WO2011161913A1 - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents

熱処理装置及び熱処理方法 Download PDF

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WO2011161913A1
WO2011161913A1 PCT/JP2011/003451 JP2011003451W WO2011161913A1 WO 2011161913 A1 WO2011161913 A1 WO 2011161913A1 JP 2011003451 W JP2011003451 W JP 2011003451W WO 2011161913 A1 WO2011161913 A1 WO 2011161913A1
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heat treatment
support members
heat
processed
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光志 西田
恵司 山本
淳司 中谷
智彦 巽
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シャープ株式会社
光洋サーモシステム株式会社
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    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
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    • F27B17/0016—Chamber type furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
    • F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
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    • F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B5/14—Arrangements of heating devices
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    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/12—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces with electromagnetic fields acting directly on the material being heated
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D5/00—Supports, screens, or the like for the charge within the furnace

Definitions

  • the present invention relates to a heat treatment apparatus and a heat treatment method for heat-treating an object to be processed such as a glass substrate used for a flat display panel or the like.
  • a glass substrate used in a flat display panel such as a liquid crystal display panel or a plasma display panel is appropriately subjected to a heat treatment such as an annealing treatment, a coating treatment, or a baking of a polyimide film depending on the application.
  • a heat treatment such as an annealing treatment, a coating treatment, or a baking of a polyimide film depending on the application.
  • it is known to heat-treat a glass substrate by radiant heat of a heater see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 a heating source for heating a plate-like object to be processed (glass substrate) is arranged in a heating chamber, and the internal temperature distribution of the object to be processed is made uniform in this heating source.
  • a heat treatment apparatus provided with a thin film heater in which a pattern for heating an object to be processed is provided, and first and second glass plates that sandwich the thin film heater 3 while covering the pattern.
  • the entire surface of the thin film heater is covered with a glass plate.
  • the glass plate removes all of the incident infrared rays. It is not transparent. Therefore, the heat treatment apparatus of Patent Document 1 has a problem that infrared rays emitted from the heater cannot be used effectively when the object to be processed is heat-treated by radiant heat.
  • the area of the display panel was relatively small, it was not a problem. However, since the area of the display panel tends to increase in recent years, the above problem has been increased.
  • the present inventor has conducted earnest research on supporting a workpiece such as a glass substrate on a heater by a plurality of quartz tubes arranged in parallel with each other. By so doing, the portion that is not supported by the quartz tube is exposed without being covered by the quartz tube, so that the utilization efficiency of infrared rays emitted from the heater can be increased.
  • the present inventor has found that the heat-treated glass substrate is slightly bent by the stress received from the quartz tube.
  • the distance between these glass substrates is locally changed at the bent portion of the substrate.
  • the cell gap in the convex portion is in the other portion. It will be smaller. As a result, there is a problem that display unevenness occurs because the cell gap becomes non-uniform.
  • the present invention has been made in view of such various points, and an object of the present invention is to suppress the bending of the object to be processed by the support member while effectively using the infrared rays emitted from the heating source. It is in.
  • the object to be processed is supported by a plurality of support members, and the distance between the axes of the support members is appropriately defined.
  • a heat treatment apparatus includes a processing chamber, a heating source provided inside the processing chamber that emits infrared rays, an inside of the processing chamber, and an object to be processed as the heating source.
  • a heat treatment apparatus including a plurality of support members that are supported so as to face each other and configured to heat-treat the workpiece by radiant heat generated by infrared rays emitted from the heating source.
  • the plurality of support members are formed so as to extend in parallel with each other, and the distance between the axial centers of the support members adjacent to each other is defined to be 225 mm or more and 330 mm or less.
  • the object to be processed when the object to be processed is heat-treated, the object to be processed is carried into the processing chamber and supported by a plurality of support members. Then, when infrared rays are emitted from the heating source, the workpiece is heat-treated by the radiant heat.
  • the plurality of support members are formed so as to extend in parallel with each other, the region of the lower surface of the workpiece that is not supported by the support member is exposed without being covered by the support member. Therefore, it is possible to increase the utilization efficiency of the infrared rays emitted from the heating source by directly entering the infrared rays emitted from the heating source.
  • the distance between the axial centers of the support members adjacent to each other is specified to be 225 mm or more and 330 mm or less, it is possible to suppress bending of the object to be processed by the support member while maintaining high use efficiency of the infrared rays. It becomes possible.
  • the distance between the support members is less than 225 mm, the area of the object to be processed exposed between the adjacent support members becomes too small, and it is difficult to effectively use infrared rays. turn into.
  • the distance between the shaft centers of the support members is larger than 330 mm, the stress that the object is subjected to from the support member becomes too large, and the bending of the object to be processed becomes remarkable. Therefore, as described above, it is desirable that the distance between the support members is 225 mm or more and 330 mm or less.
  • the object to be processed is supported by the plurality of support members extending in parallel with each other, and the distance between the axes of the support members is appropriately defined. While effectively using infrared rays, the bending of the object to be processed by the support member can be suppressed.
  • FIG. 1 is a plan view showing a glass substrate supported by a plurality of support members in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the heat treatment apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a part of the appearance of the support member according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a side view showing a holding portion that holds the end portion of the support member according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a side view for explaining a method for measuring the displacement of the glass substrate.
  • FIG. 6 is a side view schematically showing a support member and a glass substrate in Example 1.
  • FIG. 7 is a table showing the displacement of the glass substrate in Example 1.
  • FIG. 1 is a plan view showing a glass substrate supported by a plurality of support members in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the heat treatment apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a
  • FIG. 8 is a side view schematically showing a support member and a glass substrate in Example 2.
  • FIG. 9 is a table showing the displacement of the glass substrate in Example 2.
  • FIG. 10 is a plan view showing a glass substrate supported by a plurality of support members in Comparative Example 1.
  • FIG. 11 is a side view schematically showing a support member and a glass substrate in Comparative Example 1.
  • FIG. 12 is a table showing the displacement of the glass substrate in Comparative Example 1.
  • FIG. 13 is a side view schematically showing a support member and a glass substrate in Comparative Example 2.
  • FIG. 14 is a table showing the displacement of the glass substrate in Comparative Example 2.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the measurement position in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 and the displacement of the glass substrate.
  • Embodiment 1 of the Invention 1 to 4 show Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing a glass substrate 13 supported by a plurality of support members 20 in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a schematic configuration of the heat treatment apparatus 1 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a part of the appearance of the support member 20 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a side view showing the holding portion 25 that holds the end portion of the support member 20 in the first embodiment.
  • the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a process chamber 10 that can be sealed, a heater 12 as a heat source provided in the process chamber 10, and a process chamber 10. And a plurality of support members 20 that support the glass substrate 13 as an object to be processed. And the heat processing apparatus 1 is comprised so that the glass substrate 13 may be heat-processed by the radiant heat by the infrared rays radiated
  • the object to be treated means not only a thin film (for example, a resin film or a semiconductor film) provided on the surface of a support such as the glass substrate 13 but also the whole including the glass substrate 13. To do.
  • the object to be processed is also simply referred to as a glass substrate for explanation.
  • the heat processing apparatus 1 of this embodiment is comprised so that the polyimide film (not shown) apply
  • the glass substrate 13 constitutes a liquid crystal display panel, and the baked polyimide film becomes an alignment film that regulates the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal display panel.
  • the processing chamber 10 is formed as a sealed space by a heat insulating container 15 in which the glass substrate 13 is accommodated and a heat insulating door 16 that opens and closes the heat insulating container 15. Further, a gas inlet (not shown) and a gas outlet (not shown) can be connected to the processing chamber 10. For example, N 2 gas is introduced into the processing chamber 10 from the gas inlet, and the glass substrate 13 is heat-treated in an N 2 gas atmosphere.
  • the heater 12 is provided, for example, in the entire lower part of the heat insulating container 15 inside the processing chamber 10 and is connected to a power source (not shown). Then, when energized from the power source, infrared rays 11 are emitted as shown in FIG.
  • the plurality of support members 20 are formed to extend in parallel with each other. That is, as shown in FIGS. 1 to 3, the support members 20 are each formed of a cylindrical quartz tube and are arranged in parallel to each other.
  • the distance between the axial centers of the support members 20 adjacent to each other is specified to be 225 mm or more and 330 mm or less. Further, the plurality of support members 20 are arranged symmetrically with respect to the center position of the glass substrate 13.
  • a total of eight support members 20 are arranged.
  • the six support members 20 on the inner side are arranged at equal intervals with a distance of 300 mm between the axes, and one support member 20 is arranged on each of the outer sides with a distance between the axes of 225 mm. . That is, the distance (225 mm) between the axial centers of the support members 20 on both outer sides is smaller than the distance (300 mm) between the axial centers of the support members 20 on the inner side.
  • the glass substrate 13 is formed of a rectangular substrate. Both end portions of each support member 20 project from the end portions of the glass substrate 13.
  • Each support member 20 is held at both ends by Y-shaped holding portions 25 as shown in FIG.
  • the end portion of the support member 20 is placed on the bifurcated portion of the holding portion 25.
  • the support member 20 supports the glass substrate 13 so as to face the heater 12.
  • the support member 20 is disposed so as to overlap only part of the glass substrate 13.
  • the glass substrate 13 is heat-treated by the heat treatment apparatus 1, first, a polyimide film is applied to one surface of the large glass substrate 13 over the entire surface. Thereafter, the glass substrate 13 coated with the polyimide film is conveyed into the heat insulating container 15 and placed on the plurality of support members 20 made of quartz tubes.
  • the plurality of support members 20 are formed so as to extend in parallel with each other, and the distance between the axial centers of the support members 20 adjacent to each other is defined to be 225 mm or more and 330 mm or less. Further, the plurality of support members 20 are arranged symmetrically with respect to the center position of the glass substrate 13.
  • the glass substrate 13 is supported by the plurality of support members 20 so as to face the heater 12 inside the heat insulating container 15.
  • the polyimide film is applied to the upper surface of the glass substrate 13, and the lower surface of the glass substrate 13 is supported by a plurality of support members 20.
  • the heat insulation door 16 is closed and the processing chamber 10 is sealed. Subsequently, power is supplied from a power source (not shown) to the heater 12, and infrared rays 11 are emitted from the heater 12. As a result, the glass substrate 13 supported by the support member 20 is heat-treated, and the polyimide film of the glass substrate 13 is baked by the radiant heat of the heater 12. Thereafter, the glass substrate 13 on which the polyimide film has been baked is carried out from the opened heat insulating container 15.
  • the glass substrate 13 is supported by the plurality of support members 20 extending in parallel with each other, and the distance between the axial centers of the support members 20 is appropriately defined. While effectively using the infrared rays 11 radiated from 12, the bending of the glass substrate 13 by the support member 20 can be suppressed.
  • the plurality of support members 20 are formed so as to extend in parallel to each other, a region of the lower surface of the glass substrate 13 that is not supported by the support member 20 is exposed without being covered by the support member 20. is doing. Therefore, the infrared rays 11 radiated from the heater 12 can be directly incident to increase the utilization efficiency of the infrared rays radiated from the heater 12.
  • the distance between the axial centers of the support members 20 adjacent to each other is specified to be 225 mm or more and 330 mm or less, the bending of the glass substrate 13 by the support member 20 is suppressed while maintaining high use efficiency of the infrared rays 11. It becomes possible.
  • the distance between the axial centers of the support members 20 is smaller than 225 mm, the area of the glass substrate 13 exposed between the adjacent support members 20 becomes too small, and the infrared rays 11 are effectively used. It becomes difficult to do.
  • the distance between the shaft centers of the support members 20 is larger than 330 mm, the stress that the glass substrate 13 receives from the support member 20 becomes too large, and the bending of the glass substrate 13 becomes remarkable. Therefore, as described above, it is desirable that the distance between the axes of the support members 20 is 225 mm or more and 330 mm or less.
  • the glass substrate 13 can be evenly supported by the support members 20 in the left and right directions.
  • the stress applied to the glass substrate 13 from each support member 20 can be made equal to the left and right, the bending of the glass substrate 13 can be more appropriately suppressed.
  • the support member 20 is composed of a quartz tube, the thermal conductivity of the atmosphere (for example, N 2 ) in the processing chamber 10 can be made to be approximately the same while increasing the transmittance of the infrared ray 11 in the support member 20. it can.
  • the glass substrate 13 constituting the liquid crystal display panel a subject of heat treatment, it is possible to suppress the bending of the glass substrate 13 due to the stress received from the support member 20 and maintain the flatness of the glass substrate 13 after the heat treatment.
  • the liquid crystal display panel manufactured by bonding the two glass substrates 13 can maintain a constant cell gap as a whole, so that display unevenness due to nonuniform cell gaps can be significantly suppressed.
  • FIG. 5 is a side view for explaining a method of measuring the displacement of the glass substrate 13.
  • the positions flat on the left and right sides of the support position of the glass substrate 13 by the support member 20 are the measurement positions (positions described as “left” and “right” in FIG. 5).
  • the height position of the surface opposite to the support member 20 of the glass substrate 13 was set as the reference height at the left and right center positions of the portion of the glass substrate 13 supported by the support member 20.
  • the displacement Y of the surface of the glass substrate 13 at each measurement position with respect to the reference position was defined as displacement Y.
  • the upward displacement (that is, the side opposite to the support member 20 of the glass substrate 13) is a positive (+) displacement, and in the same figure, downward (that is, the support member 20 side of the glass substrate 13).
  • the displacement of was negative ( ⁇ ) displacement.
  • the displacement Y was measured about the measurement position of the right side from the center of the glass substrate 13.
  • FIG. 6 is a side view schematically showing the support member 20 and the glass substrate 13 in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a table showing the displacement of the glass substrate 13 in the first embodiment.
  • Example 1 the glass substrate 13 is supported by five support members 20.
  • the position of the support member 20 disposed at the left and right center of the glass substrate 13 is denoted by S1, and the positions of the two support members 20 disposed on the right side in FIG. 6 are denoted by S2 and S3, respectively.
  • the interval between S1 and S2 (that is, the distance between the axes of adjacent support members 20) d1 is 320 mm, and the interval d2 between S2 and S3 is 330 mm. That is, in Example 2, the distance between the axial centers of the adjacent support members 20 is defined as 320 mm or more and 330 mm or less. The distance d3 from S3 to the end of the glass substrate 13 is 100 mm.
  • the glass substrate 13 supported by the support member 20 in this arrangement state was heat-treated in the processing chamber 10, and then the displacement Y at each measurement position of the glass substrate 13 was measured.
  • the displacements Y at the measurement positions on the right side of S1, the left and right sides of S2, and the left and right sides of S3 were ⁇ 3 ⁇ m, ⁇ 7 ⁇ m, ⁇ 14 ⁇ m, ⁇ 35 ⁇ m, and 32 ⁇ m, respectively. It was.
  • FIG. 15 is a graph showing the relationship between the measurement position in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 and the displacement Y of the glass substrate. As shown by the broken line in FIG. 15, in Example 1, although the magnitude of the displacement Y slightly fluctuated on the end side of the glass substrate 13, it was found that the fluctuation range was within ⁇ 50 ⁇ m.
  • FIG. 8 is a side view schematically showing the support member 20 and the glass substrate 13 in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a table showing the displacement of the glass substrate 13 in the second embodiment.
  • Example 2 the glass substrate 13 is supported by ten support members 20.
  • the positions of the support member 20 that supports the right side portion of the glass substrate 13 are S1, S2, S3, S4, and S5 in order from the center side of the glass substrate 13.
  • the distance d1 between S1 and the position of the support member 20 adjacent to the left is 300 mm.
  • the distance d2 between S1 and S2, the distance d3 between S2 and S3, the distance d4 between S3 and S4, and the distance d5 between S4 and S5 are 305 mm, 300 mm, 305 mm, and 300 mm, respectively. That is, in Example 2, the distance between the axial centers of the adjacent support members 20 is defined to be 300 mm or more and 305 mm or less.
  • the distance d6 from S5 to the end of the glass substrate 13 is 80 mm.
  • the displacement Y at each measurement position of the glass substrate 13 was measured.
  • the displacements Y at the measurement positions on the left and right sides of S1, the left and right sides of S2, the left and right sides of S3, the left and right sides of S4, and the left and right sides of S5 are respectively ⁇ They were 3 ⁇ m, ⁇ 7 ⁇ m, ⁇ 6 ⁇ m, ⁇ 5 ⁇ m, ⁇ 1 ⁇ m, ⁇ 14 ⁇ m, ⁇ 33 ⁇ m, and 28 ⁇ m.
  • Example 2 As shown by the solid line in FIG. 15, in Example 2, the magnitude of the displacement Y slightly varies on the end side of the glass substrate 13 as in Example 1, but the variation range is within ⁇ 50 ⁇ m. I understood it.
  • FIG. 10 is a plan view showing the glass substrate 13 supported by the plurality of support members 20 in the first comparative example.
  • FIG. 11 is a side view schematically showing the support member 20 and the glass substrate 13 in the first comparative example.
  • FIG. 12 is a table showing the displacement of the glass substrate 13 in Comparative Example 1.
  • the glass substrate 13 is supported by five support members 20.
  • the positions of the support member 20 supporting the right side portion of the glass substrate 13 are S1, S2, and S3 in order from the center side of the glass substrate 13.
  • the interval d1 between S1 and S2 is 496 mm
  • the interval d2 between S2 and S3 is 479 mm. That is, in Comparative Example 1, the distance between the axial centers of the adjacent support members 20 is specified to be 479 mm or more and 496 mm or less.
  • the distance d3 from S3 to the end of the glass substrate 13 is 105 mm.
  • the glass substrate 13 supported by the support member 20 in this arrangement state was heat-treated in the processing chamber 10, and then the displacement Y at each measurement position of the glass substrate 13 was measured.
  • the displacements Y at the measurement positions on the right side of S1, the left and right sides of S2, and the left and right sides of S3 are -11 ⁇ m, ⁇ 20 ⁇ m, ⁇ 47 ⁇ m, ⁇ 155 ⁇ m, and 147 ⁇ m, respectively. It was.
  • FIG. 13 is a side view schematically showing the support member 20 and the glass substrate 13 in the second comparative example.
  • FIG. 14 is a table showing the displacement of the glass substrate 13 in Comparative Example 2.
  • the glass substrate 13 is supported by six support members 20.
  • the positions of the support member 20 supporting the right side portion of the glass substrate 13 are S1, S2, and S3 in order from the center side of the glass substrate 13.
  • the distance d1 between S1 and the position of the support member 20 adjacent to the left is 590 mm.
  • the interval d2 between S1 and S2 is 590 mm, and the interval d3 between S2 and S3 is 490 mm. That is, in Comparative Example 2, the distance between the axial centers of the adjacent support members 20 is specified to be 490 mm or more and 590 mm or less.
  • the distance d4 from S3 to the end of the glass substrate 13 is 65 mm.
  • the glass substrate 13 supported by the support member 20 in this arrangement state was heat-treated in the processing chamber 10, and then the displacement Y at each measurement position of the glass substrate 13 was measured.
  • the displacements Y at the measurement positions on the left and right sides of S1, the left and right sides of S2, and the left and right sides of S3 are ⁇ 9 ⁇ m, ⁇ 9 ⁇ m, ⁇ 9 ⁇ m, ⁇ 9 ⁇ m, ⁇ They were 183 ⁇ m and 192 ⁇ m.
  • the fluctuation width of the glass substrate 13 can be suppressed to within ⁇ 50 ⁇ m when the distance between the axis centers of the support members 20 is defined within the range of 225 mm or more and 330 mm or less.
  • the cylindrical support member 20 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the support member 20 can be formed in other column shapes.
  • the heating source in the present invention is not limited to the heater 12, and other heating sources that emit infrared rays can be applied.
  • the object to be processed in the present invention is not limited to the glass substrate 13 and other objects to be processed may be applied.
  • the glass substrate used in the liquid crystal display panel is described as an example of the object to be processed.
  • the present invention is not limited to this, and the glass substrate used in a flat display panel such as an organic EL display panel, for example. The same applies to other substrates.
  • the present invention is useful for a heat treatment apparatus and a heat treatment method for heat-treating an object to be processed such as a glass substrate used for a flat display panel or the like.

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Abstract

　熱処理装置は、処理室と、処理室の内部に設けられて赤外線を放射する加熱源と、処理室の内部に設けられ、被処理物を加熱源に対向するように支持する支持部材とを備え、加熱源から放射された赤外線による輻射熱により、被処理物を熱処理する。そして、複数の支持部材は、互いに並行して延びるように形成され、互いに隣り合う支持部材同士の軸心間距離は、２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定されている。

Description

熱処理装置及び熱処理方法
　本発明は、例えばフラットディスプレイパネル等に用いられるガラス基板等の被処理物を熱処理する熱処理装置及び熱処理方法に関するものである。
　例えば、液晶表示パネルやプラズマディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルに使用されるガラス基板には、その用途に応じて、アニール処理や被膜処理、若しくはポリイミド膜の焼成等の熱処理が適宜施されている。従来より、このような熱処理を行うために、ヒータの輻射熱によってガラス基板を熱処理することが知られている（例えば特許文献１等参照）。
　特許文献１には、加熱室内に板状の被処理物（ガラス基板）を加熱する加熱源を配置すると共に、この加熱源に、被処理物の内部温度分布が均一化されるように、当該被処理物を加熱するパターンが作成された薄膜ヒータと、パターンを覆った状態で当該薄膜ヒータ３を狭持する第１及び第２ガラス板とを設けた熱処理装置が開示されている。
特開２００３－１９４４７８号公報
　ここで、上記特許文献１の熱処理装置では、薄膜ヒータの全面がガラス板によって覆われているが、ヒータから放射された赤外線がガラス板に入射した場合、そのガラス板は入射した赤外線の全てを透過させるわけではない。したがって、特許文献１の熱処理装置には、被処理物を輻射熱によって熱処理する際に、ヒータから放射される赤外線を有効に利用しきれない問題がある。従来は、表示パネルの面積が比較的小さかったのであまり問題にならなかったが、近年、表示パネルの面積が増大される傾向にあるため、上記問題が大きくなってきた。
　そこで、本発明者は、例えば、互いに平行に配置した複数本の石英管によって、ガラス基板等の被処理物をヒータ上で支持することについて鋭意研究を重ねている。こうすれば、石英管によって支持されていない部分が当該石英管に覆われずに露出するため、ヒータから放射される赤外線の利用効率を高めることができる。
　ところが、本発明者は、熱処理されたガラス基板が、石英管から受ける応力によって僅かに撓んでしまうことを見出した。そして、２枚の撓んだガラス基板が互いに貼り合わされることにより、これらガラス基板の間隔（いわゆるセルギャップ）が、基板の撓み部分において局部的に変化してしまう。例えば、それぞれ凸状に撓んだ凸状部分を有する２枚のガラス基板が、その凸状部分同士が対向するように貼り合わせられた場合、その凸状部分におけるセルギャップは、他の部分に比べて小さくなることとなる。その結果、セルギャップが不均一になるために、表示ムラが生じてしまう問題がある。
　本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加熱源から放射される赤外線を有効に利用しながらも、支持部材による被処理物の撓みを抑制することにある。
　上記の目的を達成するために、この発明では、複数の支持部材によって被処理物を支持すると共に、その各支持部材同士の軸心間距離を適切に規定するようにした。
　具体的に、本発明に係る熱処理装置は、処理室と、上記処理室の内部に設けられて赤外線を放射する加熱源と、上記処理室の内部に設けられ、被処理物を上記加熱源に対向するように支持する複数の支持部材とを備え、上記加熱源から放射された赤外線による輻射熱により、該被処理物を熱処理するように構成された熱処理装置を対象としている。そして、上記複数の支持部材は、互いに並行して延びるように形成され、互いに隣り合う上記支持部材同士の軸心間距離は、２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定されている。
　本発明では、被処理物を熱処理する場合、その被処理物を処理室の内部へ搬入して複数の支持部材により支持させる。そうして、加熱源から赤外線を放射すると、その輻射熱によって被処理物は熱処理される。
　このとき、複数の支持部材が互いに並行して延びるように形成されているので、被処理物の下面における支持部材によって支持されていない領域は、当該支持部材に覆われずに露出している。よって、加熱源から放射される赤外線を直接に入射させて、当該加熱源から放射される赤外線の利用効率を高めることが可能になる。
　そのことに加え、互いに隣り合う支持部材同士の軸心間距離を２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定したので、上記赤外線の利用効率を高く維持しながら支持部材による被処理物の撓みを抑制することが可能になる。
　すなわち、上記支持部材同士の軸心間距離が２２５ｍｍよりも小さい場合には、隣り合う支持部材同士の間で露出する被処理物の面積が小さくなりすぎて、赤外線を有効に利用することが難しくなってしまう。一方、上記支持部材同士の軸心間距離が３３０ｍｍよりも大きい場合には、被処理物が支持部材から受ける応力が大きくなりすぎて、被処理物の撓みが顕著になってしまう。よって、上述のように、上記支持部材同士の軸心間距離は２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下であることが望ましい。
　本発明によれば、互いに並行して延びる複数の支持部材によって被処理物を支持すると共に、その各支持部材同士の軸心間距離を適切に規定するようにしたので、加熱源から放射される赤外線を有効に利用しながらも、支持部材による被処理物の撓みを抑制することができる。
図１は、本実施形態１における複数の支持部材に支持されたガラス基板を示す平面図である。 図２は、本実施形態１の熱処理装置の概略構成を模式的に示す断面図である。 図３は、本実施形態１における支持部材の外観の一部を示す斜視図である。 図４は、本実施形態１における支持部材の端部を保持する保持部を示す側面図である。 図５は、ガラス基板の変位の測定方法を説明するための側面図である。 図６は、実施例１における支持部材及びガラス基板を模式的に示す側面図である。 図７は、実施例１におけるガラス基板の変位を示す表である。 図８は、実施例２における支持部材及びガラス基板を模式的に示す側面図である。 図９は、実施例２におけるガラス基板の変位を示す表である。 図１０は、比較例１における複数の支持部材に支持されたガラス基板を示す平面図である。 図１１は、比較例１における支持部材及びガラス基板を模式的に示す側面図である。 図１２は、比較例１におけるガラス基板の変位を示す表である。 図１３は、比較例２における支持部材及びガラス基板を模式的に示す側面図である。 図１４は、比較例２におけるガラス基板の変位を示す表である。 図１５は、実施例１，２及び比較例１，２における測定位置とガラス基板の変位との関係を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　《発明の実施形態１》
　図１～図４は、本発明の実施形態１を示している。
　図１は、本実施形態１における複数の支持部材２０に支持されたガラス基板１３を示す平面図である。図２は、本実施形態１の熱処理装置１の概略構成を模式的に示す断面図である。図３は、本実施形態１における支持部材２０の外観の一部を示す斜視図である。図４は、本実施形態１における支持部材２０の端部を保持する保持部２５を示す側面図である。
　本実施形態の熱処理装置１は、図２に示すように、密閉可能な処理室１０と、この処理室１０の内部に設けられた加熱源としてのヒータ１２と、同じく処理室１０の内部に設けられ、被処理物としてのガラス基板１３を支持する複数の支持部材２０とを備えている。そして、熱処理装置１は、上記ヒータ１２から放射された赤外線による輻射熱により、ガラス基板１３を熱処理するように構成されている。
　ここで、被処理物とは、ガラス基板１３等の支持体の表面に設けられた薄膜（例えば樹脂膜や半導体膜等）等だけでなく、そのガラス基板１３をも含む全体を意味するものとする。本明細書では、被処理物を、説明上、単にガラス基板とも称する。
　そして、本実施形態の熱処理装置１は、例えば、ガラス基板１３の略表面全体に塗布されたポリイミド膜（不図示）を熱処理して焼成するように構成されている。このガラス基板１３は液晶表示パネルを構成し、焼成されたポリイミド膜は、液晶表示パネルにおける液晶分子の配向を規制する配向膜となる。
　処理室１０は、図２に示すように、ガラス基板１３が収容される断熱容器１５と、断熱容器１５を開閉する断熱扉１６とによって密閉された空間として形成される。また、この処理室１０には、ガス導入口（不図示）及びガス排出口（不図示）が接続可能になっている。そして、例えばＮ２ガスを上記ガス導入口から処理室１０の内部に導入して、Ｎ２ガス雰囲気でガラス基板１３を熱処理するように構成されている。
　ヒータ１２は、例えば、処理室１０の内部における断熱容器１５の下部全体に設けられ、図示しない電源に接続されている。そうして、電源から通電されることにより、図２に示すように、赤外線１１を放射するようになっている。
　上記複数の支持部材２０は、互いに並行して延びるように形成されている。すなわち、各支持部材２０は、図１～図３に示すように、それぞれ円筒状の石英管によって構成されると共に、互いに平行に配置されている。
　そして、互いに隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離は、２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定されている。また、複数の支持部材２０は、ガラス基板１３の中央位置に対して左右対称に配置されている。
　本実施形態１では、図１に示すように、例えば、合計８本の支持部材２０が配置されている。内側の６本の支持部材２０は、３００ｍｍの軸心間距離で等間隔に配置される一方、その両外側には、それぞれ２２５ｍｍの軸心間距離で支持部材２０が１本ずつ配置されている。すなわち、両外側における各支持部材２０の軸心間距離（２２５ｍｍ）は、それよりも内側における各支持部材２０の軸心間距離（３００ｍｍ）よりも小さくなっている。
　ここで、ガラス基板１３は、長方形の基板によって形成されている。各支持部材２０の両端部は、ガラス基板１３の端部からそれぞれ張り出している。
　また、各支持部材２０は、その両端部において、図４に示すように、Ｙ字状の保持部２５によって保持されている。支持部材２０の端部は、保持部２５の二股部分に載置される。そうして、支持部材２０は、図２に示すように、ガラス基板１３を上記ヒータ１２に対向するように支持するようになっている。こうして、支持部材２０は、ガラス基板１３の一部にのみ重なるように配置されている。
　上記熱処理装置１によってガラス基板１３に熱処理を行う場合には、まず、大判のガラス基板１３の一方の表面に、ポリイミド膜をその全面に亘って塗布する。その後、ポリイミド膜が塗布されたガラス基板１３を、断熱容器１５の内部に搬送し、石英管からなる上記複数の支持部材２０の上に載置する。複数の支持部材２０は、互いに並行して延びるように形成し、互いに隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離を２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定しておく。また、複数の支持部材２０をガラス基板１３の中央位置に対して左右対称に配置する。
　こうして、断熱容器１５の内部において、ガラス基板１３をヒータ１２に対向するように上記複数の支持部材２０に支持させる。このとき、ガラス基板１３の上面には上記ポリイミド膜が塗布されており、ガラス基板１３の下面が、複数の支持部材２０によって支持されている。
　その後、図２に示すように、断熱扉１６を閉鎖して処理室１０を密封状態とする。続いて、図示しない電源からヒータ１２に電力を供給して、当該ヒータ１２から赤外線１１を放射させる。そのことにより、支持部材２０により支持されているガラス基板１３を熱処理し、当該ガラス基板１３のポリイミド膜は、上記ヒータ１２の輻射熱によって焼成される。その後、ポリイミド膜が焼成されたガラス基板１３を、開放した断熱容器１５から搬出する。
　　－実施形態１の効果－
　したがって、この実施形態１によると、互いに並行して延びる複数の支持部材２０によってガラス基板１３を支持すると共に、その各支持部材２０同士の軸心間距離を適切に規定するようにしたので、ヒータ１２から放射される赤外線１１を有効に利用しながらも、支持部材２０によるガラス基板１３の撓みを抑制することができる。
　すなわち、まず、複数の支持部材２０が互いに並行して延びるように形成されているので、ガラス基板１３の下面における支持部材２０によって支持されていない領域は、当該支持部材２０に覆われずに露出している。よって、ヒータ１２から放射される赤外線１１を直接に入射させて、ヒータ１２から放射される赤外線の利用効率を高めることができる。
　そのことに加え、互いに隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離を２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定したので、赤外線１１の利用効率を高く維持しながら支持部材２０によるガラス基板１３の撓みを抑制することが可能になる。
　ここで、上記支持部材２０同士の軸心間距離が２２５ｍｍよりも小さい場合には、隣り合う支持部材２０同士の間で露出するガラス基板１３の面積が小さくなりすぎて、赤外線１１を有効に利用することが難しくなってしまう。一方、支持部材２０同士の軸心間距離が３３０ｍｍよりも大きい場合には、ガラス基板１３が支持部材２０から受ける応力が大きくなりすぎて、ガラス基板１３の撓みが顕著になってしまう。よって、上述のように、支持部材２０同士の軸心間距離は２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下であることが望ましい。
　さらに、複数の支持部材２０を、ガラス基板１３の中央位置に対して左右対称に配置したので、各支持部材２０によって、ガラス基板１３を左右均等に支持することができる。その結果、各支持部材２０からガラス基板１３に加わる応力を左右均等にすることができるため、ガラス基板１３の撓みをより適切に抑制できることとなる。
　さらにまた、支持部材２０を石英管によって構成したので、支持部材２０における赤外線１１の透過率を高めつつ、処理室１０内の雰囲気（例えばＮ２等）の熱伝導率と同程度にすることができる。
　さらに、液晶表示パネルを構成するガラス基板１３を熱処理の対象とすることにより、支持部材２０から受ける応力によるガラス基板１３の撓みを抑制して、熱処理後のガラス基板１３の平坦性を維持できる。その結果、この２枚のガラス基板１３を貼り合わせて製造した液晶表示パネルは、セルギャップを全体として一定に維持できるため、セルギャップの不均一による表示ムラを大幅に抑制することができる。
　（実施例）
　次に、本発明を具体的に実施した実施例について説明する。図５～図１５は、本発明の実施例及び比較例を示している。
　以下に説明する実施例１，２及び比較例１，２では、上記実施形態１と同じガラス基板１３と、石英管たる支持部材２０とを用いる一方、支持部材２０の本数と軸心間距離とをそれぞれ変更している。そして、本数及び軸心間距離を変更した支持部材２０によって支持したガラス基板１３を熱処理する。その後に、熱処理されたガラス基板１３の各測定位置における変位Ｙを測定した。
　ここで、図５は、ガラス基板１３の変位の測定方法を説明するための側面図である。図５に示すように、支持部材２０によるガラス基板１３の支持位置の左右両側において、平坦になっている位置を測定位置（図５で「左」及び「右」と記載している位置）とした。また、ガラス基板１３の支持部材２０により支持されている部分の左右中央位置において、ガラス基板１３の支持部材２０と反対側表面の高さ位置を基準高さとした。そして、基準位置に対する各測定位置のガラス基板１３表面の変位を変位Ｙとした。
　また、図５で上側（つまり、ガラス基板１３の支持部材２０と反対側）への変位を正（＋）の変位とし、同図で下側（つまり、ガラス基板１３の支持部材２０側）への変位を負（－）の変位とした。そして、複数の支持部材２０は左右対称に配置されているため、ガラス基板１３の中央から右側の測定位置について変位Ｙを測定した。
　　＜実施例１＞
　図６は、実施例１における支持部材２０及びガラス基板１３を模式的に示す側面図である。図７は、実施例１におけるガラス基板１３の変位を示す表である。
　実施例１では、ガラス基板１３を５本の支持部材２０によって支持している。ガラス基板１３の左右中央に配置されている支持部材２０の位置をＳ１とし、図６で右側に配置されている２つの支持部材２０の位置を、それぞれ順にＳ２及びＳ３とする。
　図６に示すように、Ｓ１及びＳ２の間隔（つまり、隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離）ｄ１は３２０ｍｍであり、Ｓ２及びＳ３の間隔ｄ２は３３０ｍｍである。すなわち、実施例２では、隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離が３２０ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定されている。また、Ｓ３からガラス基板１３の端部までの距離ｄ３は１００ｍｍである。
　そして、この配置状態の支持部材２０によって支持したガラス基板１３を、処理室１０内で熱処理し、その後にガラス基板１３の各測定位置における変位Ｙを測定した。図７の表に示すように、Ｓ１の右側、Ｓ２の左側及び右側、Ｓ３の左側及び右側の各測定位置における変位Ｙは、それぞれ、－３μｍ、－７μｍ、－１４μｍ、－３５μｍ、３２μｍであった。
　ここで、図１５は、実施例１，２及び比較例１，２における測定位置とガラス基板の変位Ｙとの関係を示すグラフである。図１５に破線で示すように、実施例１では、ガラス基板１３の端部側で変位Ｙの大きさが僅かに変動するものの、その変動幅は±５０μｍ以内に収まることがわかった。
　　＜実施例２＞
　図８は、実施例２における支持部材２０及びガラス基板１３を模式的に示す側面図である。図９は、実施例２におけるガラス基板１３の変位を示す表である。
　実施例２では、ガラス基板１３を１０本の支持部材２０によって支持している。ガラス基板１３の右側部分を支持している支持部材２０の位置を、そのガラス基板１３の中央側から順に、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５とする。
　図８に示すように、Ｓ１とその左隣の支持部材２０の位置との間隔ｄ１は、３００ｍｍである。また、Ｓ１及びＳ２の間隔ｄ２、Ｓ２及びＳ３の間隔ｄ３、Ｓ３及びＳ４の間隔ｄ４、Ｓ４及びＳ５の間隔ｄ５は、それぞれ、３０５ｍｍ、３００ｍｍ、３０５ｍｍ、３００ｍｍである。すなわち、実施例２では、隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離が３００ｍｍ以上且つ３０５ｍｍ以下に規定されている。また、Ｓ５からガラス基板１３の端部までの距離ｄ６は８０ｍｍである。
　そして、この配置状態の支持部材２０によって支持したガラス基板１３を、処理室１０内で熱処理し、その後にガラス基板１３の各測定位置における変位Ｙを測定した。図９の表に示すように、Ｓ１の左側及び右側、Ｓ２の左側及び右側、Ｓ３の左側及び右側、Ｓ４の左側及び右側、Ｓ５の左側及び右側の各測定位置における変位Ｙは、それぞれ、－３μｍ、－７μｍ、－６μｍ、－５μｍ、－１μｍ、－１４μｍ、－３３μｍ、２８μｍであった。
　図１５に実線で示すように、実施例２では、実施例１と同様に、ガラス基板１３の端部側で変位Ｙの大きさが僅かに変動するものの、その変動幅は±５０μｍ以内に収まることがわかった。
　　＜比較例１＞
　図１０は、比較例１における複数の支持部材２０に支持されたガラス基板１３を示す平面図である。図１１は、比較例１における支持部材２０及びガラス基板１３を模式的に示す側面図である。図１２は、比較例１におけるガラス基板１３の変位を示す表である。
　比較例１では、ガラス基板１３を５本の支持部材２０によって支持している。ガラス基板１３の右側部分を支持している支持部材２０の位置を、そのガラス基板１３の中央側から順に、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とする。
　図１０及び図１１に示すように、Ｓ１及びＳ２の間隔ｄ１は４９６ｍｍであり、Ｓ２及びＳ３の間隔ｄ２は４７９ｍｍである。すなわち、比較例１では、隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離が４７９ｍｍ以上且つ４９６ｍｍ以下に規定されている。また、Ｓ３からガラス基板１３の端部までの距離ｄ３は１０５ｍｍである。
　そして、この配置状態の支持部材２０によって支持したガラス基板１３を、処理室１０内で熱処理し、その後にガラス基板１３の各測定位置における変位Ｙを測定した。図１２の表に示すように、Ｓ１の右側、Ｓ２の左側及び右側、Ｓ３の左側及び右側の各測定位置における変位Ｙは、それぞれ、－１１μｍ、－２０μｍ、－４７μｍ、－１５５μｍ、１４７μｍであった。
　図１５に点線で示すように、比較例１では、ガラス基板１３の端部側で変位Ｙの大きさが比較的大きく変動し、その変動幅は約±１５０μｍ程度にまで及んでしまうことがわかった。また、このガラス基板１３を用いて製造した液晶表示パネルでは、表示ムラが全面に亘って視認された。
　　＜比較例２＞
　図１３は、比較例２における支持部材２０及びガラス基板１３を模式的に示す側面図である。図１４は、比較例２におけるガラス基板１３の変位を示す表である。
　比較例２では、ガラス基板１３を６本の支持部材２０によって支持している。ガラス基板１３の右側部分を支持している支持部材２０の位置を、そのガラス基板１３の中央側から順に、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３とする。
　　図１３に示すように、Ｓ１とその左隣の支持部材２０の位置との間隔ｄ１は、５９０ｍｍである。また、Ｓ１及びＳ２の間隔ｄ２は５９０ｍｍであり、Ｓ２及びＳ３の間隔ｄ３は４９０ｍｍである。すなわち、比較例２では、隣り合う支持部材２０同士の軸心間距離が４９０ｍｍ以上且つ５９０ｍｍ以下に規定されている。また、Ｓ３からガラス基板１３の端部までの距離ｄ４は６５ｍｍである。
　そして、この配置状態の支持部材２０によって支持したガラス基板１３を、処理室１０内で熱処理し、その後にガラス基板１３の各測定位置における変位Ｙを測定した。図１４の表に示すように、Ｓ１の左側及び右側、Ｓ２の左側及び右側、Ｓ３の左側及び右側の各測定位置における変位Ｙは、それぞれ、－９μｍ、－９μｍ、－９μｍ、－９μｍ、－１８３μｍ、１９２μｍであった。
　図１５に１点鎖線で示すように、比較例２では、ガラス基板１３の端部側で変位Ｙの大きさが比較的大きく変動し、その変動幅は約±１９０μｍ程度にまで及んでしまうことがわかった。また、このガラス基板１３を用いて製造した液晶表示パネルでは、表示ムラが全面に亘って視認された。
　以上より、支持部材２０同士の軸心間距離を２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下の範囲内に規定したときに、ガラス基板１３の変動幅を±５０μｍ以内に抑えることができることを確認できた。
　《その他の実施形態》
　上記実施形態１では、円筒状の支持部材２０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、その他の柱状に支持部材２０を形成することも可能である。
　また、本発明における加熱源は、ヒータ１２に限らず、赤外線を放射する他の加熱源を適用できる。また、本発明における被処理物は、ガラス基板１３に限らず、他の処理対象物を適用してもよい。
　また、上記実施形態１では、液晶表示パネルに用いられるガラス基板を被処理物の例として説明したが、本発明はこれに限らず、例えば有機ＥＬ表示パネル等のフラットディスプレイパネルに用いられるガラス基板や、他の基板についても同様に適用することができる。
　以上説明したように、本発明は、例えばフラットディスプレイパネル等に用いられるガラス基板等の被処理物を熱処理する熱処理装置及び熱処理方法について有用である。
　　　　　　１　　　熱処理装置 
　　　　　１０　　　処理室 
　　　　　１１　　　赤外線 
　　　　　１２　　　ヒータ（加熱源）
　　　　　１３　　　ガラス基板（被処理物）
　　　　　１５　　　断熱容器 
　　　　　１６　　　断熱扉 
　　　　　２０　　　支持部材 　　

Claims (8)

  1. 　処理室と、
    　上記処理室の内部に設けられて赤外線を放射する加熱源と、
    　上記処理室の内部に設けられ、被処理物を上記加熱源に対向するように支持する複数の支持部材とを備え、
    　上記加熱源から放射された赤外線による輻射熱により、該被処理物を熱処理するように構成された熱処理装置であって、
    　上記複数の支持部材は、互いに並行して延びるように形成され、
    　互いに隣り合う上記支持部材同士の軸心間距離は、２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定されている
    ことを特徴とする熱処理装置。
  2. 　請求項１に記載された熱処理装置において、
    　上記複数の支持部材は、上記被処理物の中央位置に対して左右対称に配置されている
    ことを特徴とする熱処理装置。
  3. 　請求項１又は２に記載された熱処理装置において、
    　上記支持部材は、石英管により構成されている
    ことを特徴とする熱処理装置。
  4. 　請求項１乃至３の何れか１つに記載された熱処理装置において、
    　上記被処理物は、表示パネルを構成するガラス基板である
    ことを特徴とする熱処理装置。
  5. 　赤外線を放射する加熱源が設けられた処理室の内部において、被処理物を上記加熱源に対向するように複数の支持部材に支持させる工程と、
    　上記複数の支持部材により支持されている被処理物を、上記加熱源から放射された赤外線による輻射熱によって熱処理する工程とを有し、
    　上記被処理物を支持部材に支持させる工程では、上記複数の支持部材を互いに並行して延びるように形成すると共に、互いに隣り合う上記支持部材同士の軸心間距離を２２５ｍｍ以上且つ３３０ｍｍ以下に規定した状態で、当該複数の支持部材に上記被処理物を支持させる
    ことを特徴とする熱処理方法。
  6. 　請求項５に記載された熱処理方法において、
    　上記被処理物を支持部材に支持させる工程では、上記複数の支持部材を、上記被処理物の中央位置に対して左右対称に配置する
    ことを特徴とする熱処理方法。
  7. 　請求項５又は６に記載された熱処理方法において、
    　上記支持部材は、石英管により構成されている
    ことを特徴とする熱処理方法。
  8. 　請求項５乃至７の何れか１つに記載された熱処理方法において、
    　上記被処理物は、表示パネルを構成するガラス基板である
    ことを特徴とする熱処理方法。
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