JP2008164856A - カラーフィルタ用基板の洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＵＶ光の照射効率が向上したカラーフィルタ用透明基板の洗浄装置及び洗浄方法を提供すること。
【解決手段】 ＵＶ光照射領域にカラーフィルタ用透明基板を搬送する搬送手段、及びＵＶ光源とＵＶ光照射窓を備えるＵＶ光照射手段を具備し、前記搬送手段は、複数のガス噴出口を有し、ガス噴出口よりガスを噴出させて前記カラーフィルタ用透明基板を浮上させ、前記ＵＶ光照射窓と前記カラーフィルタ用透明基板との間の間隔を所定の距離以下に保持し、前記ＵＶ光照射手段は、ＵＶ光照射領域に搬送されたカラーフィルタ用透明基板の表面にＵＶ光を照射し、洗浄することを特徴とするカラーフィルタ用透明基板の洗浄装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラーフィルタ用基板の洗浄装置及び洗浄方法に係り、特に、ＵＶ光の照射効率が向上したカラーフィルタ用基板の洗浄装置及び洗浄方法に関する。

携帯型機器や薄型テレビなどの高性能化に伴い、液晶ディスプレイの需要が急速に増加している。特に、カラー液晶ディスプレイの構成部材の１つとしてのカラーフィルタは、製品価格に占める割合が高いため、より一層の低価格化が求められている。

カラーフィルタの製造工程において、ガラス基板の洗浄は不可欠の工程である。洗浄方法としては、濡れ性向上のためのＵＶ光照射による洗浄、異物除去のための洗剤や超純水を用いたウエット洗浄等がある。このうち、ＵＶ光照射による洗浄は、エキシマランプ（波長１７２ｎｍ）などによりガラス基板表面に紫外光を照射することにより行っている。

図２は、ガラス基板の洗浄装置の概略を示す図である。図２において、洗浄装置は、ランプハウス１１内には複数のエキシマランプ１２を並列に配置してなり、ランプハウス１１の下面には合成石英からなる照射窓１３が設けられている。洗浄装置の下方に洗浄に供されるガラス基板１４が多数の並列搬送コロ１５により搬送されると、エキシマランプ１２が点灯し、ＵＶ光がガラス基板１４の表面に照射される。

このようなＵＶ洗浄装置において、エキシマランプ２から照射されるＵＶ光は、雰囲気中の酸素ガスを励起し、この励起酸素により洗浄効果を生じさせるが、
１）励起状態となった酸素が、大気中の酸素ガスと結合して安定状態になり易い
２）励起状態となった酸素が、大気中の水分と反応して安定状態になり易い
という現象がある。従って、雰囲気中の酸素ガス濃度や湿度が高いと洗浄効果が薄れてしまうという問題がある。また、酸素ガスや湿度はＵＶ光を吸収するため、ＵＶ光の強度も減衰するという問題がある。

そのため、エキシマランプ１２が収容されるランプハウス１１内部や、ＵＶ光照射窓１３からガラス基板までの空間に窒素ガスを循環させて酸素ガス濃度を５％程度に下げており、また、図２に示すように、ＵＶ光照射領域の前後に、窒素ガスを流して空気を遮断する窒素エアカーテン１６を設けているが、大気中の水分については、洗浄装置がクリーンルーム内にあるため、湿度を５０％以下にすることは困難である。

酸素ガスや湿度によるＵＶ光の強度の減衰は、ＵＶ光照射窓１３からガラス基板１４までの距離に大きく依存し、その距離が短いほうが洗浄効率が高い。しかし、並列搬送コロによる大形ガラス基板の搬送には、搬送面が凹凸状にバラつくため、ＵＶ光照射窓１３からガラス基板１４までの距離を３ｍｍ以下にすると、ＵＶ光照射窓１３とガラス基板１４とが接触する恐れがあるため、３ｍｍ以下の距離にすることは事実上困難である。

そのため、ＵＶ光の強度の減衰を避けることができず、洗浄効率の向上を図ることができないという問題がある。この問題を解決するため、エキシマランプ１２の本数を増やしているが、ランプ本数の増加やＵＶ光照射窓１３の面積の拡大により、装置導入コスト及びランニングコストの増加を招いてしまう。
特開２００４−４３１１０

本発明は、上記事情の下になされ、ＵＶ光照射窓とカラーフィルタ用透明基板との間の間隔を所定の距離以下に保持することにより、ＵＶ光の照射効率が向上したカラーフィルタ用透明基板の洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、ＵＶ光照射領域にカラーフィルタ用透明基板を搬送する搬送手段、及びＵＶ光源とＵＶ光照射窓を備えるＵＶ光照射手段を具備し、前記搬送手段は、複数のガス噴出口を有し、ガス噴出口よりガスを噴出させて前記カラーフィルタ用透明基板を浮上させ、前記ＵＶ光照射窓と前記カラーフィルタ用透明基板との間の間隔を所定の距離以下に保持し、前記ＵＶ光照射手段は、ＵＶ光照射領域に搬送されたカラーフィルタ用透明基板の表面にＵＶ光を照射し、洗浄することを特徴とするカラーフィルタ用透明基板の洗浄装置を提供する。

このような洗浄装置において、搬送手段は、カラーフィルタ用透明基板の搬送方向に沿って配置され、カラーフィルタ用透明基板の側面の片側叉は両側を保持してカラーフィルタ用透明基板を搬送する吸着パッド叉は搬送コロを備えることができる。

本発明の第２の態様は、ＵＶ光照射領域にカラーフィルタ用透明基板を搬送する工程、前記ＵＶ光照射領域において下方から噴出するガスにより前記カラーフィルタ用透明基板を浮上させ、前記ＵＶ光照射窓と前記カラーフィルタ用透明基板との間の間隔を所定の距離以下に保持する工程、及び前記カラーフィルタ用透明基板の上面にＵＶ光源からＵＶ光照射窓を通してＵＶ光を照射して前記カラーフィルタ用透明基板の上面を洗浄する工程を具備することを特徴とするカラーフィルタ用透明基板の洗浄方法を提供する。

以上のカラーフィルタ用透明基板の洗浄装置及び洗浄方法において、ＵＶ光源として、エキシマランプを用いることができる。また、ガスとしては、窒素ガスを用いることができる。更に、ＵＶ光照射窓とカラーフィルタ用透明基板との間の間隔を、３ｍｍ以下にすることができる。

本発明によると、カラーフィルタ用透明基板を噴出ガスにより浮上させてＵＶ光照射を行うことにより、ＵＶ光照射窓とカラーフィルタ用透明基板との間の間隔を所定の距離以下に保持することが可能となり、そのため、ＵＶ光の照射効率が向上し、初期投資コストが低く、かつランニングコストが低いカラーフィルタ用透明基板の洗浄装置及び洗浄方法が提供される。

以下、発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るＵＶ洗浄装置の概略を示す図である。図１において、洗浄装置は、ランプハウス１内には３本のエキシマランプ２を並列に配置してなり、ランプハウス１の下面には合成石英からなる照射窓３が設けられ、洗浄装置の下方に洗浄に供されるガラス基板４が搬送されると、エキシマランプ２が点灯し、ＵＶ光がガラス基板４の表面に照射されることは、従来と同様である。

従来のＵＶ洗浄装置と異なる点は、従来のＵＶ洗浄装置が、図２に示すように、ガラス基板１４を多数の並列搬送コロ１５により搬送しているのに対し、本発明の一実施形態に係るＵＶ洗浄装置では、ガラス基板４をガス浮上コンベア５により浮上させつつ搬送していることである。

ガス浮上コンベア５は、多数の噴出口を有するガス噴出プレート、例えばアルミニウム製パンチングプレートやセラミック製多孔質プレートを備えている。噴出し口から噴出するガスとしては、ＵＶ光照射窓３とガラス基板４の間の雰囲気の酸素ガス濃度を１０〜１％、例えば約５％程度を維持し、かつ及びＵＶ光の強度及び励起酸素を減衰させないようなものであればどのようなものでもよい。そのようなガスとして、不活性ガス、例えば窒素ガスまたはアルゴンを用いることができる。空気は酸素ガス濃度を５％以上にしてしまい、水蒸気は励起酸素及びＵＶ光の強度を減衰させてしまうので、好ましくない。

本実施形態では、ガス浮上コンベア５のガス噴出プレートは、３つのガス噴出領域に分けられ、中央に窒素ガスを噴出するＡ領域があり、その左右に空気を噴出するＢ及びＣ領域がある。Ａ領域はＵＶ光照射領域に対応し、酸素ガス濃度を約５％程度に低く維持するために窒素ガスを噴出させている。これに対し、Ｂ及びＣ領域は、ＵＶ光照射領域の外にあるため、酸素ガス濃度の制御は必要なく、単にガラス基板４を浮上させればよいので、安価な空気を用いることができる。なお、ＵＶ光照射領域の酸素ガス濃度を約５％程度に維持できるのであれば、Ａ〜Ｃ領域のすべてにおいて窒素ガスを用いてもよい。

なお、図２に示す例では、ＵＶ光照射領域（Ａ領域）だけでなく、その前後の領域（Ｂ、Ｃ領域）もガス浮上コンベア５としているが、前後の領域（Ｂ、Ｃ領域）については、必ずしもガス浮上コンベア５を採用しなくてもよく、従来の並列搬送コロを用いてもよい。

このように、本実施形態では、ガラス基板４を噴出ガスにより浮上させているため、従来の搬送コロを用いたコンベアのように、コンベアシャフト渡し間で発生する基板の垂れ、基板の自重による撓み、シャフト受け部の高さバラツキ等に起因する搬送面のバラツキが生ずることがなく、ガラス基板４の表面のバラツキを１ｍｍ以下に抑えることができる。そのため、ＵＶ光照射窓３とガラス基板４との間の距離を、基板面全体にわたって均一に、かつ極めて小さく維持することができる。ＵＶ光照射窓３とガラス基板４との間の距離は、従来、３ｍｍ以下にすることは、両者が部分的に接触してしまうため困難であったが、本実施形態によると、２ｍｍ以下に、例えば１００μｍ±５０μｍという小さい距離に維持することが可能である。

また、噴射ガスに窒素ガスを用いることにより、ＵＶ光照射領域を低酸素ガス濃度の窒素ガス雰囲気とすることができるため、従来用いられていた窒素ガスカーテンは不要である。

以上のようなガス浮上コンベア５によるガラス基板４の矢印の搬送方向への搬送は、図示しない駆動手段により行うことができる。例えば、ガラス基板４の搬送方向に沿ってガラス基板４の両側又は片側に配置された吸着パッド又は搬送コロによりガラス基板４を搬送することができる。即ち、吸着パッドを搬送方向に移動させることにより、又は搬送コロを回転させることにより、ガラス基板４を搬送することができる。これら吸着パッド又は搬送コロは、ガラス基板４の搬送方向を一定にするためのガイドとしての役割をも果たす。

なお、ガラス基板４は浮上しているため、水平方向への搬送のために要する力は極めて小さくて済む。

以上のように、本実施形態によると、窒素ガスを用いた浮上コンベア５を用いることでＵＶ光照射窓３とガラス基板４との間の距離を極めて小さく維持することができ、その結果、エキシマランプの照射効率を向上させて、エキシマランプの使用本数を減少させることが可能であり、装置導入コスト、ランニングコストを低減することができる。

本発明者らは、エキシマＵＶランプ（波長１７２ｎｍ）を用いてＵＶ光をガラス基板表面に照射した場合の、酸素ガス濃度（５％）によるＵＶ光の減衰と、湿度（５０％）によるＵＶ光の減衰を、ＵＶ光照射窓とガラス基板との間の距離（ｍｍ）を変化させて求めた。その結果を下記表１に示す。なお、下記表１において、合成減衰率とは、酸素ガス濃度(5%)減衰率と湿度(50%)減衰率を乗じた値である。

上記表１から、照射窓−基板間距離を小さくした場合には、照射効率が大幅に向上することがわかる。例えば、照射窓−基板間距離を２ｍｍとすることにより、照射窓−基板間距離が３ｍｍの場合の１．７３倍の照射効率が得られている。その結果、エキシマランプの本数を３分の２以下にすることが可能となり、装置コスト、ランニングコストを大幅に低減することができる。なお、上述したように、本実施形態に係る洗浄装置では、照射窓−基板間距離を１００μｍ±５０μｍに小さくすることができるため、エキシマランプの本数を更に少なくすることができる。

以上の実施形態では、ＵＶ光の光源としてエキシマランプを用いたが、本発明はこれに限らず、他の光源を用いることも可能である。

本発明の一実施形態に係るＵＶ洗浄装置の概略を示す図である。 従来のＵＶ洗浄装置の概略を示す図である。

符号の説明

１，１１…ランプハウス、２，１２…エキシマランプ、３，１３…照射窓、４，１４…ガラス基板、５…ガス浮上コンベア、１５…搬送コロ。

Claims (9)

1. ＵＶ光照射領域にカラーフィルタ用透明基板を搬送する搬送手段、及び
   ＵＶ光源とＵＶ光照射窓を備えるＵＶ光照射手段
   を具備し、前記搬送手段は、複数のガス噴出口を有し、ガス噴出口よりガスを噴出させて前記カラーフィルタ用透明基板を浮上させ、前記ＵＶ光照射窓と前記カラーフィルタ用透明基板との間の間隔を所定の距離以下に保持し、前記ＵＶ光照射手段は、ＵＶ光照射領域に搬送されたカラーフィルタ用透明基板の表面にＵＶ光を照射し、洗浄することを特徴とするカラーフィルタ用透明基板の洗浄装置。
2. 前記ＵＶ光源は、エキシマランプであることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記ガスは窒素ガスであることを特徴とする請求項１叉は２に記載の洗浄装置。
4. 前記ＵＶ光照射窓と前記カラーフィルタ用透明基板との間の間隔は、３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄装置。
5. 前記搬送手段は、前記カラーフィルタ用透明基板の搬送方向に沿って配置され、前記カラーフィルタ用透明基板の側面の片側叉は両側を支持して前記カラーフィルタ用透明基板を搬送する吸着パッド叉は搬送コロを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
6. ＵＶ光照射領域にカラーフィルタ用透明基板を搬送する工程、
   前記ＵＶ光照射領域において下方から噴出するガスにより前記カラーフィルタ用透明基板を浮上させ、前記ＵＶ光照射窓と前記カラーフィルタ用透明基板との間の間隔を所定の距離以下に保持する工程、及び
   前記カラーフィルタ用透明基板の上面にＵＶ光源からＵＶ光照射窓を通してＵＶ光を照射して前記カラーフィルタ用透明基板の上面を洗浄する工程
   を具備することを特徴とするカラーフィルタ用透明基板の洗浄方法。
7. 前記ＵＶ光源は、エキシマランプであることを特徴とする請求項６に記載の洗浄方法。
8. 前記ガスは窒素ガスであることを特徴とする請求項６叉は７に記載の洗浄方法。
9. 前記ＵＶ光照射窓と前記カラーフィルタ用透明基板との間の間隔は、３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の洗浄方法。

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