと空間１４ｎとの間を連通させるように形成されている。複数の孔５２は、パンチング板５１の表面上で平面的に分散して形成されている。複数の孔５２は、基板２１をパンチング板５１に対して投影した場合に、少なくともその投影した領域の全体を含む範囲に広がって形成されている。孔５２は、円形の開口形状を有する。孔５２は、円形に限られず、たとえば、矩形や多角形等の開口形状を有してもよい。
　複数の孔５２が形成されたパンチング板５１を設けることによって、送風機４１から供給された空気は、空間１４ｍから複数の孔５２を通って空間１４ｎに進行する。これにより、送風は、基板２１の主表面に対して平面的に散らされた状態で行なわれることとなる。また、本実施の形態では、パンチング板５１が空間１４ｍと空間１４ｎとの間を区画するように設けられている。このため、空気が複数の孔５２を通らずに空間１４ｍから空間１４ｎに進行するということがなく、基板２１の周辺において予期しない気流が発生することを防止できる。結果、基板２１の主表面に形成されたポリイミド膜を均一に乾燥することができる。
　なお、基板２１が送風機４１からの送風を受けることにより、ポリイミド膜の乾燥が促進されるという効果も得られる。
　インク乾燥装置１０は、排気部３６および排気部３８をさらに有する。排気部３６および排気部３８は、それぞれ空間１４および空間１５に連通するように乾燥炉１２に接続されている。送風機４１から空気が供給されることによって空間１４内部の圧力が高まり、空間１４内部の空気が、排気部３６を通じて乾燥炉１２の外部に排気される。空間１４から空気が侵入することによって空間１５内部の圧力が高まり、空間１５内部の空気が、排気部３８を通じて乾燥炉１２の外部に排気される。
　本実施の形態では、空間１４および空間１５内部の圧力が、空間１４の圧力が空間１５の圧力よりも大きく、空間１５の圧力が乾燥炉１２の外部の圧力よりも大きくなるように設定される。このような構成により、乾燥炉１２の外部から空間１４および空間１５へのパーティクルの侵入を確実に防ぐことができる。
　排気部３６は、空間１４に開口し、空気が流通する排気口３７を有する。排気口３７は、送風機４１に対して、乾燥炉１２に設置された基板２１よりも後退した位置に設けられている。排気口３７は、送風機４１から供給される空気の送風方向において、送風機４１と排気口３７との間の距離が送風機４１と基板２１との間の距離よりも大きくなる位置に設けられている。排気口３７は、下壁１３ｄの直上に設けられている。
　排気口３７を、送風機４１に対して基板２１よりも後退した位置に設けることによって、空間１４から排気口３７を流通して排気部３６に向かう空気流れが、基板２１の主表面上の気流に与える影響を小さく抑えることができる。これにより、ポリイミド膜が形成された基板２１の主表面上の気流を適切に制御することができる。
　なお、空間１４の圧力と空間１５の圧力との差は、可能な限り小さく（たとえば、１Ｐａ以下）抑えることが好ましい。この場合、空間１４および空間１５間の圧力勾配に起因し、空間１４に予期しない気流が発生することを抑制できる。
　このように構成された、この発明の実施の形態１におけるインク乾燥装置１０によれば、送風機４１と基板２１との間にパンチング板５１を配置することによって、ポリイミド膜の乾燥ムラを抑えることができる。これにより、ポリイミド膜の表面に風紋のような模様が生じることを抑制し、基板２１に高品質な配向膜を形成することができる。
　（実施の形態２）
　図３は、この発明の実施の形態２におけるインク乾燥装置に用いられるパンチング板を示す平面図である。図中では、送風機４１の外観およびファン４３の形状が点線により示されている。本実施の形態におけるインク乾燥装置は、実施の形態１におけるインク乾燥装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
　図３を参照して、複数の送風機４１が互いに間隔を隔てて配置されている。本実施の形態では、複数の送風機４１が、矩形形状を有する基板２１の四隅および中心に投影される位置に配置されている。
　パンチング板５１の表面上には、領域５６、領域５７および領域５８が規定されている。ファン４３の回転中心である中心軸１０１をパンチング板５１に向けて延長した場合に、領域５６は、中心軸１０１が交差する位置に最も近い範囲に規定され、領域５７は、その位置に次に近い範囲に規定され、領域５８は、その位置に最も遠い範囲に規定されている。領域５６は、中心軸１０１が交差する位置を中心に矩形形状に広がって規定されている。領域５７は、領域５８の周縁に沿って帯状に延びるように規定されている。領域５８は、領域５７の周囲に規定されている。領域５６～５８は、複数設けられたパンチング板５１の各々に対応して規定されている。各パンチング板５１に対応する領域５８は、複数設けられたパンチング板５１間において繋がっている。
　図４は、図３中の２点鎖線ＩＶで囲まれた範囲を拡大して示すパンチング板の平面図である。図３および図４を参照して、本実施の形態では、パンチング板５１に形成される複数の孔５２が、領域５６、領域５７および領域５８にそれぞれ形成された複数の孔５２ｐ、複数の孔５２ｑおよび複数の孔５２ｒからなる。
　複数の孔５２ｐは、その開口率（単位面積当たりの、複数の孔５２ｐの開口面積）が最も小さくなるように形成され、複数の孔５２ｑは、その開口率が次に小さくなるように形成され、複数の孔５２ｒは、その開口率が最も大きくなるように形成されている。
　図５は、図３中のパンチング板の変形例を示す平面図である。図５を参照して、本変形例では、領域５６が、中心軸１０１が交差する位置を中心に円形状に広がって規定されている。領域５７は、領域５８の周縁に沿って帯状に延びるように規定されている。領域５８は、領域５７の周囲に規定されている。本変形例に一例を示すように、領域５６～５８が規定される範囲の形状は適宜変更されてもよい。また、複数の孔５２の開口率を変化させる段階は、図３および図５中に示す３段階に限られず、２段階であってもよいし、４段階以上であってもよい。
　送風機４１の特性として、ファン４３の回転中心に近い位置では、送風量が大きくなり、ファン４３の回転中心から遠い位置では、送風量が小さくなる傾向がある。このため、本実施の形態では、送風量が大きくなる位置で複数の孔５２の開口率を小さく設定し、送風量が小さくなる位置で複数の孔５２の開口率を大きく設定する。これにより、基板２１の主表面が受ける風量に差が生じることを抑制し、ポリイミド膜の乾燥ムラをより効果的に抑えることができる。
　このように構成された、この発明の実施の形態２におけるインク乾燥装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。
　（実施の形態３）
　図６は、この発明の実施の形態３におけるインク乾燥装置を示す断面図である。図６は、実施の形態１における図２に対応する図である。本実施の形態におけるインク乾燥装置は、実施の形態１におけるインク乾燥装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
　図６を参照して、本実施の形態では、パンチング板５１が、パンチング板５１と送風機４１との間の距離Ｌ１がパンチング板５１と基板２１との間の距離Ｌ２よりも小さくなる位置に配置されている。より好ましくは、パンチング板５１は、Ｌ１＜Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２）／５の関係を満たす位置に配置される。
　このような構成によれば、送風機４１からの送風によって生じる空気流れを、基板２１からより離れた位置でパンチング板５１により整流することができる。これにより、基板２１に対する送風をより均一に行ない、ポリイミド膜の乾燥ムラを効果的に抑えることができる。
　なお、送風機４１からの送風による乾燥ムラを低減するという観点から、空間１４の容積をより大きく設定して乾燥炉１２を形成することが好ましい。
　このように構成された、この発明の実施の形態３におけるインク乾燥装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。
　（実施の形態４）
　図７は、この発明の実施の形態４におけるインク乾燥装置を示す平面図である。図中には、基板２１が設置された空間１４ｎ内部の平面図が示されている。本実施の形態におけるインク乾燥装置は、実施の形態１におけるインク乾燥装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については、その説明を繰り返さない。
　図７を参照して、本実施の形態では、排気口３７が、矩形形状を有する基板２１の周縁に沿って帯状に延びるように形成されている。このような構成によれば、空間１４ｎから排気口３７を通じて排気部３６に向かう空気流れを、基板２１の主表面上において均一に形成することができる。
　図８は、図７中のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線上に沿った排気部を示す断面図である。図７および図８を参照して、排気部３６は、ベース部材６１および板部材６２とを有する。ベース部材６１には、排気口６４が形成されている。板部材６２には、排気口６４とともに排気口３７を構成する排気口６５が形成されている。板部材６２は、排気口６４と排気口６５とが重なるようにベース部材６１に対して積層される。
　このような構成によれば、ベース部材６１に対して板部材６２を矢印１０２に示す方向にスライドさせることによって、排気口６４と排気口６５とが重なる範囲を変化させる。これにより、排気口３７において空気が通過する流通面積Ｓを変化させ、空間１４内部の圧力や気流の制御を行なうことができる。この場合、送風機４１の流量制御やパンチング板５１に形成される孔形状の調整などとともに、空間１４内部の圧力や気流制御を行なうためのツールを増やすことができる。これにより、高品質な配向膜を形成することが可能なインク乾燥装置をより簡単に実現できる。
　このように構成された、この発明の実施の形態４におけるインク乾燥装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。
　なお、以上に説明した実施の形態１から４におけるインク乾燥装置の構造を適宜組み合わせて、新たなインク乾燥装置を構成してもよい。
　続いて、均一なインク乾燥を実現するという本発明による効果を確認するために行なった実施例について説明する。
　図９は、本実施例におけるインク乾燥装置を用いた場合の、仮乾燥後の配向膜の表面を示す平面図である。
　本実施例では、図３中に示す構造を有するパンチング板５１を用いた。一辺の長さが３６０ｍｍとなる領域５６に、直径４ｍｍの孔を中心間ピッチ７ｍｍで千鳥状に配置して形成し（開口率３０％）、一辺の長さが５１０ｍｍとなる領域５７に、直径６ｍｍの孔を中心間ピッチ９ｍｍで千鳥状に配置して形成し（開口率４０％）、それ以外の領域５８に、直径８ｍｍの孔を中心間ピッチ１０ｍｍで千鳥状に配置して形成した（開口率６０％）。
　また、送風機４１による送風の風速を０．０５ｍ／ｓｅｃに設定した。また、排気量の調整により、基板２１が設置される空間１４と駆動部が設置される空間１５との差圧を１．３Ｐａ程度に抑えた。
　図１０は、比較のためのインク乾燥装置を用いた場合の、仮乾燥後の配向膜の表面を示す平面図である。比較のためのインク乾燥装置では、パンチング板５１を設けずに送風機４１からの送風が直接、基板２１に向かう構造とした。
　図９および図１０を比較して分かるように、本実施例におけるインク乾燥装置を用いた場合、配向膜の表面に風紋のような模様が発生することを抑制することができた。これにより、均一なインク乾燥が実現されていることを確認できた。
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　この発明は、主に、液晶ディスプレイの配向膜を形成する工程において、基板に塗布された配向膜材料を乾燥させる装置として利用される。
　１０　インク乾燥装置、１２　乾燥炉、１４，１４ｍ，１４ｎ，１５　空間、２１　基板、３１　昇降ピン、３２　モータ、３６，３８　排気部、３７，６４，６５　排気口、４１　送風機、４３　ファン、５１　パンチング板、５２，５２ｐ，５２ｑ，５２ｒ　孔、５６，５７，５８　領域、６１　ベース部材、６２　板部材、１０１　中心軸。

Claims (9)

  1. 　インクが塗布された基板が設置される乾燥炉（１２）と、
    　基板に対向して配置され、前記乾燥炉（１２）内に空気を送る送風機（４１）と、
    　前記乾燥炉（１２）内に設けられ、基板と前記送風機（４１）との間に配置され、空気が流通可能な複数の孔（５２）が形成されるパンチング板（５１）とを備える、インク乾燥装置。
  2. 　前記送風機（４１）は、回転することによって空気を圧送するファン（４３）を有し、
    　前記ファン（４３）の回転中心となる軸（１０１）を前記パンチング板（５１）に向けて延長した場合に、前記複数の孔（５２）は、前記軸（１０１）と交差する位置に相対的に近い前記パンチング板（５１）上の領域よりも、前記軸（１０１）と交差する位置に相対的に遠い前記パンチング板（５１）上の領域でその開口率が大きくなるように形成される、請求の範囲１に記載のインク乾燥装置。
  3. 　複数の前記送風機（４１）が、互いに間隔を隔てて設けられ、
    　前記複数の孔（５２）は、その開口率が複数の前記送風機（４１）の各々に対応して変化するように形成される、請求の範囲２に記載のインク乾燥装置。
  4. 　前記パンチング板（５１）は、前記送風機（４１）から送られた空気が流入する空間（１４ｍ）と、基板が設置される空間（１４ｎ）とを区画するように設けられる、請求の範囲１に記載のインク乾燥装置。
  5. 　前記パンチング板（５１）は、前記乾燥炉（１２）に設置された基板に平行に延在する、請求の範囲１に記載のインク乾燥装置。
  6. 　前記パンチング板（５１）は、前記送風機（４１）と前記パンチング板（５１）との間の距離が、前記パンチング板（５１）と前記乾燥炉（１２）に設置された基板との間の距離よりも小さくなる位置に配置される、請求の範囲１に記載のインク乾燥装置。
  7. 　前記乾燥炉（１２）内には、基板が設置される第１空間（１４）と、基板を上下動させるための駆動部（３２）が設けられ、前記第１空間（１４）から空気が流入可能な第２空間（１５）とが形成され、
    　前記乾燥炉（１２）に接続され、前記第１空間（１４）および前記第２空間（１５）からそれぞれ空気を排気する排気部（３６，３８）をさらに備え、
    　前記第１空間（１４）および前記第２空間（１５）の圧力は、前記第１空間（１４）の圧力が前記第２空間（１５）の圧力よりも大きくなり、前記第２空間（１５）の圧力が前記乾燥炉（１２）の外部の圧力よりも大きくなるように設定される、請求の範囲１に記載のインク乾燥装置。
  8. 　前記乾燥炉（１２）に接続され、前記乾燥炉（１２）内から空気を排気する排気部（３６）をさらに備え、
    　前記排気部（３６）は、前記乾燥炉（１２）内に開口し、空気が流通する排気口（３７）を有し、
    　前記排気口（３７）は、前記送風機（４１）に対して、前記乾燥炉（１２）に設置された基板よりも後退した位置に設けられる、請求の範囲１に記載のインク乾燥装置。
  9. 　前記乾燥炉（１２）に接続され、前記乾燥炉（１２）内から空気を排気する排気部（３６）をさらに備え、
    　前記排気部（３６）は、前記乾燥炉（１２）内に開口し、空気が流通する排気口（３７，６４，６５）を有し、
    　前記排気口（３７，６４，６５）には、空気の流通面積を可変とする機構が設けられる、請求の範囲１に記載のインク乾燥装置。
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