(57)【要約】【課題】ガラス基板の歪や割れなどを生じさせることなく、均一に、短時間で冷却させることが可能な焼成炉及び焼成方法を提供する。【解決手段】セッター１１に搭載されたガラス基板１０を搬送しながら加熱室５と冷却室７とを通過させてガラス基板１０を焼成する焼成炉であって、冷却室７には冷却手段とガラス基板１０の状態を測定する測定手段とを備え、測定手段の測定結果にもとづいて冷却手段を制御するように構成した。これにより、ガラス基板１０の状態に応じた冷却手段で冷却することができるため、歪や割れを抑制した焼成を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に加熱部と冷却部とを有し、セッターに搭載したガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させて前記ガラス基板を焼成する焼成炉であって、
前記冷却部は、冷却手段と前記ガラス基板の状態を測定する測定手段とを備え、前記測定手段の測定結果にもとづいて前記冷却手段を制御するように構成したことを特徴とする焼成炉。
【請求項２】
前記測定手段がガラス基板の反り量を測定する反り量測定手段であることを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。
【請求項３】
前記測定手段がガラス基板、またはセッターの少なくともひとつの表面温度を測定する表面温度測定手段であることを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。
【請求項４】
前記冷却部は複数の冷却室を備え、ガラス基板を前記冷却室間においてタクト搬送することを特徴とする請求項１に記載の焼成炉。
【請求項５】
搬送方向の上流に位置する冷却室の測定手段による測定に基づいて、搬送方向の下流に位置する冷却室の冷却手段によりガラス基板上の冷却位置を変更することを特徴とする請求項４に記載の焼成炉。
【請求項６】
セッターに搭載されたガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させて前記ガラス基板を焼成する焼成方法であって、
前記冷却部は、前記ガラス基板の状態を測定する測定ステップと、前記測定ステップの測定結果にもとづいて前記冷却部に設けた冷却手段を制御する冷却制御ステップとを備えた焼成方法。
【請求項７】
前記測定ステップにおいてガラス基板の反り量を測定することを特徴とする請求項６に記載の焼成方法。
【請求項８】
前記測定ステップにおいてガラス基板、またはセッターの少なくともひとつの表面温度を測定することを特徴とする請求項６に記載の焼成方法。
【請求項９】
前記冷却部は複数の冷却室を備え、ガラス基板を前記冷却室間においてタクト搬送することを特徴とする請求項６に記載の焼成方法。
【請求項１０】
搬送方向の上流に位置する冷却室における測定ステップの結果に基づいて、冷却制御ステップを搬送方向の下流に位置する冷却室において行うことを特徴とする請求項９に記載の焼成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルなどのガラス基板の焼成を行う焼成炉及び焼成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、壁掛けテレビやマルチメディアディスプレイとして利用できる大画面フラットパネルの実用化が着々と進行しつつある。このような大画面フラットパネルとしては、自発光型で広い視野角を持ち、表示品質がよいという品質面の長所と、作製プロセスが簡単で大型化が容易という製造面での長所を兼ね備えたプラズマディスプレイパネル（以下、「ＰＤＰ」と記す）が最有力候補の一つとして挙げられている。
【０００３】
ＰＤＰの製造は、前面ガラス、背面ガラスと称する大型のガラス基板表面に、電極、誘電体、隔壁などの種々の被焼成部材を塗布、乾燥し、焼成を行うことによって逐次形成していき、最終的に前面ガラスと背面ガラスとを封着することにより行われる。
【０００４】
このガラス基板の焼成は、セッターに搭載されたガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させてガラス基板を焼成する焼成炉を用いて行われる。ＰＤＰのさらなる大型化、多面取りによる生産性向上、タクトタイムの短縮などへの要求に伴い、大型のガラス基板においても、急速でかつ、反りや割れを起こさずに加熱し、冷却することが求められている。特にセッター上に載置されたガラス基板は、セッターの熱容量が大きいため、冷却を急速に行うと、セッターに接するガラス基板下面の冷却が、ガラス基板上面の冷却と比べて遅くなる。この上面と下面との温度差により、ガラス基板は中央部に対し、端部が上向きに反る形状になってしまう。これを防ぐため、ガラス基板が載置されたセッターの下面中央部及びその近傍部に対して、冷却空気を吹き付けることにより、反りを抑制して冷却する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−３３１７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガラス基板のサイズや焼成条件が異なると、反りや歪の起こり方が異なる。したがって、下に凸にならないための冷却空気の吹き付け条件は、ガラス基板の状態によって異なる。また、中央部への冷却空気の吹き付けだけでは、ガラス基板端部の冷却を均一に行うことが困難であるため、ガラス基板に歪が残ったり、割れが起こったりするという課題があった。
【０００６】
本発明は、これらの課題に鑑みなされたものであり、ガラス基板の歪や割れなどを生じさせることなく、均一に、短時間で冷却させることが可能な焼成炉及び焼成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の焼成炉は、内部に加熱部と冷却部とを有し、セッターに搭載したガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させてガラス基板を焼成する焼成炉であって、冷却部は、冷却手段とガラス基板の状態を測定する測定手段とを備え、測定手段の測定結果にもとづいて冷却手段を制御するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、ガラス基板の状態に応じた冷却手段で冷却することができるため、歪や割れを抑制した焼成を行うことができる。
【０００９】
さらに、冷却手段がガラス基板上の冷却場所を変える冷却場所変更手段であることが望ましく、歪や割れをより確実に抑制できる冷却を行うことができる。
【００１０】
さらに、測定手段がガラス基板の反り量を測定する反り量測定手段であることが望ましく、適切に反り量を減少するような冷却を行うことで、ガラス基板の歪や割れを抑制することができる。
【００１１】
さらに、測定手段がガラス基板、またはセッターの少なくともひとつの表面温度を測定する表面温度測定手段であることが望ましく、表面温度の差による歪を低減するような冷却を行うことができる。
【００１２】
さらに、冷却部は複数の冷却室を備え、ガラス基板を冷却室間においてタクト搬送することが望ましい。このような焼成炉によれば、隣接の冷却室の影響を受けることなく冷却を行うことが可能になり、精密な制御による冷却を行うことで、ガラス基板の歪や割れを抑制することができる。
【００１３】
さらに、搬送方向の上流に位置する冷却室の測定手段による測定に基づいて、搬送方向の下流に位置する冷却室において冷却手段によりガラス基板上の冷却位置を変更することが望ましく、ガラス基板の冷却状態に適合した冷却を行うことが可能になり、精密な制御による冷却を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の焼成方法は、セッターに搭載されたガラス基板を搬送しながら加熱部と冷却部とを通過させてガラス基板を焼成する焼成方法であって、冷却部は、ガラス基板の状態を測定する測定ステップと、測定ステップの測定結果にもとづいて冷却部に設けた冷却手段を制御する冷却制御ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１５】
このような方法によれば、ガラス基板の冷却状態に応じた冷却手段で冷却することができるため、ガラス基板の歪や割れを抑制することができる。
【００１６】
さらに冷却制御ステップにおいてガラス基板上の冷却場所を変えることが望ましく、より高速で精密な冷却が可能になる。
【００１７】
さらに、測定ステップにおいてガラス基板の反り量を測定することが望ましく、反り量を減少するような冷却を行うことができる。
【００１８】
さらに、測定ステップにおいてガラス基板、またはセッターの少なくともひとつの表面温度を測定することが望ましく、表面温度の差による歪を低減するような冷却を行うことができる。
【００１９】
さらに、冷却部は複数の冷却室を備え、ガラス基板を冷却室間においてタクト搬送することが望ましく、隣接の冷却室の影響を受けることなく冷却を行うことができる。
【００２０】
さらに、搬送方向の上流に位置する冷却室における測定ステップの結果に基づいて、冷却制御ステップを搬送方向の下流に位置する冷却室において行うことが望ましく、ガラス基板の冷却状態に適合した冷却を行うことが可能になり、精密な制御による冷却を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＰＤＰ用基板を反りや割れなどを抑制し、高い均一性での焼成を短時間で行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態における焼成炉１の構造を示す概略断面図である。本実施の形態における焼成炉１は、上段通路２、下段通路３、ローダー４、加熱部を構成する加熱室５、リフター室６、冷却部を構成する冷却室７、アンローダー８、制御装置９からなる。
【００２４】
ガラス基板１０は、ローダー４でセッター１１の上に載置され、入口１２より上段通路２に搬入される。上段通路２には、搬送方向に区画された複数個の加熱室５が設けられ、そしてそれぞれの加熱室５には、ガラス基板１０を加熱するためのヒーター１３、及びガラス基板１０をセッター１１とともに搬送するためのローラー１４とが設けられている。ガラス基板１０は、ローラー１４でタクト搬送または連続搬送によって加熱室５内を搬送されながらヒーター１３によって加熱され、焼成が行われる。また、図示していないが、必要に応じて、焼成に要する空気などの給気や、焼成によって生じた排気ガスの排出などが行われる。
【００２５】
このようにして上段通路２で焼成されたガラス基板１０は、入口１２と反対側のリフター室６にあるリフター１５に載置され、下段通路３に移動する。下段通路３には搬送方向に区画された複数個の冷却室７があり、それぞれの冷却室７には、冷却手段を構成する給気口１６と排気口１７、及びローラー１４、及び測定手段としてのセンサー１８が設けられている。
【００２６】
また、複数の冷却室７は、シャッター１９で仕切られている。下段通路３に移動したガラス基板１０は、ローラー１４によって、上段通路２での焼成時における搬送方向とは逆方向に、冷却室７内をタクト搬送される。シャッター１９は上下に開閉し、ガラス基板１０がローラー１４によって冷却室７に搬入されるとき、または冷却室７より搬出されるときにのみ開く。そして、ガラス基板１０は、それぞれの冷却室７において、上側給気口１６ａと下側給気口１６ｂから給気され、上側排気口１７ａと下側排気口１７ｂから排気される冷却空気によって冷却される。
【００２７】
このようにして冷却されたガラス基板１０は、入口１２と同一の炉端部に設けられた出口２０の前方のアンローダー８にてセッター１１上から取り出される。センサー１８は冷却室７の天井部に配置され、ガラスの歪状態を計測し、計測値を制御装置９に伝送する。制御装置９は、この計測値を元に給気口１６から給気され、排気口１７から排気される冷却空気の量を制御する。
【００２８】
次に、この制御装置９による制御の方法について、図２を用いて詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態における焼成方法において、焼成ステップを示す断面図であり、焼成炉１におけるリフター室６と、リフター室６に隣接する３つの冷却室７を示した断面図である。以下、リフター室６に隣接する冷却室７を順次、第１冷却室７ａ、第２冷却室７ｂ、第３冷却室７ｃと呼ぶ。
【００２９】
図２（ａ）は、リフター室６から第１冷却室７ａへのガラス基板１０の搬送ステップを示している。リフター１５によって上段通路２から下段に降りたガラス基板１０は、シャッター１９が開くことで、ローラー１４によって、第１冷却室７ａに搬入される。
【００３０】
図２（ｂ）は、第１冷却室７ａにおけるガラス基板１０の冷却ステップを示している。第１冷却室７ａにおいてガラス基板１０は、上側給気口１６ａと下側給気口１６ｂから給気される冷却空気によって冷却され、所定時間の後、冷却空気の停止により、冷却ステップは終了する。冷却ステップにおける冷却空気は上側排気口１７ａと下側排気口１７ｂから排気される。
【００３１】
図２（ｃ）は、測定ステップを示している。冷却ステップの終了後に、センサー１８によって、基板形状を計測する。
【００３２】
なお、図２は、図面を複雑にしないために、センサー１８は１個のみを図示しているが、ガラス基板１０の中央部、端部の計測が行えるように中央部の上部や端部の上部などに複数個設置されていてもよいし、１個のセンサー１８で複数個所の測定を行えるものを用いてもよい。これらのセンサー１８は、ガラス基板１０の複数個所におけるガラス表面の高さをレーザー光によって計測するもので、これらの計測値は、制御装置９に送られる。制御装置９は、これらの計測値を元にガラス基板１０のどの端部が中央部に対して上に反っているのか、下に反っているのかなどを検出する。
【００３３】
なお、測定ステップは、必ずしも冷却ステップ終了後に行う必要はなく、冷却ステップの途中で行ってもよい。
【００３４】
冷却ステップと測定ステップが終了すると、再び搬送ステップが行われ、ガラス基板１０は、第１冷却室７ａから第２冷却室７ｂへ搬送される。
【００３５】
図２（ｄ）は、第２冷却室７ｂにおける冷却制御ステップを示している。第２冷却室７ｂにおける冷却制御ステップは、制御装置９の制御に基づく冷却が行われる点で、第１冷却室７ａにおける冷却ステップと異なる。まず、制御装置９が検出したガラス基板１０の形状に応じ、上側給気口１６ａと下側給気口１６ｂとから給気される冷却空気の量を決定する。例えば、ガラス基板１０の端部が上側に反っている場合は、反りを緩和するために、下側給気口１６ｂからの冷却空気の増量や上側給気口１６ａからの冷却空気の減量が行われる。それに伴い、上側排気口１７ａ及び下側排気口１７ｂからの排気量も適宜変更される。給気口１６からの給気量の制御は、例えば冷却空気を供給するためのファン（図示略）の回転数やダンパ（図示略）の開度などによって行う。また、排気口１７からの排気量の制御は、例えば排気口１７のダンパ（図示略）の開度などによって行う。また、ガラス基板１０の端部が下側に反っている場合は、逆の制御を行う。
【００３６】
冷却制御ステップの終了後、または冷却制御ステップ中に、第２冷却室７ｂにおいて再び測定ステップが行われる。そのあとの搬送ステップによって、ガラス基板１０は第３冷却室７ｃ搬送され、第２冷却室７ｂでの計測結果に基づいて第３冷却室７ｃにおいても同様に冷却制御ステップが行われる。このような測定ステップと冷却制御ステップを第３冷却室７ｃ以降も繰り返すことにより、ガラス基板１０の状態に応じ、反りが緩和されながら冷却することが可能になる。したがって、歪や割れを抑制してガラス基板１０の焼成を行うことが可能になる。
【００３７】
ここで、以上の説明は、１枚のガラス基板１０のみが順次搬送され、冷却される例で行ったが、実際に実施する場合には、第１冷却室７ａへのガラス基板１０の搬送ステップが終了した段階で、リフター１５によって、上段通路２を経て焼成された別のガラス基板１０を搬送して、順次連続的にガラス基板１０の冷却を行う。この場合も上記に準じて冷却を行うことが可能である。
【００３８】
なお、センサー１８によってガラスの表面の高さを測定し、その結果を用いてガラス基板１０の反り状態を検出して冷却制御を行う例を示したが、ガラスの歪状態がわかる方法であればこの方法に限定されるものではなく、例えば、センサー１８として温度センサーを用い、ガラス基板１０の表面温度の分布によってガラス基板の歪を検出し、冷却制御を行ってもよい。さらに、セッター１１の温度分布を測定し、その結果からガラス基板の歪を検出してもよい。
【００３９】
本実施の形態では、上段通路２と下段通路３を有する焼成炉１で説明を行った。このような焼成炉１は設置面積を有効に利用できるため、大型のガラス基板１０の焼成には望ましいが、上段通路２と下段通路３を備えることは必須ではなく、一段構成の焼成炉１にも適用することができる。
【００４０】
また、冷却のための給気口１６が、ガラス基板１０の上側と下側に設置され、上下の給気量のみでガラス基板１０の冷却時の処理を制御する例を示したが、例えばガラス基板１８の各端部におけるセンサー１８などの測定手段による測定結果に応じ、複数の給気口１６からの給気量の制御を独立に行うなどの方法によって冷却場所を変更することにより、精密に、反りを抑制して冷却を行うことが可能である。
【００４１】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態における焼成炉について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部分については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施の形態と第１の実施の形態との相違点は、冷却室７でのガラス基板１０の搬送方法である。第１の実施の形態でのガラス基板１０の搬送はタクト搬送なのに対し、本実施の形態では連続搬送によってガラス基板１０を搬送する。
【００４２】
図３は、本発明の第２の実施の形態における焼成方法において、焼成ステップを示す断面図であり、焼成炉１におけるリフター室６と、リフター室６近傍の冷却室７を示した断面図である。
【００４３】
セッター１１上に載置されたガラス基板１０は、リフター１５によって上段通路２（図示略）より下段に下ろされ、図３（ａ）に示すようにローラー１４によって冷却室７に搬入される。搬入されたガラス基板１０は、ローラー１４によって連続的に冷却室７を移動する。
【００４４】
図３（ｂ）は、冷却ステップを示している。この図面におけるガラス基板１０は、直上にある上側給気口１６ａ、直下にある下側給気口１６ｂから給気される冷却空気によって冷却される。
【００４５】
図３（ｃ）は、測定ステップを示している。この図面におけるガラス基板１０は、直上にあるセンサー１８によって測定が行われる。センサー１８は、第１の実施の形態で用いたセンサー１８と基本的には同一であり、センサー１８の下部にあるガラス基板１０の表面の高さを計測し、この計測値は制御装置９へ送信される。本実施の形態では、ガラス基板１０は連続搬送により移動するため、測定は連続して行われてもよい。制御装置９は、送信される測定値を元に、ガラス基板１０の中央部に対する端部の反り状態を検出する。この検出結果を元にして、ガラス基板１０が次に通過する場所の給気口１６からの冷却空気の増量、または減量を決定する。
【００４６】
図３（ｄ）は、冷却制御ステップを示す。この図面におけるガラス基板１０の直上にある上側給気口１６ａ及び下側給気口１６ｂからの冷却空気は、測定ステップの検出結果に応じて変更され、ガラス基板１０の反りの方向が緩和するように冷却が行われる。このような測定ステップと冷却制御ステップをガラス基板１０の搬送に応じて繰り返し行うことにより、ガラス基板１０の状態に応じ、反りが緩和されながら冷却することが可能になる。したがって、歪や割れを抑制してガラス基板１０の焼成を行うことが可能になる。
【００４７】
なお、センサー１８の場所は、図５に示す場所に限定されるものではない。また、ガラス基板１０の搬送方向に複数個のセンサー１８を並設することで、より精密なガラス形状を計測することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によれば、ＰＤＰ用基板を反りや割れなどを生じさせることなく、均一に、短時間で冷却させることが可能であり、ＰＤＰの製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における焼成炉の構造を示す概略断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態における焼成方法において、焼成ステップを示す断面図
【図３】本発明の第２の実施の形態における焼成方法において、焼成ステップを示す断面図
【符号の説明】
【００５０】
１    焼成炉
２    上段通路
３    下段通路
５    加熱室
７    冷却室
７ａ    第１冷却室
７ｂ    第２冷却室
７ｃ    第３冷却室
９    制御装置
１０    ガラス基板
１１    セッター
１３    ヒーター
１４    ローラー
１６    給気口
１６ａ    上側給気口
１６ｂ    下側給気口
１７    排気口
１７ａ    上側排気口
１７ｂ    下側排気口
１８    センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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