JP2011247492A - クリーンルーム - Google Patents

Abstract

【課題】内部空間の一部を局所的に高清浄度とするクリーンルームであって、単層構造とすること等により建設コストを低減することができるクリーンルームを提供すること。
【解決手段】保管設備３と製造装置とを設置するためのクリーンルーム１であって、保管設備３を設置するための局所クリーンブース１０を形成し、局所クリーンブース１０の天井に設けられたＦＦＵ１３と、局所クリーンブース１０の床面の一部のみに設けられた排気口１４と、排気口１４に対応する箇所に設けられた導出路１５と、導出路１５から導出された空気をＦＦＵ１３に向けて還流させる還流路と、製造装置４から発せられる熱を処理するＦＣＵ２２とを備える。局所クリーンブース１０の空気の一部を、一般空間２０に導入し、局所クリーンブース１０の空気の他の一部を、ＦＦＵ１３に向けて還流させる。
【選択図】図２

Description

この発明は、クリーンルームに関する。

従来、各種の工場等に設置されるクリーンルームにおいて、その内部空間の一部のみに高度な清浄環境が求められ、他の部分はそれ以下の清浄環境で足りる場合には、当該高度な清浄環境が求められる領域のみを局所的に区画し、この区画された領域の清浄度のみを高めることが行われている。

例えば、特許文献１には、クリーンルームの内部空間の一部を局所的に垂壁で区画することで恒温ゾーンを形成し、この恒温ゾーンを高清浄度とすることが開示されている。このクリーンルームにおいては、その床部を二重床とすると共に、この床部の下層の全域をリターンプレナムとし、このリターンプレナムを介して空気を循環させている。

あるいは、特許文献２には、クリーンルームの内部空間の一部を局所的にパーティションで区画することで局所クリーンスペースを形成し、この局所クリーンスペースを高清浄度とすることが開示されている。このクリーンルームにおいては、その天井の全域をシステム天井とし、その床部を二重床とし、この床部の下層の全域にリターンプレナムを設け、クリーンルームの側方にはリターンプレナムに対応した大径のリターンシャフトを設けることにより、空気を循環させていた。

特開２０００−１８６６３号公報 特開２００１−２６３７４８号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載のクリーンルームでは、床部全体を二重床とし、この床部の下層の全域にリターンプレナム等を設けて空気を循環させていたので、クリーンルームが複層構造となり、クリーンルームの建設コストが増大するという問題があった。また、システム天井やリターンシャフトを設ける必要があったので、クリーンルームの建設コストが一層増大するという問題があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、内部空間の一部を局所的に高清浄度とするクリーンルームであって、単層構造とすること等により建設コストを低減すること等ができるクリーンルームを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に記載のクリーンルームは、材料又は中間製品を一次的に保管する保管設備と、当該保管設備にて一次的に保管された材料又は中間製品を用いた製造を行う製造装置とを設置するためのクリーンルームであって、当該クリーンルームの内部空間を区画部材にて区画することにより、前記保管設備を設置するための局所クリーンブースを形成し、前記局所クリーンブースの天井に設けられたものであって、当該局所クリーンブースの内部空間を当該内部空間以外の空間である一般空間よりも高い清浄度に維持するために、当該局所クリーンブースに清浄空気を導入する空気清浄手段と、前記局所クリーンブースから空気を排気するために、前記局所クリーンブースの床面の一部のみに設けられた排気口と、前記排気口から排気された空気を導出するために、当該局所クリーンブースの床部における前記排気口に対応する箇所に設けられた導出路と、前記導出路から導出された空気を前記空気清浄手段に向けて還流させる還流路と、前記一般空間に設置された前記製造装置から発せられる熱を処理する熱処理手段とを備え、前記局所クリーンブースの空気の一部を、前記一般空間に導入し、前記局所クリーンブースの空気の他の一部を、前記排気口及び前記導出路から導出して前記還流路を介して前記空気清浄手段に向けて還流させる。

また、請求項２に記載のクリーンルームは、請求項１に記載のクリーンルームにおいて、前記局所クリーンブースの空気の一部を、前記区画部材の下部に設けた通気路を介して、前記一般空間に導入する。

また、請求項３に記載のクリーンルームは、請求項１又は２に記載のクリーンルームにおいて、前記熱処理手段を、前記一般空間における壁又は柱の近傍に配置されたものであって、上部から吸引した空気の熱処理を行って下部から吹き出す縦型の熱処理手段として構成した。

また、請求項４に記載のクリーンルームは、請求項１から３のいずれか一項に記載のクリーンルームにおいて、熱処理した外気を、前記一般空間における天井から前記空気清浄手段に向けて吹き出す導入路を設けた。

請求項１に記載のクリーンルームによれば、局所クリーンブースの内部空間の空気を空気清浄手段で高い清浄度に維持することができると共に、この空気の一部を供給することで一般空間の空気を所望の清浄度に維持することができるので、比較的高い清浄度が要求される局所クリーンブースの内部空間と、比較的低い清浄度で十分な一般空間とを、簡易な構成で並存させることができる。特に、排気口や導出路を局所クリーンブースの床部の一部のみに形成しているので、クリーンルームを単層構造とすることができ、クリーンルームの建設コストを低減することが可能となる。

また、請求項２に記載のクリーンルームによれば、局所クリーンブースの空気の一部を、通気路を介して一般空間に導入することで、一般空間の空気を所望の清浄度に維持することができる。特に、区画部材の下部に設けた通気路を介して空気を導入することで、一般空間の温度成層を維持することができるので、熱処理効率を高めることが可能となる。

また、請求項３に記載のクリーンルームによれば、一般空間の熱処理手段を、壁又は柱の近傍に配置した縦型の熱処理手段として構成したので、ダクトレスで省スペースな熱処理が可能であり、天井付近に熱処理手段を配置する場合に比べて、ダクトの敷設コストを低減できると共に、漏水により製造装置に被害を与える可能性を低減できる。また、縦型の熱処理手段を用いることで、一般空間において高さ方向の温度分布を利用して熱処理を行うことができるので、熱処理効率を高めることが可能となり、ランニングコストを低減することが可能となる。

また、請求項４に記載のクリーンルームによれば、熱処理した外気を一般空間における天井から空気清浄手段に向けて吹き出すので、局所クリーンブースの内部空間の温度上昇を防止することができる。

本発明の実施の形態１に係る単層のクリーンルームの平面図である。 クリーンルームの縦断面図である。 クリーンルームの側面図である。 実施の形態２に係る複層のクリーンルームの縦断面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明の各実施の形態を詳細に説明する。ただし、これら実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

〔実施の形態１〕
最初に、本発明の実施の形態１について説明する。この形態は、単層のクリーンルームに関する形態である。図１は、本実施の形態１に係るクリーンルームの平面図、図２は、クリーンルームの縦断面図、図３は、クリーンルームの側面図である。これら図１〜３に示すクリーンルーム１は、製造工場に設置されるものである。従来のクリーンルームは、無柱大空間を確保するためにトラス構造を用いており、この構造では、上層のクリーンルーム床の微振動対策のために多くの鉄骨を使用する必要があったのに対して、本実施の形態では、１０〜１５ｍ程度のスパンで柱２を設けた架構構造を採用することで、鉄骨の使用量を低減している。また、従来の構造では、床部をリターンプレナムで二重床構造としていたので、多くの鉄骨を使用する必要があったのに対して、本実施の形態では、後述するように排気口１４を局所クリーンブース１０の床面の一部のみに設けることで、鉄骨の使用量を低減している。

このクリーンルーム１には、保管設備３と製造装置４とが設置される。保管設備３とは、材料又は中間製品を一次的に保管するものであり、製造装置４とは、保管設備３にて一次的に保管された材料又は中間製品を用いた製造を行う装置である。特に、本実施の形態においては、液晶パネルの製造工場に設置されるクリーンルームを例示するものとし、この場合において、保管設備３は、液晶パネルを製造するための大型のガラス基板を保管する設備であって、例えば、ガラス基板を搬送するためのスタッカークレーンを備えて構成され、製造装置４は、ガラス基板を用いて液晶パネルを組み立てるための装置であって、例えば、ガラス基板に偏光フィルタや透明電極等を積層するための装置を備えて構成されている。

このような液晶パネルの製造工場に設置されるクリーンルーム１には、直線状の局所クリーンブース（クリーンストッカー）１０が複数形成されている。以下では、クリーンルーム１の内部空間のうち、局所クリーンブース１０の内部空間を局所空間１１、他の空間を一般空間２０と称する。ここで、局所空間１１には、保管設備３が設置され、一般空間２０には、製造装置４が設置される。従って、局所空間１１においては、保管設備３にて保管されるガラス基板の汚染を防止するため、一般空間２０よりも高い清浄度を維持することが要求されており、例えば、一般空間２０の清浄度がクラス１０００から１００００程度であるのに対して、局所空間１１の清浄度はクラス１０程度に維持される。また、局所空間１１においては、層流を維持することが要求されている。また、保管設備３は、製造装置４に比べて発熱量が小さいことが想定されており、従って、熱処理負荷は、局所空間１１よりも一般空間２０の方が想定されている。

局所クリーンブース１０は、クリーンルーム１の内部空間を区画部材（パーテーション、垂壁）１２にて区画することにより形成されている。この局所クリーンブース１０の天井には、空気清浄手段としてのＦＦＵ（ファン フィルタ ユニット）１３が複数並設されており（図１ではＦＦＵ１３の図示を省略する）、このＦＦＵ１３によって、一般空間２０の空気が清浄処理されて局所空間１１に供給されることで、局所空間１１の清浄度を一般空間２０よりも高清浄度に維持することができる。この目的を達成できる限りにおいて、ＦＦＵ１３の具体的な構造や循環回数は任意であるが、循環回数は、例えば、１５０回／時間以上に設定される。

局所クリーンブース１０の床面には、局所クリーンブース１０から空気を排気するための排気口１４が形成されている。この排気口１４は、例えば、直線状の局所クリーンブース１０に沿って、当該局所クリーンブース１０の床面の一部を直線状のパンチングパネルで構成することによって形成されている。ここで、排気口１４は、局所クリーンブース１０の床面の一部のみに設けられている。すなわち、後述するように、局所空間１１の空気は、その一部のみが排気口１４を介して循環され、他の部分は一般空間２０に供給されるので、排気口１４は、当該一部のみを通過させることができる程度の排気面積を形成できればよい。なお、局所空間１１の空気のうち、排気口１４を介して循環される空気量と、一般空間２０に供給される空気量との具体的な比率は、一般空間２０における所望の清浄度を維持できる限りにおいて任意であるが、例えば、７割程度が排気口１４を介して循環され、３割程度が一般空間２０に供給される。

また、局所クリーンブース１０の床部には、排気口１４から排気された空気を導出するための導出路（還気ピット）１５が形成されている。この導出路１５は、局所クリーンブース１０の床部における排気口１４に対応する箇所のみ（局所クリーンブース１０の床部の一部のみ）に設けられている。例えば、上述のように直線状の局所クリーンブース１０に沿って排気口１４が形成されている場合において、当該排気口１４に対応する直線状の還気ピットとして導出路１５が形成されている。この導出路１５は、排気口１４と同様に、局所空間１１の空気のうち、一部のみを循環させることができればよいため、この目的を奏する範囲内で、極力小さな径にて形成され、スペース効率の向上が図られている。特に、従来のクリーンルーム１においては、床部全体を二重床とし、この床部の下層の全域にリターンプレナム等を設けて空気を循環させていたので、クリーンルームが複層構造となっていたが、この実施の形態では、導出路１５を局所クリーンブース１０の床部の一部のみに形成しているので、クリーンルーム１を単層構造とすることができ、クリーンルーム１の建設コストを低減することが可能となる。

また、クリーンルーム１には、導出路１５から導出された空気を一般空間２０の上部に向けて還流させる還流路１７が設けられている。この還流路１７は、局所クリーンブース１０の長手方向の端部（導出路１５の長手方向の端部）において、導出路１５に連通されたダクトとして構成されており、局所クリーンブース１０の側方を通り、一般空間２０の天井付近に至るように形成されている。この還流路１７も、排気口１４や導出路１５と同様に、局所空間１１の空気のうち、一部のみを循環させることができればよいため、この目的を奏する範囲内で、極力小さな径にて形成され、スペース効率の向上が図られている。

また、局所クリーンブース１０を構成する区画部材１２には、局所空間１１の空気の一部を一般空間２０に導入するための通気路１６が設けられている。この通気路１６は、区画部材１２の一部をパンチングメタルで構成することによって形成されており、高清浄度の局所空間１１の空気の一部を、通気路１６を介して一般空間２０に導入することで、一般空間２０の清浄度が所望の清浄度に維持されている。従って、一般空間２０では、後述するＦＣＵ２２のＨＥＰＡフィルタを除き、空気清浄を行うための清浄手段を省略することができる。特に、通気路１６を、区画部材１２の下部に設けることで、熱処理された局所空間１１の空気の一部を、一般空間２０の下方に供給することができ、一般空間２０における温度成層を効率よく維持することができる。この通気路１６は、一般空間２０において局所クリーンブース１０に沿って配置された複数の製造装置４の相互間に対応する位置に形成されており、これら複数の製造装置４の相互間から一般空間２０に向けて空気が導入されることで、製造装置４の内部の粉塵等を巻き上げることが防止されている。ただし、この空気の導入は、製造装置４の内部を介して行うようにしてもよく、この場合には、熱処理された局所空間１１の空気の一部を、通気路１６を介して製造装置４の内部に導入することで、製造装置４の熱処理の一部を行うことができる。また、通気路１６には、ラフフィルタを設けることで、風速を所定速度以下（例えば、１ｍ／ｓ以下）とすることで、粉塵等を巻き上げることを防止するようにしてもよい。

また、一般空間２０には、熱処理した外気を、一般空間２０における天井からＦＦＵ１３に向けて吹き出す導入路２１が設けられている。すなわち、クリーンルーム１の外気を、図示しない熱処理手段にて所定温度（例えば、１７℃程度）に熱処理し、導入路２１を介して、一般空間２０の天井からＦＦＵ１３に向けて吹き出すことで、この空気をＦＦＵ１３を介して局所空間１１に供給して、局所空間１１の温度上昇を防止している。

また、一般空間２０における柱（又は壁）２の近傍には、この柱２に沿って、当該一般空間２０に設置された製造装置４から発せられる熱を処理する熱処理手段としての複数のＦＣＵ（ファン コイル ユニット）２２が配置されている。このＦＣＵ２２は、ダクトレスの縦型のＦＣＵ２２であって、その筐体の上部から吸引した高温（例えば、２８℃程度）の空気を、内部の冷却コイルを介して所定温度（例えば１６℃程度）に冷却すると共に、内部のＨＥＰＡフィルタ（図示せず）を介して清浄処理した後、その筐体の下部から吹き出すものである。このようにダクトレスのＦＣＵ２２を用いることにより、従来のように天井にダクト式のＦＣＵを設けた場合に比べて、ダクトを敷設するコストを低減できると共に、ダクトからの漏水によって製造装置４に被害を与えることを防止できる。また、縦型のＦＣＵ２２を用いることで、天井付近の高温の空気を熱処理して床付近に供給することとし、温度差（例えば、１２℃程度の温度差）を容易に形成することができるので、熱処理効率を高めることができる。なお、一般空間２０の温度分布を均一化するため、ＦＣＵ２２の下部の吹き出し口には、拡散パネルを用いることが好ましい。

このように構成されたクリーンルーム１において、局所空間１１に関しては、ＦＦＵ１３にて清浄された空気が当該局所空間１１の天井から供給され、その一部が、排気口１４、導出路１５、及び還流路１７を順次介して還流されることで、天井から床に向かうダウンフローを形成して、保管設備３から生じた粉塵等を速やかに排除し、所望の高清浄度を維持することができる。また、熱処理された外気が導入路２１を介して供給され、ＦＦＵ１３を介して局所空間１１の天井から供給されることで、保管設備３から発せられた熱が処理され、局所空間１１の温度を所望の温度に維持することができる。

また、一般空間２０に関しては、局所空間１１の高清浄度の空気の一部が、通気路１６を介して当該一般空間２０に供給されると共に、ＦＣＵ２２のＨＥＰＡフィルタによる空気清浄が行われることで、所望の清浄度を維持することができる。また、ＦＣＵ２２にて高さ方向の温度分布を利用して高効率で熱処理された空気が、一般空間２０の床付近に供給されることで、製造装置４から発せられた熱が処理され、一般空間２０の温度を所望の温度に維持することができる。

（実施の形態１の効果）
このように実施の形態１によれば、局所クリーンブース１０の内部空間の空気をＦＦＵ１３で高い清浄度に維持することができると共に、この空気の一部を供給することで一般空間２０の空気を所望の清浄度に維持することができるので、比較的高い清浄度が要求される局所クリーンブース１０の内部空間と、比較的低い清浄度で十分な一般空間２０とを、簡易な構成で並存させることができる。特に、排気口１４や導出路１５を局所クリーンブース１０の床部の一部のみに形成しているので、クリーンルーム１を単層構造とすることができ、クリーンルーム１の建設コストを低減することが可能となる。

また、局所クリーンブース１０の空気の一部を、通気路１６を介して一般空間２０に導入することで、一般空間２０の空気を所望の清浄度に維持することができる。特に、区画部材１２の下部に設けた通気路１６を介して空気を導入することで、一般空間２０の温度成層を維持することができるので、熱処理効率を高めることが可能となる。

また、一般空間２０のＦＣＵ２２を、壁又は柱の近傍に配置した縦型のＦＣＵ２２として構成したので、ダクトレスで省スペースな熱処理が可能であり、天井付近にＦＣＵ２２を配置する場合に比べて、ダクトの敷設コストを低減できると共に、漏水により製造装置４に被害を与える可能性を低減できる。また、縦型のＦＣＵ２２を用いることで、一般空間２０において高さ方向の温度分布を利用して熱処理を行うことができるので、熱処理効率を高めることが可能となり、ランニングコストを低減することが可能となる。

また、熱処理した外気を一般空間２０における天井からＦＦＵ１３に向けて吹き出すので、局所クリーンブース１０の内部空間の温度上昇を防止することができる。

〔実施の形態２〕
次に、本発明の実施の形態２について説明する。この形態は、複層のクリーンルームに関する形態である。ただし、特に説明なき構成については、実施の形態１の構成と同じであり、実施の形態１と同じ構成については、必要に応じて実施の形態１で使用したものと同じ符号を用いて、その説明を省略する。

図４は、本実施の形態２に係るクリーンルームの縦断面図である。ここでは、建屋の１階にはクリーンルーム１Ａ、建屋の２階にはクリーンルーム１Ｂがそれぞれ設けられている。これら各クリーンルーム１Ａ、クリーンルーム１Ｂは、それぞれ実施の形態１のクリーンルーム１と同様に構成されている。

２階のクリーンルーム１Ｂに関し、導出路１５は、建屋の２階を支持するトラス５に配置されており、ＦＦＵ１３にて清浄された空気が局所空間１１の天井から供給され、その一部が、排気口１４、導出路１５、及び還流路１７を順次介して還流される。

（実施の形態２の効果）
このように実施の形態２によれば、複層構造においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

〔各実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、発明の実施環境や構成の細部に応じて異なる可能性があり、上述した課題の一部のみを解決したり、上述した効果の一部のみを奏することがある。さらに、本発明によって、上述していない課題を解決したり、上述していない効果を奏することもある。

（保管設備や製造装置について）
上記実施の形態においては、クリーンルーム１を液晶パネルの製造工場に設置する例を説明したが、この他にも、クリーンルーム１は、保管設備３と製造装置４を備える任意の工場に設置することができ、当然のことながら、工場の種類や目的に応じて、保管設備３や製造装置４の具体的構成も任意に変更される。

（クリーンルームについて）
上記の例においては、クリーンルーム１を、保管設備３を中心として図示左右対称に構成しているが、左右いずれか一方の半分のみにより構成する等、他の構成を採用してもよい。

（局所クリーンブースについて）
上記実施の形態においては、局所クリーンブース１０を直線状に配置しているが、この他にも、複数の位置に点在させる等、任意に配置することができる。

１、１Ａ、１Ｂ クリーンルーム
２ 柱
３ 保管設備
４ 製造装置
５ トラス
１０ 局所クリーンブース
１１ 局所空間
１２ 区画部材
１３ ＦＦＵ
１４ 排気口
１５ 導出路
１６ 通気路
１７ 還流路
２０ 一般空間
２１ 導入路
２２ ＦＣＵ

Claims (4)

1. 材料又は中間製品を一次的に保管する保管設備と、当該保管設備にて一次的に保管された材料又は中間製品を用いた製造を行う製造装置とを設置するためのクリーンルームであって、
   当該クリーンルームの内部空間を区画部材にて区画することにより、前記保管設備を設置するための局所クリーンブースを形成し、
   前記局所クリーンブースの天井に設けられたものであって、当該局所クリーンブースの内部空間を当該内部空間以外の空間である一般空間よりも高い清浄度に維持するために、当該局所クリーンブースに清浄空気を導入する空気清浄手段と、
   前記局所クリーンブースから空気を排気するために、前記局所クリーンブースの床面の一部のみに設けられた排気口と、
   前記排気口から排気された空気を導出するために、当該局所クリーンブースの床部における前記排気口に対応する箇所に設けられた導出路と、
   前記導出路から導出された空気を前記空気清浄手段に向けて還流させる還流路と、
   前記一般空間に設置された前記製造装置から発せられる熱を処理する熱処理手段とを備え、
   前記局所クリーンブースの空気の一部を、前記一般空間に導入し、
   前記局所クリーンブースの空気の他の一部を、前記排気口及び前記導出路から導出して前記還流路を介して前記空気清浄手段に向けて還流させる、
   クリーンルーム。
2. 前記局所クリーンブースの空気の一部を、前記区画部材の下部に設けた通気路を介して、前記一般空間に導入する、
   請求項１に記載のクリーンルーム。
3. 前記熱処理手段を、前記一般空間における壁又は柱の近傍に配置されたものであって、上部から吸引した空気の熱処理を行って下部から吹き出す縦型の熱処理手段として構成した、
   請求項１又は２に記載のクリーンルーム。
4. 熱処理した外気を、前記一般空間における天井から前記空気清浄手段に向けて吹き出す導入路を設けた、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のクリーンルーム。

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