JP2007144314A - エアナイフ、基板乾燥装置、基板乾燥方法、及び基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板とエアナイフとを相対的に高速で移動しながら、少ないエア消費量で基板をむらなく均一に乾燥させる。
【解決手段】エアナイフ２０ａは、エア吹き出し口２３の前方が、基板１とほぼ平行に所定の距離Ｌだけ伸びて、基板１との間にエアの通り道２４を形成している。エア吹き出し口２３から吹き出されたエアは、エアの通り道２４を通ることにより、基板１の表面に沿って流れる。エア吹き出し口２３には、エアをエアの通り道２４へ案内する曲面２５が設けられている。エア吹き出し口２３から吹き出されたエアは、曲面２５に案内されて、矢印に示す様にエアの通り道２４へ流れる。エアナイフ２０ａは、エア吹き出し口２３の前方と後方とで段差Ｄを有し、エア吹き出し口の後方と基板１との隙間が、エアの通り道２４よりも狭くなっている。エア吹き出し口２３から吹き出されたエアが、吹き付け方向と逆方向への流れるのが防止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ装置用のパネル基板等の乾燥に用いるエアナイフ、基板乾燥装置、基板乾燥方法、及びそれらを用いた基板の製造方法に係り、特に基板を高速で移動しながら基板を乾燥させるのに好適なエアナイフ、基板乾燥装置、基板乾燥方法、及びそれらを用いた基板の製造方法に関する。

液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置等の様なフラットパネルディスプレイ装置用のパネル基板の製造工程では、基板上に回路パターンやカラーフィルタ等を形成するため、現像、エッチング、剥離等の薬液処理が行われる。そして、薬液処理の前又は後には、純水等の洗浄液を用いた基板の洗浄、及び洗浄後の基板の乾燥が必要である。基板の洗浄及び乾燥を含むこれらの一連の処理は、ローラコンベア等の移動手段を用いて基板を移動しながら行われることが多く、基板の乾燥は、特許文献１あるいは特許文献２に記載の様に、エアナイフを用いて基板へエアを吹き付けることにより、洗浄液を基板の表面又は裏面から押し流して除去するのが一般的である。
特開２００５−２５１５４４号公報 特開２００１−２５５６６８号公報

基板を移動しながら基板に対して一連の処理を行う場合、タクトタイムを短縮するためには、基板の移動を高速で行う必要がある。特に、近年のフラットパネルディスプレイ装置の大画面化に伴って基板が大型化する程、タクトタイムを従来以下に抑えるためには、基板を従来よりも高速で移動しながら、基板に対して一連の処理を行わなければならない。

一般に、エアナイフからのエアの吹き付けは、基板の表面又は裏面に対して、基板の移動方向と反対側の向きに所定の入射角度で斜めに行われる。従来のエアナイフを用いた基板の乾燥では、所定の入射角度で斜めに吹き付けられたエアが、基板の表面又は裏面で反射して基板から離れてしまうため、洗浄液を押し流すのに十分な効果を発揮しないという問題があった。このため、基板の移動を高速で行うと、洗浄液の一部が基板の表面から除去しきれずに点在して残り、洗浄液の残存した部分が乾燥後にしみとなって、乾燥むらが発生するという問題があった。

この様な乾燥むらを抑制するために、従来は、エアナイフのエアの流量を多くするか、あるいは基板へ吹き付けるエアの仰角を大きくして、洗浄液を鉛直方向に押す力を大きくする必要があった。しかしながら、エアナイフのエアの流量を大きくすると、エア消費量が増大すると共に、基板上に形成したパターン等が破壊されるという問題があった。また、基板へ吹き付けるエアの仰角を大きくすると、エアがその吹き付け方向と逆方向（基板の移動方向）へも流れて、エアの損失が多くなるという問題があった。

本発明の課題は、基板とエアナイフとを相対的に高速で移動しながら、少ないエア消費量で基板をむらなく均一に乾燥させることである。また、本発明の課題は、品質の高い基板を短いタクトタイムで製造することである。

本発明のエアナイフは、エア吹き出し口を有し、エア吹き出し口から吹き出されたエアを基板へ吹き付けるエアナイフであって、エア吹き出し口から吹き出されたエアが、基板に沿って流れる様に構成したものである。

また、本発明の基板乾燥装置は、エア吹き出し口を有し、エア吹き出し口から吹き出されたエアを基板へ吹き付けるエアナイフと、基板とエアナイフとを相対的に移動する移動手段とを備えた基板乾燥装置であって、エアナイフを、エア吹き出し口から吹き出されたエアが、基板に沿って流れる様に構成したものである。

また、本発明の基板乾燥方法は、基板とエアナイフとを相対的に移動しながら、エアナイフから基板へエアを吹き付ける基板乾燥方法であって、エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアを基板に沿って流すものである。

エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアが、従来の様に基板の表面又は裏面で反射して基板から離れることなく、基板の表面又は裏面に沿って流れるので、基板の表面又は裏面の洗浄液が効果的に押し流されて除去される。

さらに、本発明のエアナイフは、エア吹き出し口の前方が、基板とほぼ平行に所定の距離だけ伸びて、基板との間にエアの通り道を形成するものである。また、本発明の基板乾燥装置は、エアナイフのエア吹き出し口の前方が、基板とほぼ平行に所定の距離だけ伸びて、基板との間にエアの通り道を形成するものである。また、本発明の基板乾燥方法は、エアナイフのエア吹き出し口の前方を、基板とほぼ平行に所定の距離だけ伸ばして、基板との間にエアの通り道を形成するものである。エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアが、基板との間に形成したエアの通り道を通ることにより、基板に沿って流れるので、簡単な構成で容易に、エアを基板に沿って流すことが可能となる。

さらに、本発明のエアナイフは、エア吹き出し口に、エアを基板との間に形成したエアの通り道へ案内する曲面を有するものである。また、本発明の基板乾燥装置は、エアナイフが、エア吹き出し口に、エアを基板との間に形成したエアの通り道へ案内する曲面を有するものである。また、本発明の基板乾燥方法は、エアナイフのエア吹き出し口に曲面を設け、エアを基板との間に形成したエアの通り道へ案内するものである。エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアが、エア吹き出し口に設けた曲面に案内されて、基板との間に形成したエアの通り道へ効率良く流れる。

さらに、本発明のエアナイフは、エア吹き出し口の前方と後方とで段差を有し、エア吹き出し口の後方と基板との隙間が、基板との間に形成したエアの通り道よりも狭いものである。また、本発明の基板乾燥装置は、エアナイフが、エア吹き出し口の前方と後方とで段差を有し、エア吹き出し口の後方と基板との隙間が、基板との間に形成したエアの通り道よりも狭いものである。また、本発明の基板乾燥方法は、エアナイフのエア吹き出し口の前方と後方とで段差を設け、エア吹き出し口の後方と基板との隙間を、基板との間に形成したエアの通り道よりも狭くするものである。エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアが、吹き付け方向と逆方向への流れるのが防止されて、基板との間に形成したエアの通り道へさらに効率良く流れる。

本発明の基板の製造方法は、上記のいずれかの基板乾燥装置又は基板乾燥方法を用いて基板を乾燥させるものである。基板とエアナイフとを相対的に高速で移動しながら、基板の乾燥がむらなく均一に行われ、品質の高い基板が短いタクトタイムで製造される。

本発明のエアナイフ、基板乾燥装置及び基板乾燥方法によれば、エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアを基板に沿って流すことにより、基板の表面又は裏面の洗浄液を効果的に押し流して除去することができる。従って、基板とエアナイフとを相対的に高速で移動しながら、少ないエア消費量で基板をむらなく均一に乾燥させることができる。

さらに、本発明のエアナイフ、基板乾燥装置及び基板乾燥方法によれば、エアナイフのエア吹き出し口の前方を、基板とほぼ平行に所定の距離だけ伸ばして、基板との間にエアの通り道を形成することにより、簡単な構成で容易に、エアを基板に沿って流すことができる。

さらに、本発明のエアナイフ、基板乾燥装置及び基板乾燥方法によれば、エアナイフのエア吹き出し口に曲面を設け、エアを基板との間に形成したエアの通り道へ案内することにより、エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアを、基板との間に形成したエアの通り道へ効率良く流すことができる。

さらに、本発明のエアナイフ、基板乾燥装置及び基板乾燥方法によれば、エアナイフのエア吹き出し口の前方と後方とで段差を設け、エア吹き出し口の後方と基板との隙間を、基板との間に形成したエアの通り道よりも狭くすることにより、エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアを、基板との間に形成したエアの通り道へさらに効率良く流すことができる。

本発明の基板の製造方法によれば、基板とエアナイフとを相対的に高速で移動しながら、基板をむらなく均一に乾燥させることができるので、品質の高い基板を短いタクトタイムで製造することができる。

図１は、本発明の一実施の形態による基板乾燥装置の概略構成を示す図である。基板乾燥装置は、複数のローラ１０、及びエアナイフ２０ａ，２０ｂを含んで構成されている。

基板１は、複数のローラ１０上に搭載され、ローラ１０の回転により矢印で示す基板移動方向へ移動される。各ローラ１０は、基板移動方向に一定の間隔で設置されており、図示しない駆動手段により所定の速度で回転する。

なお、本実施の形態では基板１を水平な状態で移動しているが、本発明はこれに限らず、基板１を水平に対して基板移動方向と直交する方向又は基板移動方向に所定の角度傾斜した状態で移動してもよい。また、基板１を移動する代わりに、エアナイフ２０ａ，２０ｂを移動することによって、基板１とエアナイフ２０ａ，２０ｂとを相対的に移動してもよい。

ローラ１０により移動される基板１の基板移動方向の上流には、図示しない基板洗浄装置が配置されている。基板洗浄装置から基板１の表面へ純水等の洗浄液が供給されて、基板１の洗浄が行われる。基板洗浄装置による洗浄後、基板１はローラ１０により基板乾燥装置へ送られる。

基板乾燥装置において、ローラ１０により移動される基板１の上方及び下方には、基板１の基板移動方向と直交する方向（図面奥行き方向）の幅に渡って、エアナイフ２０ａ，２０ｂが基板１と平行に設置されている。エアナイフ２０ａ，２０ｂは、例えば、長尺のケーシングの内部に加圧室２１を形成し、加圧室２１に通じるエア通路２２を長手方向にスリット状に設けて構成されている。図示しないエア供給源からエアナイフ２０ａ，２０ｂへ、エアが供給される。エアナイフ２０ａ，２０ｂは、エア通路２２の先端のエア吹き出し口２３から、エアを基板１の表面又は裏面へ基板移動方向と反対側の向きに所定の入射角度で斜めに、かつ長手方向に渡って均一に吹き付ける。エアナイフ２０ａから吹き付けたエアにより、基板１の表面の洗浄液が押し流されて除去される。

なお、本実施の形態では、エアナイフ２０ａ，２０ｂをそれぞれ１つだけ設けているが、エアナイフ２０ａ，２０ｂを基板移動方向に２つ以上設けてもよい。

図２は、エアナイフのエア吹き出し口を拡大して示す図である。なお、図２ではエアナイフ２０ａのエア吹き出し口２３が拡大して示されているが、エアナイフ２０ｂのエア吹き出し口２３も同様の構成である。

図２に示す様に、エアナイフ２０ａは、エア吹き出し口２３の前方が、ローラ１０により移動される基板１とほぼ平行に所定の距離Ｌだけ伸びて、基板１との間にエアの通り道２４を形成している。エア吹き出し口２３から吹き出されたエアは、このエアの通り道２４を通ることにより、基板１の表面に沿って流れる。

エア吹き出し口２３には、エアを基板１との間に形成したエアの通り道２４へ案内する曲面２５が設けられている。エア吹き出し口２３から吹き出されたエアは、この曲面２５に案内されて、矢印に示す様にエアの通り道２４へ流れる。

エアナイフ２０ａは、エア吹き出し口２３の前方と後方とで段差Ｄを有し、エア吹き出し口の後方と基板１との隙間が、エアの通り道２４よりも狭くなっている。これにより、エア吹き出し口２３から吹き出されたエアが、吹き付け方向と逆方向（基板移動方向）への流れるのが防止される。

以上説明した実施の形態によれば、エア吹き出し口２３から吹き出されたエアを、基板１に沿って流すことにより、基板１の表面又は裏面の洗浄液を効果的に押し流して除去することができる。従って、基板１とエアナイフ２０ａ，２０ｂとを相対的に高速で移動しながら、少ないエア消費量で基板１をむらなく均一に乾燥させることができる。

また、以上説明した実施の形態によれば、エア吹き出し口２３の前方を、基板１とほぼ平行に所定の距離Ｌだけ伸ばして、基板１との間にエアの通り道２４を形成することにより、簡単な構成で容易に、エアを基板１に沿って流すことができる。

さらに、以上説明した実施の形態によれば、エア吹き出し口２３に曲面２５を設け、エアを基板１との間に形成したエアの通り道２４へ案内することにより、エア吹き出し口２３から吹き出されたエアを、エアの通り道２４へ効率良く流すことができる。

さらに、以上説明した実施の形態によれば、エア吹き出し口２３の前方と後方とで段差Ｄを設け、エア吹き出し口２３の後方と基板との隙間を、基板１との間に形成したエアの通り道２４よりも狭くすることにより、エア吹き出し口２３から吹き出されたエアを、エアの通り道２４へさらに効率良く流すことができる。

図３は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＣ）法等により、ガラス基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄工程及び乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、ガラス基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図４は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、ガラス基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄工程及び乾燥工程が実施される。

本発明の基板乾燥装置又は基板乾燥方法を用いて基板を乾燥させることにより、基板とエアナイフとを相対的に高速で移動しながら、基板をむらなく均一に乾燥させることができる。従って、品質の高い基板を短いタクトタイムで製造することができる。

本発明の一実施の形態による基板乾燥装置の概略構成を示す図である。 エアナイフのエア吹き出し口を拡大して示す図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板
１０ ローラ
２０ａ，２０ｂ エアナイフ
２１ 加圧室
２２ エア通路
２３ エア吹き出し口
２４ エアの通り道
２５ 曲面

Claims (14)

1. エア吹き出し口を有し、該エア吹き出し口から吹き出されたエアを基板へ吹き付けるエアナイフであって、
   前記エア吹き出し口から吹き出されたエアが、基板に沿って流れる様に構成したことを特徴とするエアナイフ。
2. 前記エア吹き出し口の前方が、基板とほぼ平行に所定の距離だけ伸びて、基板との間にエアの通り道を形成することを特徴とする請求項１に記載のエアナイフ。
3. 前記エア吹き出し口に、エアを基板との間に形成した前記エアの通り道へ案内する曲面を有することを特徴とする請求項２に記載のエアナイフ。
4. 前記エア吹き出し口の前方と後方とで段差を有し、前記エア吹き出し口の後方と基板との隙間が、基板との間に形成した前記エアの通り道よりも狭いことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のエアナイフ。
5. エア吹き出し口を有し、該エア吹き出し口から吹き出されたエアを基板へ吹き付けるエアナイフと、
   基板と前記エアナイフとを相対的に移動する移動手段とを備えた基板乾燥装置であって、
   前記エアナイフを、前記エア吹き出し口から吹き出されたエアが、基板に沿って流れる様に構成したことを特徴とする基板乾燥装置。
6. 前記エアナイフの前記エア吹き出し口の前方が、基板とほぼ平行に所定の距離だけ伸びて、基板との間にエアの通り道を形成することを特徴とする請求項５に記載の基板乾燥装置。
7. 前記エアナイフは、前記エア吹き出し口に、エアを基板との間に形成した前記エアの通り道へ案内する曲面を有することを特徴とする請求項６に記載の基板乾燥装置。
8. 前記エアナイフは、前記エア吹き出し口の前方と後方とで段差を有し、前記エア吹き出し口の後方と基板との隙間が、基板との間に形成した前記エアの通り道よりも狭いことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の基板乾燥装置。
9. 基板とエアナイフとを相対的に移動しながら、
   エアナイフから基板へエアを吹き付ける基板乾燥方法であって、
   エアナイフのエア吹き出し口から吹き出されたエアを基板に沿って流すことを特徴とする基板乾燥方法。
10. エアナイフのエア吹き出し口の前方を、基板とほぼ平行に所定の距離だけ伸ばして、基板との間にエアの通り道を形成することを特徴とする請求項９に記載の基板乾燥方法。
11. エアナイフのエア吹き出し口に曲面を設け、エアを基板との間に形成したエアの通り道へ案内することを特徴とする請求項１０に記載の基板乾燥方法。
12. エアナイフのエア吹き出し口の前方と後方とで段差を設け、エア吹き出し口の後方と基板との隙間を、基板との間に形成したエアの通り道よりも狭くすることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の基板乾燥方法。
13. 請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の基板乾燥装置を用いて基板を乾燥させることを特徴とする基板の製造方法。
14. 請求項９乃至請求項１２のいずれか一項に記載の基板乾燥方法を用いて基板を乾燥させることを特徴とする基板の製造方法。

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