(57)【要約】【課題】熱板の温度分布を改善することにより製品の歩留まりを向上し、液晶パネルの組み立て作業効率を上げる。【解決手段】チャンバー内に設置された熱板３と、この熱板３を加熱する発熱体と、チャンバー内の空気の給排気を行う給気手段および排気手段とを備えた液晶パネル用ガラス基板の熱処理装置において、発熱体を熱板３の表面を区画した各ブロックに分割して配置し、分割したブロックの各発熱体を独立してサイクルコントローラ２１により温度調節可能とし、分割したブロックの各発熱体に温度センサを設けると共に、熱板３全体の温度分布が均一となるように各発熱体に供給する電力を制御する温度調節器２０を設ける。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に設置された熱板と、この熱板を加熱する発熱体と、前記チャンバー内の空気の給排気を行う給気手段および排気手段とを備えた液晶パネル用ガラス基板の熱処理装置において、
前記発熱体を前記熱板の表面を区画した各ブロックに分割して配置し、分割したブロックの各発熱体を独立して温度調節可能とし、
前記分割したブロックの各発熱体に温度センサを設けると共に、前記熱板全体の温度分布が均一となるように前記各発熱体に供給する電力を制御する電力制御手段を設けた
ことを特徴とする液晶パネル用ガラス基板の熱処理装置。
【請求項２】
前記電力制御手段による各発熱体の電力制御は、ヒーター電源をオン／オフするデューティー比を調整することで行うようにした請求項１記載の液晶パネル用ガラス基板の熱処理装置。
【請求項３】
前記電力制御手段による各発熱体の電力制御は、熱処理工程の初期は熱板の中央の温度が低く、周囲の温度が高くなるように設定し、所定の時間経過後に熱板全体が均一な温度となるような時間パターンで行うようにした請求項１または２に記載の液晶パネル用ガラス基板の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶テレビやパソコンの液晶ディスプレイに用いられる液晶パネルの製造過程における熱処理工程をむらなく行うことのできる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶テレビや液晶ディスプレイに用いられる液晶の製造に当たっては、ガラス基板に透明導電膜を蒸着し、その上にレジスト膜を塗布した後、レジストの溶剤乾燥と樹脂成分の焼成を行う。このときのガラス基板の温度分布が、次工程のフォトリソグラフによる露光、現像後のパターン幅精度に大きく影響する。また、液晶の注入工程を行う前に、二枚のガラス基板を接着して加熱乾燥する時も、温度分布を一様にすることが重要になる。特に、近年は液晶パネルの大型化、高精細化が要求されており、ガラス基板の温度分布の均一性に対する要請が厳しくなっている。
【０００３】
図９は従来の熱処理装置の構成を示す断面図である。熱処理装置１は、チャンバー２の内部床面に断熱体４を介して熱板３が設置されたものである。熱板３の内部には、それぞれが独立して制御可能な複数のヒータが埋設されている。熱板３の上に、スペーサ５を置いて、その上にガラス基板６を載せる。ガラス基板６の表面には、透明導電膜となる金属膜７と、導電パターン形成時のマスクとなるレジスト膜８が塗布されており、熱板３を加熱することにより、ガラス基板６上のレジスト膜８が所定の膜厚で焼き付けられるようにする。このとき、レジスト膜８の溶剤から昇華物が蒸発する。
【０００４】
この昇華物が、ガラス基板６に再付着したりチャンバー２の内壁に付着しないように、図１０（ｂ）、（ｃ）に示すとおり、チャンバー２の一方に設けた給気用エアーチャンバー１１から給気し、他方に設けた排気用エアーチャンバー１２から排気する。このとき、給気用エアーチャンバー１１からは外部の低温の空気が給気されるため、図１０（ａ）に示すように、熱板３の温度は給気用エアーチャンバー１１側が冷却されて低くなり、排気用エアーチャンバー１２側は空気がチャンバー２内で加熱されるため高くなる。したがって、熱板３を均一な温度にするためには、給気用エアーチャンバー１１側のヒータを排気用エアーチャンバー１２側のヒータよりも発熱量が大きくなるように温度制御する必要がある。
【０００５】
従来においては、ガラス基板６を加熱するための熱板３を均一な温度にするのに、熱板３内部の発熱体パターンを過去の経験や実験により決定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際の生産環境下で使用条件、主に給排気量が変わると、ガラス基板６の温度分布が大きく変わることもある。
【０００７】
また、同じ発熱体パターンの熱板３でも厚みの異なる液晶パネルでは、温度分布が違う場合も多い。要求仕様値から外れた場合は再度発熱体パターンの作り替えをしなければならず、製造原価のアップや装置組み立ての時間ロスもかなり多くなっている。
【０００８】
そこで本発明が解決しようとする課題は、熱板の温度分布を改善することにより製品の歩留まりを向上し、液晶パネルの組み立て作業効率を上げることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、チャンバー内に設置された熱板と、この熱板を加熱する発熱体と、前記チャンバー内の空気の給排気を行う給気手段および排気手段とを備えた液晶パネル用ガラス基板の熱処理装置において、前記発熱体を前記熱板の表面を区画した各ブロックに分割して配置し、分割したブロックの各発熱体を独立して温度調節可能とし、前記分割したブロックの各発熱体に温度センサを設けると共に、前記熱板全体の温度分布が均一となるように前記各発熱体に供給する電力を制御する電力制御手段を設けたものである。
【００１０】
本発明においては、熱板内部の発熱体をブロックごとに分け、各々の電力量を可変することにより熱板表面の温度を調節する。発熱体の各ブロックに同じ電力を与えても、発熱体の温度分布は、チャンバー内の空気の給排気や諸条件により一様では無くなる。そこで、発熱体の温度分布が均一になるように、発熱体の各ブロックに供給する電力量を調節する。
【００１１】
前記電力制御手段による各発熱体の電力制御は、ヒーター電源をオン／オフするデューティー比を調整することで行うようにすると、発熱体に供給する電力量が変わり、熱板表面の発熱量を調整することができる。電力量のピーク値をアナログ的に調整する方法に比べて、コンピュータによるデジタル制御が容易になる。
【００１２】
前記電力制御手段による各発熱体の電力制御を、熱処理工程の初期は熱板の中央の温度が低く、周囲の温度が高くなるように設定し、所定の時間経過後に熱板全体が均一な温度となるような時間パターンで行うようにすると、熱板の上に設置されるガラス基板の表と裏の温度差による初期の反りが速やかに解消される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図８を用いて説明する。
図１は液晶パネル用ガラス基板の熱処理装置のシステム構成を示すもので、ヒータが分割して設置された熱板３と、熱板３の表面上の複数の点の温度分布を検出する温度センサと、温度センサからの検出温度に対して各ヒータの温度制御を行う温度調節器２０と、温度調節器２０の駆動出力に基づいて各ヒータに分岐させるコントロールユニット２２と、コントロールユニット２２の出力に基づき各ヒータに電力を与えるドライバーユニット２３とを有している。ドライバーユニット２３はヒーター電源２４から供給された電力を制御してヒータを駆動する。コントロールユニット２２とドライバーユニット２３をまとめてサイクルコントローラ２１とする。コントロールユニット２２は各ヒータのオン／オフ比率を設定するもので、設定時にはパーソナルコンピュータ（以下パソコンという）２５をケーブル２６で接続して比率を設定、変更する。
【００１４】
サイクルコントローラ２１は１台で１２チャンネルまで調整可能であるが、それ以上のチャンネルが必要なときは、図２に示すようにサイクルコントローラ２１をスレーブ接続して、例えば、最大７台、８４チャンネルまで拡張することができる。
図中１８はヒータ、１９は温度センサを示している。
【００１５】
図３は本実施形態の第１の機能を示すものである。空気の流れのない状態で均熱の取れた熱板３を熱処理装置に取り付け、実際に装置を稼働させると、給排気による外乱で図３（ａ）に示すように温度分布は乱れる。傾向として、給気側の温度が低く、排気側の温度は高くなる。また、給排気量が変わるたびに分布は変わってくる。
【００１６】
本発明の実施形態においては、実際の使用条件下で熱板３の温度分布をチャンネル毎（図３では９チャンネル）に調整できるようになっている。各チャンネルの温度を温度センサ１９で計測し、図３（ｂ）に示すように全チャンネルで均一の温度となるようにパソコン２５で各チャンネルのヒータのオン／オフ比率（デューティー比）を調整し、その比率にコントロールユニット２２を設定する。これにより、排気量等の使用条件が変わっても、現場で簡単にパソコンを用いて熱板３の温度分布が均一になるように調整できる。
【００１７】
図４は温度変化によるガラス基板の反りの問題を説明するための図である。（ａ）に示すように、熱板３の上に冷たいガラス基板６を載せると、ガラス基板６の表と裏で温度差が生じ、バイメタル効果により（ｂ）に示すようにガラス基板６に反りが生じる。このとき、ガラス基板６の中央部は先に熱板３に接触しているために温度が上がるが、ガラス基板６の外周部は浮き上がっているため温度が上がらず、ガラス基板６の中と外での温度差がかなり広がる。ガラス基板６の中央部が熱板３の温度に近づくにつれ、ガラス基板６の外周部も温度が高くなり、（ｃ）に示すように徐々に全体の温度が均一となり、反りが戻ってくる。ガラス基板６の温度差が無くなると、（ｄ）に示すようにガラス基板６の温度が熱板３と同じになり、完全に密着する。
【００１８】
図５は、このような温度変化によるガラス基板６の反りを短時間で解消する手法を説明するためのものである。まず、（ａ）に示すように、熱板３の中央部の温度を低く、外周部を高くしておき、ガラス基板６を載せる。そうすると、（ｂ）に示すように初めはガラス基板６の反りは多少発生するが、熱板３に温度差があるために早くなじみ、（ｃ）に示すようにガラス基板６は熱板３に完全に密着する。このタイミングで熱板３の温度分布を均一にすると、（ｄ）に示すようにガラス基板６は全体が均一に加熱される。この一連の温度分布変化のタイミング（Ｔ１〜Ｔｎ（図示の例ではｎ＝４））は、コントロールユニット２２のタイマー機能で行うことができる。
【００１９】
図６は、熱板３の温度を自動調節する手法を示す概念図である。まず、測定用ガラスの表面に複数のセンサを配置した分布測定用ガラスセンサ２７を熱板３上に起き、そのセンサ出力をコントロールユニット２２に接続し、入力する。ガラスセンサ２７により測定した温度と、予め設定しておいた温度に差があるときは、各チャンネルのヒータ出力量を調整し、設定温度に近づける。一定時間調節を行った後、出力量を固定し、今後、その調整した設定値で自動運転する。自動調節設定は不定期的に行えばよく、装置の使用条件等が変わったとき、たとえば給排気量の設定変更があったときとか、ガラス基板のサイズ、厚みが変更されたときなどに行う。
なお、温度センサとしては、感熱素子を用いる場合と、赤外線サーモグラフィによる場合がある。
【００２０】
図７はパソコン２５の設定画面の例を示すものである。図において、３０は設定画面、３１はタイマー運転パターン入力部、３２はタイマー設定値入力部、３３はタイマー減算値表示部、３４はセンサ使用チャンネルチェック部、３５はガラス基板または熱板の各チャンネルに取り付けた温度センサの温度を表示するセンサ測定温度表示部、３６は調整値設定部、３７は増減ボタン、３８は調整後ヒータ容量表示部、３９は各チャンネルヒータ容量設定部、４０は使用ヒータチェック部、４１は測定温度レンジ表示部、４２は全チャンネル合計容量表示部、４３は設定値入力ボタン、４４は運転開始ボタン、４５はタイマー運転開始ボタン、４６はコントロールユニット停止ボタン、４７は一時停止ボタンである。
【００２１】
この設定画面３０を用いて、パソコン２５でどのように設定を行うのか、図８を用いて説明する。
１．複数のパターンを用いる場合にタイマー運転パターン入力部３１にパターンの番号を入力する。
２．複数のパターンを用いる場合にタイマー設定値入力部３２に各パターン毎にタイマーの数値を入力する。
３．センサ使用チャンネルチェック部３４について、温度センサを使用するチャンネルにチェックマークを入れる。
４．サイクルコントローラ２１にヒータを接続した後、各ヒータのＷ数を各チャンネルヒータ容量設定部３９に入力する。
５．各ヒータのデューティ比を調整値設定部３６に入力する。
６．使用ヒータチェック部４０のうち、使用するヒータにチェックマークを入れる。
７．その結果、全チャンネル合計容量表示部４２に合計のＷ数が表示される。
【００２２】
このように、パソコン２５で自在に電力量を調整できるので、温度分布が外れてもその場で簡単に合わせることができる。
また、各ブロックの電力量パターンを複数メモリでき、外部信号でメモリ呼び出しできるので、自動調整も可能である。
さらに、客先での熱処理工程において使用条件（給排気量）が変わっても温度分布が常に最良の状態を維持できるようになるため、製品の色むらやドット抜け等のＮＧ品が少なくなり歩留まりの向上になる。
【００２３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、下記の効果を奏する。
【００２４】
（１）熱板内部の発熱体をブロックごとに分け、各々の電力量を可変することにより熱板表面の温度を調節して、発熱体の温度分布が均一になるように制御することができ、熱板の上に載せて加熱されるガラス基板の熱処理工程を歩留まり高く行うことができる。
【００２５】
（２）各発熱体の電力制御を、ヒーター電源をオン／オフするデューティー比を調整することで行うようにすることにより、発熱体に供給する電力量を調整して、コンピュータによるデジタル制御を容易に実現することができる。
【００２６】
（３）各発熱体の電力制御を、熱処理工程の初期は熱板の中央の温度が低く、周囲の温度が高くなるように設定し、所定の時間経過後に熱板全体が均一な温度となるような時間パターンで行うようにすることにより、熱板の上に設置されるガラス基板の表と裏の温度差による初期の反りが速やかに解消され、熱処理工程の効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る熱処理装置のシステム構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態のサイクルコントローラをスレーブ接続した例を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の第１の機能を示す説明図である。
【図４】温度変化によるガラス基板の反りの問題を説明するための図である。
【図５】図４の問題を解決する手法を示す説明図である。
【図６】熱板の温度を自動調整する手法を示す概略図である。
【図７】パソコンの設定画面の例を示す図である。
【図８】パソコンの設定画面での操作方法を説明する図である。
【図９】従来の熱処理装置の構成を示す断面図である。
【図１０】給排気による熱板の温度変化を示す説明図である。
【符号の説明】
１　熱処理装置
２　チャンバー
３　熱板
４　断熱体
５　スペーサ
６　ガラス基板
７　金属膜
８　レジスト膜
１１　給気用エアーチャンバー
１２　排気用エアーチャンバー
１８　ヒータ
１９　温度センサ
２０　温度調節器
２１　サイクルコントローラ
２２　コントロールユニット
２３　ドライバーユニット
２４　ヒーター電源
２５　パーソナルコンピュータ（パソコン）
２６　ケーブル
２７　ガラスセンサ
３０　設定画面
３１　タイマー運転パターン入力部
３２　タイマー設定値入力部
３３　タイマー減算値表示部
３４　センサ使用チャンネルチェック部
３５　ガラスセンサ測定温度表示部
３６　調整値設定部
３７　増減ボタン
３８　調整後ヒータ容量表示部
３９　各チャンネルヒータ容量設定部
４０　使用ヒータチェック部
４１　測定温度レンジ表示部
４２　全チャンネル合計容量表示部
４３　設定値入力ボタン
４４　運転開始ボタン
４５　タイマー運転開始ボタン
４６　コントロールユニット停止ボタン
４７　一時停止ボタン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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