CN100401859C - 除静电方法、除静电装置及基板的防静电方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种以简单高效的方式对绝缘体实行有效的除静电的除静电方法和除静电装置。其设置有对绝缘体(10)的正面从垂直方向照射硬X射线的硬X射线发生装置(5)。硬X射线发生装置(5)照射大于等于0.05且小于1的硬X射线。硬X射线离子化绝缘体(10)正面的空气来对绝缘体(10)正面的电荷进行除静电的同时，透过绝缘体(10)的透过X射线对绝缘体(10)背面的电荷进行除静电。

Description

除静电方法、除静电装置及基板的防静电方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种消除静电技术，尤其与玻璃基板的除静电方法及其装置有关。

背景技术

一直以来，在液晶显示器等中使用的玻璃基板的制造工序中，由于搬送时与传送带之间的摩擦或跟真空卡盘分离时的剥离等，在原子的未结合部分捕获电子。此外，通过将原子进行离子化，有可能让绝缘性的基板带上正电或负电。

这样，当玻璃基板带有静电时，具有吸附周围的微尘或者导致堆积在基板上的各种薄膜的绝缘破坏的缺陷。此外，当使用带有静电状态的玻璃基板来制造液晶显示器时，因玻璃基板的电荷会使液晶显示器的启动电压发生变化，从而产生改变液晶画面的亮度等的问题。

由此，作为给玻璃基板等的绝缘体除静电的方法具有利用了电晕放电的除静电方法，或者利用了软X射线的除静电方法等。利用了电晕放电的除静电方法是从放电电极产生正负离子，将离子喷射到玻璃基板上使带电电荷中和的方法。此外，利用了软X射线(波长大于等于1

)的除静电方法是由软X射线将绝缘体附近的空气离子化，通过被离子化的空气来中和绝缘体的电荷的方法。专利文献1～5公开了利用软X射线来给绝缘体除静电的方法。

专利文献1：JP特开平11-214191号公报。

专利文献2：JP特开2000-267106号公报。

专利文献3：JP特开2002-257702号公报。

专利文献4：JP特开2004-299814号公报。

专利文献5：JP特许2749202号公报。

但是，利用了电晕放电的除静电方法在喷射离子的时候，会卷起灰尘等，因此，除了不适合被使用在要求无尘的环境中之外，还存在被离子化的空气再结合的问题，除静电性能上还有问题。

图8A、图8B、图8C是说明现有的使用了软X射线的除静电方法的图。

如图8A所示，从软X射线发生装置5#照射软X射线，可以将照射区域内的空气离子化来中和绝缘体。

但是，虽然软X射线的空气离子化效率很好，但由于软X射线有容易被空气吸收的性质，所以在绝缘体和软X射线发生源之间不能设置距离，从而导致除静电范围狭窄。

此外，在将玻璃基板等从载物台上举起时、或者搬送时，在玻璃基板的背面产生剥离、摩擦带静电，从而在剥离时会发生瞬间的电位上升。因此，为了除静电，需要用于在玻璃基板和载物台之间供给被离子化的空气的间隙、或者用于照射软X射线的间隙。

例如，对如图8B所示的玻璃基板的背面，具体来说在横方向，在从右侧的软X射线发生装置5#A以及左侧的软X射线发生装置5#B照射软X射线时，在远离发生软X射线的软X射线管附近的位置，由于离子化浓度显著地发生了差异，其结果，具有产生除静电不均的可能性。

因此，想要排除除静电不均，并且进行玻璃基板等宽范围面积的除静电，则如图8C所示，需要安装多个软X射线发生装置5#，在导致设备昂贵的同时，在设置、维护上也需要花费很多时间和成本。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种除静电方法和除静电装置，其能够以简单高效的方式对绝缘体实行有效的除静电。

此外，本发明的又一目的在于提供一种防止带有静电的防静电方法以及防静电装置，其能够防止在将玻璃基板等从载物台上举起、或者搬送时产生的玻璃基板的带静电。

本发明的除静电方法是给带有静电的除静电对象物直接照射波长大于等于0.05且小于1

的硬X射线的方法。

本发明所述其他的除静电方法是将产生波长大于等于0.05且小于1

的硬X射线的硬X射线发生装置配置在能够直接照射到除静电对象物上的位置，给除静电对象物直接照射硬X射线的方法。

优选除静电对象物相当于玻璃基板。

特别是硬X射线从垂直方向直接照射带有静电的玻璃基板的正面，玻璃基板的背面由透过了玻璃基板的硬X射线来进行除静电。

本发明所述其他的除静电方法是对被贴紧放置在装载台上面的玻璃基板，从装载台的上方向垂直方向直接照射波长大于等于0.05且小于1

的硬X射线来进行除静电的方法。

本发明的防止玻璃基板带有静电的方法是在举起被贴紧放置在装载台的上面的玻璃基板时，从上述装载台的上方向垂直方向直接照射波长大于等于0.05

且小于1

的硬X射线的方法。

本发明的除静电装置具有：装载台，其装载玻璃基板；照射装置，其对被贴紧放置在装载台的上面的玻璃基板，从装载台的上方向垂直方向直接照射波长大于等于0.05

且小于1

的硬X射线。

本发明的玻璃基板的防静电装置具有：装载台，其装载玻璃基板；照射装置，其在举起被贴紧放置在装载台的上面的玻璃基板时，从装载台的上方向垂直方向直接照射波长大于等于0.05

且小于1

的硬X射线。

本发明的除静电方法以及除静电装置，给除静电对象物照射波长大于等于0.05

且小于1

的硬X射线。硬X射线，即使在与除静电对象物分开了一定距离的情况下，也能够将除静电对象物附近的气体离子化，所以可以拓宽除静电范围，并且能够以简单高效的方式有效地实行除静电。

本发明的防静电方法以及防静电装置，在举起玻璃基板时，直接照射波长大于等于0.05

且小于1

的硬X射线。硬X射线与软X射线相比较，由于玻璃基板的透过率高，所以不仅是正面，即使是背面也可以通过透过X射线进行除静电，从而可以防止剥离·摩擦带静电。

附图说明

图1是本发明实施方式的除静电装置1的概略结构图。

图2是产生硬X射线的硬X射线发生装置5的结构图。

图3是说明本发明的实施方式的除静电方法的概念图。

图4是说明比较将软X射线照射到绝缘体上的除静电时间和将硬X射线照射到绝缘体上的除静电时间的图。

图5A、图5B、图5C是说明用软X射线照射和用硬X射线照射的情况下玻璃基板的透过率的图。

图6A、图6B是说明将硬X射线和软X射线照射到玻璃基板的正面上时计测背面的电位的情况的图。

图7A、图7B是给玻璃基板照射X射线时激发形成玻璃基板材料的金属材料时的分布图。

图8A、图8B、图8C是说明现有的使用了软X射线的除静电方法的图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，对图中相同或相当部分标有相同的附图标记，不重复进行说明。

图1是本发明的实施方式的除静电装置1的概略结构图。

如图1所示，本发明的实施方式的除静电装置1具有：硬X射线发生装置5；支承作为除静电对象物的绝缘体10并被接地的载物台15；在载物台15上分开距离d的间距来保持绝缘体10且由塑料等形成的支承构件20；传感器25；与传感器25连接来计测绝缘体的表面电位的表面电位计30；数据记录器35；以及控制装置(PC)40。传感器25被设置用来计测绝缘体10的背面的表面电位。表面电位计30由在绝缘体10产生的、并被引导到传感器25的电荷计测出表面电位。在表面电位的计测为公知内容，故省略其详细说明。

另外，在硬X射线发生装置5和绝缘体10之间设置有距离Z的间距，并且硬X射线发生装置5被配置在从绝缘体10的上面的垂直方向能够直接照射硬X射线的位置。此外，绝缘体10带有静电。在本例中，作为绝缘体的一个例子，使用液晶显示器用的玻璃基板(以下也称为LCD玻璃基板)或者等离子显示器用的玻璃基板(以下也称为PDP玻璃基板)。

本发明的实施方式的除静电方法通过向绝缘体10直接照射硬X射线来进行除静电。

图2是产生硬X射线的硬X射线发生装置5的结构图。

如图2所示，硬X射线发生装置5包含：控制硬X射线发生单元50的控制部100；基于来自控制部100的指示来生成硬X射线的硬X射线发生单元50。并且，控制部100经由电缆CB1与外部电源连接，控制部100在供给用于驱动硬X射线发生单元50所需的电压的同时，输出用于控制的控制信号。硬X射线发生单元50包含：高压发生部51；X射线管冷却部52；X射线管53；以及由铅形成的保护盒。X射线管53包含灯丝54以及由钨丝等金属材料制成的对阴极55。高压产生部51给X射线管53的灯丝54供给所谓的灯丝电流，并给由钨丝等金属材料形成的对阴极55施加高电压。伴随于此，从接受了灯丝电流的供给的灯丝54向对阴极55发射热电子。然后，通过碰撞对阴极55来产生X射线。本实施方式的硬X射线发生装置5是产生波长大于等于0.05

且小于1

的硬X射线的装置。该大于等于0.05

且小于1

的波长范围是实际对玻璃基板实行除静电处理时可以使用的硬X射线的波长范围。

另外，在保护盒上设有开口孔，由此孔向外部照射X射线。此外，因为从灯丝54发射出去的热电子的99％的动能被转化为热能，所以使用X射线管冷却部52来进行冷却。作为冷却方法，可以使用空冷或者油冷方法等。

图3是说明本发明的实施方式的除静电方法的概念图。

如图3所示，本发明的实施方式的除静电方法是对绝缘体10照射来自硬X射线发生装置5的硬X射线(hard X射线)。

从硬X射线发生装置5照射的硬X射线被空气吸收而生成离子。同时在绝缘体10的附近生成的离子与绝缘体10的带电电荷发生反应而被中和。

此外，与软X射线不同，由于硬X射线直接照射到绝缘体上，按照绝缘体的原子序数，绝缘体本身产生二次电子、二次X射线以及散射X射线，使绝缘体附近的空气离子化。具体来说，通过硬X射线的照射从绝缘体所包含的过渡元素、轻元素或者重元素产生二次X射线、散射X射线以及二次电子。这些都与空气发生反应而生成离子。这样生成的离子与绝缘体上所带的电荷发生反应而中和。即，除了硬X射线，通过二次X射线、散射X射线以及二次电子进一步提高了除静电效果。

此外，由于硬X射线电离绝缘体固体，所以可以通过固体电离中和绝缘体的电荷。即，若硬X射线通过玻璃基板内，则电离玻璃材料，能够获得短路效果。因此，可以除去玻璃基板内的残留电荷。

特别是，本发明实施方式的硬X射线，与软X射线相比较是高能射线，所以很难被空气吸收，所以绝缘体与硬X射线发生装置之间的距离可以比绝缘体与软X射线之间的距离长。因此，假设从X射线管开始的照射角相等，则与软X射线方式相比，照射范围(除静电范围)被拓宽了。

图4是说明比较将软X射线照射到绝缘体上的除静电时间和将硬X射线照射到绝缘体上的除静电时间的图。

如图4所示，在距离短时，由于软X射线的空气的吸收率高，所以能有效地生成离子，所以可以在与硬X射线大致相同的很短的时间内实行除静电。

但是，如图4所示那样地如果不断增加距离的长度，则由于软X射线在近距离就都被空气吸收了，所以在绝缘体附近生成离子的比例下降，结果与硬X射线相比，除静电时间大大加长。例如，距离Z＝1000mm左右的情况下，软X射线的除静电时间是6秒而硬X射线的除静电时间是2秒。因此，在使用了硬X射线的除静电方法时，即使在拓宽了照射范围的情况下，也可以达到良好的除静电效果。

并且，从硬X射线发生装置5照射的硬X射线透过绝缘体。因此，透过了绝缘体的正面的硬X射线与背面的空气发生反应而生成离子。因为由透过的硬X射线能离子化绝缘体背面附近的空气，所以在玻璃基板等的背面带电电荷被中和。

即，通过只从玻璃基板等绝缘体的上方单侧照射硬X射线，从而不光是玻璃基板等的绝缘体的正面，乃至背面都可以同时除静电。

此外，被照射到背面的硬X射线同样也生成二次X射线、散射X射线以及二次电子，并且跟上述相同地与空气发生反应而生成离子。所生成的离子与在绝缘体10的背面上带电的电荷发生反应而被中和。

图5A、图5B、图5C是说明用软X射线照射和用硬X射线照射的情况下玻璃基板的透过率的图。

图5A表示没有设置玻璃基板时的X射线的强度。另外，在此，设定X射线发生装置的距离为Z＝200mm。

图5B表示配置了LCD玻璃基板并计测其透过率的情况。在此，将LCD玻璃基板的厚度设定为约0.7mm。

此时，由于软X射线能量较低，所以LCD玻璃的透过率极低。

图5C是配置PDP玻璃基板并计测其透过率的情况。在此，将PDP玻璃基板的厚度设定为约2.8mm。

此时，由于软X射线能量较低，所以PDP玻璃的透过率极低，只计测硬X射线。

由于硬X射线透过LCD玻璃(0.7mm)或者PDP玻璃(2.8mm)等，所以可以通过硬X射线透过绝缘体的透过X射线对玻璃基板的背面实行除静电。

另外，当在绝缘体背面下配置容易发生二次电子、二次X射线以及散射X射线的二次激发板时，则透过了绝缘体的X射线碰撞到二次激发板上，通过从二次激发板产生的二次X射线、散射X射线以及二次电子将除静电对象物背面周边的空气离子化，由此可以更加有效地进行除静电。

此外，在经过冲洗工序之后的由水浸湿的玻璃基板等绝缘体的正面带有静电的情况下，会有当照射软X射线时，绝缘体正面的表面电位成为0V，但在玻璃基板的背面由于静电感应而发生数十伏到数百伏的背面电位的情况、或者一旦停止照射软X射线则在已成为0V的正面上产生电位等现象，还有就算玻璃正面带有静电也不能在浸湿状态用软X射线完全进行除静电的情况。

图6A、图6B是说明将硬X射线照射到玻璃基板的正面上时和将软X射线照射到玻璃基板的正面上时计测背面的电位的情况的图。在此，使用如图1所示的传感器25来计测背面的表面电位。

如图6A、图6B所示，虽然除静电时间大致相同，但是用软X射线除静电时，残留有21V的电位。因此，在用软X射线除静电时，很难完全中和带有静电玻璃基板的正面和背面，而用硬X射线除静电时，因为正面和背面同时成为0V，所以可以完全中和。

特别是使用硬X射线时，无论玻璃是否是浸湿状态，都可以对玻璃的正面和背面进行除静电。

并且，在玻璃基板等从载物台上被举起或者被搬送时，在基板的背面产生剥离·摩擦带静电，所以存在剥离时瞬间电位上升的可能性。特别是在使用了软X射线时，在残存有残留电荷并且玻璃基板与载物台处于贴紧状态时，虽然很难获得用于供给被离子化的空气的间距、或者用于照射软X射线的间距，但是在使用了硬X射线时，由于在绝缘体背面下产生透过X射线以及二次电子、二次X射线以及散射X射线，可以防止在剥离时产生的剥离·摩擦带静电并抑制在玻璃基板上发生的瞬间电位的上升。

即，在玻璃基板等从载物台上被举起或者被搬送时，通过给玻璃基板照射硬X射线，可以防止玻璃基板的剥离·摩擦带静电。

图7A、图7B是给玻璃基板照射X射线时激发形成玻璃基板材料的金属材料时的分布图。

图7A是LCD玻璃基板，按照元素序号的降序出现形成LCD玻璃基板的金属Al、Si、Ca、Fe、Sr。因为软X射线的能量是10keV左右，所以不能激发金属Sr。

图7B是PDP玻璃基板，按照元素序号的降序出现形成PDP玻璃基板的金属Si、K、Ca、Fe、Sr、Zr、Ba。如上所述，因为软X射线的能量是10keV，所以不能激发用大于该能量的能量激发的金属Sr、Zr、Ba。

因此，通过照射波长约小于1

(能量大于等于12.4eV)的硬X射线，即使对这些不能被软X射线能量激发的金属也能够产生二次电子、二次X射线以及散射X射线等，所以可以期待获得比软X射线更好的除静电效果。另外，如果考虑X射线的波长越短能量越高，导致包含屏蔽结构的设备大型化，以及在X射线透过率最小的PDP玻璃基板中，X射线到达背面的必要性，则认为X射线的波长为大于等于0.05

是妥当的。

本发明的实施方式的除静电方法，因为使用能量高的硬X射线，所以与使用能量低的软X射线的情况相比较，即使在扩大照射距离或者拓宽照射角度来扩大照射范围的情况下，也可以充分地进行除静电。因此，可以减少用于对玻璃基板等大面积的绝缘体进行除静电所需的硬X射线发生装置的台数。同时也由于维修、设置变得容易而降低了整体的成本。

此外，一般的产生软X射线的X射线管，作为软X射线透过效率好的X射线窗口材料而设置有铍窗口。但是，由于铍是有害物质，所以必须有包含处理以及回收在内的从安全性和环境方面的管理，并且要注意处理。

相反，产生硬X射线的X射线管，由于没有使用有害物质，所以在处理、回收等各环节上从安全性和环境方面来说都是有利的。

另外，为了照射在上述实施方式中说明的硬X射线而给管电压施加了高电压40kV、灯丝电流0.6mA进行了实验，但是并不限定于这些数值，通过根据绝缘体的厚度等来调整数值可以获得同样的效果。

此外，在上述的实施方式中，说明了可以从玻璃基板的正面的垂直方向照射硬X射线，通过透过X射线中和背面的电荷的方法，但是并不限定于此，对于图8B所示的背面，也可以在右侧以及左侧设置硬X射线发生装置来将硬X射线照射到背面上。此时，在硬X射线的情况下，如上所述，因为有效照射距离长，所以不会发生除静电不均，也可以有效地对背面实施除静电。即，可以削减硬X射线发生装置的设置数量，并期待伴随设置成本以及维修频率降低而带来的经济效益。

此外，上述以LCD玻璃或者PDP玻璃为例进行了说明，但是并不限定于此，本发明也可以适用于SED(Surface-conduction Electron-emitter Display：表面传导型电子发射显示器)、有机EL(organic electroluminescence display：电致发光显示器)、FPD(Flat Panel Display：平板显示器)或者复印纸或者包装、捆包材料等、各种绝缘性材料或者固体、液体、气体的除静电。

并且，在上述例子中，对扩大照射距离或者拓宽照射角度来扩大照射范围的情况进行了说明，但是也可以使用平行光管、细缝或者毛细管等做成细束硬X射线光束来使照射范围变窄，从而限定固体、液体或者气体的除静电区域，可以只对所希望的区域实行上述的除静电方法。此外，通过在空间上和时间上控制该光束，可以按照用户的需求实现多种多样的防静电以及除静电方法。

此次公开的实施方法并不仅限于例示的内容。本发明的范围并不是上述说明的内容，而是通过后附的技术方案所述范围来限定，在与技术方案所述范围相同的意思以及范围内可以进行各种变更。

Claims (8)

1.一种除静电方法，其特征在于，对带有静电的除静电对象物直接照射波长大于等于

且小于的硬X射线。

2.如权利要求1所述的除静电方法，其特征在于，上述除静电对象物为玻璃基板。

3.如权利要求2所述的除静电方法，其特征在于，

上述硬X射线从垂直方向直接照射带有静电的上述玻璃基板的正面，

上述玻璃基板的背面，由透过了上述玻璃基板的上述硬X射线来进行除静电。

4.一种除静电方法，其特征在于，将产生波长大于等于且小于

的硬X射线的硬X射线发生装置配置在能够直接照射到除静电对象物上的位置，并对上述除静电对象物直接照射上述硬X射线。

5.一种除静电方法，其特征在于，对被贴紧放置在装载台上面的玻璃基板，从上述装载台上面向垂直方向直接照射波长大于等于

且小于

的硬X射线，来进行除静电。

6.一种玻璃基板的防静电方法，其特征在于，在举起被贴紧放置在装载台上面的玻璃基板时，从上述装载台上面向垂直方向直接照射波长大于等于

且小于

的硬X射线。

7.一种除静电装置，其特征在于，具有：

装载台，其装载玻璃基板；

照射装置，其对被贴紧放置在上述装载台上面的玻璃基板，从上述装载台上面向垂直方向直接照射波长大于等于且小于

的硬X射线。

8.一种玻璃基板的防静电装置，其特征在于，具有：

装载台，其装载玻璃基板；

照射装置，其在举起被贴紧放置在上述装载台上面的玻璃基板时，从上述装载台上面向垂直方向直接照射波长大于等于

且小于

的硬X射线。

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