JP5701002B2 - 基板支持部材及び熱処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネル等の製造に使用される熱処理装置に用いられ、ガラス基板等の矩形の板状体のワークを水平状態で保持する基板支持部材に関し、特に、液晶基板のシール硬化処理に好適な基板支持部材に関する。また、この発明は、基板支持部材を備えた熱処理装置に関する。

液晶パネル等の製造時には、矩形の板状体のワークである基板に対する熱処理が含まれる。熱処理の作業効率を向上するためには、熱処理装置内に複数枚の基板を収納することが考えられ、複数枚の基板を所定の間隔を設けて多段に積載するワーク積載装置が用いられている。ワーク積載装置は、各基板収納位置のそれぞれに基板支持部材を配置している。基板支持部材は、水平状態の基板の下面に当接する。

例えば、液晶基板の製造時には、一定の間隔で柔軟性のスペーサを配置した２枚のガラス基板の間に液晶を充填し、２枚のガラス基板をシール剤で張り合わせ、熱処理装置内で一定時間加熱してシール剤を硬化させる。

液晶基板の熱処理時に、液晶基板に対して基板支持部材から作用する応力によってスペーサが押し潰されると、２枚のガラス基板のギャップが一定にならず、表示ムラを発生する。

そこで、従来の基板支持部材として、矩形断面のステンレス製パイプの周囲をポリテトラフルオロエチレン等の収縮チューブで被覆したものがある（例えば、特許文献１参照。）。矩形断面の一面に液晶基板の底面を当接させることで、両者の接触面積を大きくし、液晶基板に作用する応力を緩和させ、スペーサの変形を防止することができるとされている。

特開２００４−１０８６７０号公報

しかし、近年、液晶基板のスペーサは柔軟性を増しており、ステンレス製パイプを基材とし、十分な弾性を備えていない薄肉の収縮チューブが液晶基板に当接する従来の基板支持部材では、柔軟性の高いスペーサの変形を防止できる程度に応力を小さくできない。このため、従来の基板支持部材は、近年の液晶基板のシール硬化処理に適さない場合がある。また、従来の基板支持部材はワーク積載装置のラックに固定されていたため、経時変化によって収縮チューブが破損した際にはラックを分解して基板支持部材を交換する必要があった。

この発明の目的は、基板に当接する耐熱樹脂チューブを着脱自在に備えることにより、基板内の柔軟性の高いスペーサの変形をも防止できるようにして液晶基板のシール硬化処理に適用でき、基板底面との当接部分の交換作業が容易な基板支持部材及び熱処理装置を提供することにある。

この発明の基板支持部材は、熱処理装置内の基板収納位置に対する基板の搬入方向に直交する方向に一定の間隔で複数配置され、基板収納位置に搬入された内部にスペーサを有する基板の底面に当接して該基板を支持する。基板支持部材は、本体、ガイド及び耐熱樹脂チューブを備えている。本体は、長手方向が搬入方向に平行な取付面を有する。ガイドは、取付面に固定され、上面及び搬入方向の両面に開放した凹部を有する。耐熱樹脂チューブは、ＰＥＥＫを素材とし、取付面に沿って上側部分を凹部の上方に露出させた状態で凹部内に挿入され、長手方向を前記取付面の前記長手方向に平行にして配置されて基板が載置された際に弾性変形を生じる。基板は、その内側に、当該基板の厚さ方向の寸法を規定するスペーサが所定間隔毎に配置されるとともに、該スペーサ間に液晶が充填される。

この構成によれば、熱処理装置内の基板収納位置において、基板は底面を複数の耐熱樹脂チューブに当接させた状態で支持される。耐熱樹脂チューブは、基板の重量によって弾性変形し、スペーサの塑性変形及び基板の厚さの変化を防止でき、液晶の表示ムラを防止できる。また、耐熱樹脂チューブは、凹部内に嵌入することで取付面に保持され、固定具を介して固定する必要がない。
スペーサとして長手方向が基板の挿入方向に平行に配置されたものを備え、スペーサの長手方向と耐熱樹脂チューブの長手方向とが平行となるようにすることが好ましい。スペーサの塑性変形及び基板の厚さの変化をより確実に防止でき、液晶の表示ムラを防止できる。

この構成において、ガイドは、例えば板金のプレス加工等で形成した専用の部材とすることもできるが、各対が互いの間に所定の間隙を設けて取付面に固定される複数対の突起で構成することで、汎用の部材を用いることができる。

また、耐熱樹脂チューブの内径よりも小径の芯材であって、耐熱樹脂チューブを貫通して耐熱樹脂チューブの周方向の一部を挟んで本体に固定される芯材を備えることが好ましい。耐熱樹脂チューブを本体に確実に固定することができる。

さらに、芯材は、耐熱樹脂チューブから露出した第１の端部でのみ本体に固定することが好ましい。芯材を本体から取り外すことなく芯材の第２の端部側から耐熱樹脂チューブを着脱することができ、耐熱樹脂チューブの交換作業を容易に行うことができる。

本発明によれば、基板内の柔軟性の高いスペーサの変形をも防止でき、液晶基板のシール硬化処理に適用できるとともに、基板底面との当接部分の交換作業を容易に行うことができる。

この発明の実施形態に係る基板収納装置の平面断面図である。 この発明の第１の実施形態に係る基板支持部材の正面断面図である。 この発明の第２の実施形態に係る基板支持部材の正面断面図である。 この発明の第３の実施形態に係る基板支持部材の正面断面図である。 この発明の第４の実施形態に係る基板支持部材の側面断面図である。

以下に、図面を参照して、この発明の実施形態に係る基板支持部材及び熱処理装置について説明する。

図１に示すように、この発明の第１の実施形態に係る基板支持部材１０は、この発明の熱処理装置１００の内部の基板収納部１１０にフレーム１１１，１１２を介して配置される。熱処理装置１００は、一例として液晶パネル用の液晶基板２００のシール硬化処理に用いられる。このため、熱処理装置１００は、図示しないヒータを備えている。熱処理装置１００の内部は、空気循環装置１０２によって均一な温度に保たれるとともに、塵埃や昇華物を除去する清浄化処理が行われる場合もある。

熱処理装置１００内には、複数の基板収納部１１０が上下方向に所定の間隔を設けて多段に構成されている。熱処理装置１００の前面には、シャッタ１０１が各基板収納部１１０に対応する上下方向の位置を選択的に開閉自在に設けられている。シャッタ１０１が開放した基板収納部１１０に、液晶基板２００が搬送装置３００の搬送アーム３０１上に載置されて搬入方向Ｘに沿って搬入される。熱処理装置１００の背面には、メンテナンス用のドア１０３，１０４が開閉自在に備えられている。

各基板収納部１１０には、例えば８本の基板支持部材１０が、長手方向を搬入方向Ｘに平行にした状態で、搬入方向Ｘに直交する方向に沿って等間隔に配置されている。各基板支持部材１０は、基板収納部１１０に挿入される搬送アーム３０１に干渉することがない位置に配置されている。

図２に示すように、基板支持部材１０は、本体１、ガイド２、薄肉チューブ３、台座４を備えている。本体１は、一例としてステンレス製角パイプで構成されており、台座４の上部に固定されている。本体１の上面は、水平な取付面１Ａにされている。ガイド２は、一例として板金のプレス加工によって断面をコの字状に形成され、底面が取付面１Ａに固定されている。ガイド２は、上面及び基板２００の搬入方向の両面に開放した凹部を形成している。

薄肉チューブ３は、この発明の耐熱樹脂チューブに相当し、耐熱樹脂、例えば、２５０℃で連続使用可能な耐熱性を有する射出成形可能な熱可塑性樹脂であるＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を素材としている。薄肉チューブ３は、ガイド２の凹部内に着脱自在に嵌入する。このとき、薄肉チューブ３の上側部分は、ガイド２の上端よりも上方に露出する。

基板支持部材１０において、薄肉チューブ３の上側部分が最も上方に位置している。このため、基板収納部１１０内に搬入された液晶基板２００は、底面を薄肉チューブ３に当接させた状態で支持される。薄肉チューブ３は、液晶基板２００の重量により、弾性変形を生じる。

基板支持部材１０は、各基板収納部１１０に搬入された液晶基板２００の底面に薄肉チューブ３を当接させて液晶基板２００を支持する。シール硬化処理を受ける液晶基板２００は、スペーサ２０３によって互いの間隔を設定された上下のガラス基板２０１，２０２の間に液晶２０４が充填されている。

ＰＥＥＫ等の耐熱樹脂製の薄肉チューブ３は、外力の作用によって容易に弾性変形を生じる。このため、図２に示すように、液晶基板２００の底面におけるスペーサ２０３の配置位置に薄肉チューブ３が当接した場合にも、薄肉チューブ３が十分に弾性変形を生じ、スペーサ２０３に大きな応力が作用することがない。スペーサ２０３が柔軟性の高い材料で構成されている場合にも、スペーサ２０３に大きな塑性変形を生じることがなく、完成後の液晶基板２００に表示ムラを生じることがない。

薄肉チューブ３は、ガイド２内に着脱自在に嵌入しているため、経時劣化による硬化や破損を生じた場合でも、容易に交換できる。ガイド２は、薄肉チューブ３の軸方向の全長に匹敵する長さであってもよく、薄肉チューブ３の軸方向に沿って複数の位置に配置することもできる。

図３に示すように、この発明の第２の実施形態に係る基板支持部材２０は、基板支持部材１０のガイド２に代えて、複数対のボルト２２を用いたものである。各対のボルト２２は、一例として金属製角パイプで構成された本体２１の上面の取付面２１Ａに、互いの間に所定の間隔を設けて螺着している。ボルト２２の頭部がこの発明の突起に相当する。各対のボルト２２の頭部の間隔を薄肉チューブ３の外径を考慮して設定することで、専用のガイド２を準備することなく汎用の部品を使用することができる。なお、この発明の突起として、ボルト２２に代えて、ピンやリベットを用いることもできる。

図４に示すように、この発明の第３の実施形態に係る基板支持部材３０は、基板支持部材２０の構成に加えて、芯材５を備えている。芯材５は、薄肉チューブ３の内径よりも小径の金属線材であり、薄肉チューブ３を貫通する。芯材５は、薄肉チューブ３の周方向の一部を軸方向の全長にわたって挟んだ状態で本体２１の取付面２１Ａに固定される。

薄肉チューブ３は、芯材５によって取付面２１Ａに固定され、基板収納部１１０に対する液晶基板２００の搬入出時に取付面２１Ａから脱落することを防止できる。

なお、芯材５によって薄肉チューブ３を取付面２１Ａに確実に固定できることを条件に、２本のボルト２２を省略することもできる。また、図２に示した構成に芯材５を適用することもできる。

図５に示すように、この発明の第４の実施形態に係る基板支持部材４０は、基板支持部材３０の構成において、芯材５を第１の端部側でのみ本体２１の取付面２１Ａに取付板６を介して固定したものである。芯材５の第２の端部は、熱処理装置１００の背面側に開放している。

薄肉チューブ３の交換時には、熱処理装置１００のドア１０３，１０４を開放し、劣化した薄肉チューブ３を取付面２１Ａから熱処理装置１００の背面側に引抜き、新たな薄肉チューブ３を内部に芯材５が貫通するように前面側に押し込む。この時、芯材５の背面側端部を芯材５の弾性変形の範囲内で上方に持ち上げることで、薄肉チューブ３の抜き差しを容易に行うことができる。これによって、薄肉チューブ３の交換作業を極めて容易に行うことができる。芯材５を用いない場合にも、熱処理装置１００の背面側から薄肉チューブ３の交換作業を行うことで、シャッタ１０１の存在によって上下方向の開放範囲が小さい熱処理装置１００の前面側からの作業よりも作業性を向上できる。

上述の実施形態の説明は、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、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許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。

１，２１−本体
１Ａ，２１Ａ−取付面
２−ガイド
３−薄肉チューブ（耐熱樹脂チューブ）
５−芯材
２２−ボルト（突起）
１０，２０，３０，４０−基板支持部材
１００−熱処理装置（基板収納装置）
２００−液晶基板
３００−搬送装置

Claims (6)

1. 熱処理装置内の基板収納位置に対する基板の搬入方向に直交する方向に一定の間隔で複数配置され、前記基板収納位置に搬入された基板の底面に当接して該基板を支持する基板支持部材であって、
   長手方向が前記搬入方向に平行な取付面を有する本体と、
   前記取付面に固定され、上面及び前記搬入方向の両面に開放した凹部を有するガイドと、
   前記取付面に沿って上側部分を前記凹部の上方に露出させた状態で前記凹部内に挿入されるＰＥＥＫを素材とした耐熱樹脂チューブであって、長手方向を前記取付面の前記長手方向に平行にして配置され、前記基板が載置された際に弾性変形を生じる耐熱樹脂チューブと、
   を備え、
   前記基板は、その内側に、当該基板の厚さ方向の寸法を規定するスペーサが所定間隔毎に配置されるとともに、該スペーサ間に液晶が充填される基板支持部材。
2. 前記スペーサとして長手方向が前記基板の挿入方向に平行に配置されるものを備え、当該スペーサの長手方向と前記耐熱樹脂チューブの長手方向とが平行となる請求項１に記載の基板支持部材。
3. 前記ガイドは、各対が互いの間に所定の間隙を設けて前記取付面に固定される複数対の突起で構成した請求項１又は２に記載の基板支持部材。
4. 前記耐熱樹脂チューブの内径よりも小径の芯材であって、前記耐熱樹脂チューブを貫通して前記耐熱樹脂チューブの周方向の一部を挟んで前記本体に固定される芯材を備えた請求項１乃至３の何れかに記載の基板支持部材。
5. 前記芯材は、前記耐熱樹脂チューブから露出した一端側でのみ前記本体に固定される請求項４に記載の基板支持部材。
6. 請求項５に記載の基板支持部材と、背面を開閉するドアと、を備え、前記芯材は前面側でのみ前記本体に固定される熱処理装置。

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