JP2012040449A

JP2012040449A - 基板洗浄装置

Info

Publication number: JP2012040449A
Application number: JP2008323620A
Authority: JP
Inventors: Eiji Makita; 英司牧田; Toru Tanigawa; 徹谷川
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2012-03-01
Also published as: WO2010070993A1; US20110258808A1; US8789236B2

Abstract

【課題】基板にキズが発生するのを防止しつつ、安定して基板を洗浄することができる、基板洗浄装置を提供する。
【解決手段】洗浄板１と、洗浄板１を振動させる振動部２と、基板に非接触な状態で基板上を吸引し、洗浄板１の先端部１ａの近傍に吸込み口を有する吸引部３，４と、洗浄板１を基板に対して相対的に移動させる移動手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板洗浄装置に関し、特に、液晶パネルのガラス基板用基板洗浄装置に関する。

液晶パネルは、２枚のガラス基板を貼り合わせてその間に液晶を封入し、このガラス基板を所定の大きさに切断後、一方の表面に偏光板を貼り付けることにより製造される。ガラス基板を切断する工程において、切断面から発生するカレットがガラス基板の表面に付着することがある。カレットが付着した状態で偏光板を貼り付けると、偏光板とガラス基板との間に気泡が存在して液晶パネルの表示品質が低下してしまう。

ガラス基板の表面に付着したカレットを除去する液晶パネルクリーニング装置を開示した先行文献として、特許文献１〜４がある。特許文献１に開示された液晶パネルクリーニング装置は、液晶パネルの表面に対して平行な対向面を有して回転するヘッド部を備えている。ヘッド部には超硬材によって構成される平板状の刃が備えられ、その刃先には平端部が形成されている。

特許文献２に開示された液晶パネル端子クリーニング装置は、液晶パネルを位置決めする位置決め手段を備えている。特許文献３に開示された液晶ガラス基板のカレット除去装置は、刃物にモータの起動で自転と公転とを与えている。特許文献４に開示された液晶パネル用洗浄装置は、第１の吸着固定手段と第２の洗浄手段とが一体的に形成された第１のユニット、および、第２の吸着固定手段と第１の洗浄手段とが一体的に形成された第２のユニットを備えている。

図９は、従来の基板洗浄装置の動作を説明する断面模式図である。図１０は、図９で示した基板洗浄装置の刃とガラス基板との接触状態を示す側面模式図である。図１１は、基板洗浄装置に備えられる刃を示す断面模式図である。

図９に示すように、第２ガラス基板７０の上面に貼り合わされている第１ガラス基板５０の上面に、カレット６０が付着している。基板洗浄装置の刃１０の先端部１０ａは、ガラス基板５０の上面と接触している。この刃１０が、ガラス基板５０の上面を洗浄方向に相対的に移動することにより、カレット６０をガラス基板５０の上面から除去している。

そのため、刃１０の先端部１０ａとガラス基板５０との平行度が保たれていない場合には、図１０に示すように、刃１０の先端部１０ａとガラス基板５０とが局部的に接触する。図１１に示すように、基板洗浄装置に備えられる刃１０の先端部１０ａは、鋭角を有するように加工されている。刃１０は超硬材から構成されているため容易には変形しない。
特開２００２−２４４１１５号公報特開平１１−９５２４２号公報特開平１０−３９２８２号公報特開２０００−１５１８８号公報

特許文献１に記載の液晶パネルクリーニング装置では、刃が鋭角を有するように加工されているため、ガラス基板の上面に刃の先端部が局部接触すると、局所的に高い接触応力が発生してガラス基板にキズがつく場合がある。特許文献２〜４に記載のカレット除去装置においても、カレットの除去は刃物で行なうため、ガラス基板にキズがつく恐れがある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、基板にキズが発生するのを防止しつつ、安定して基板を洗浄することができる、基板洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明の基板洗浄装置は、洗浄板と、洗浄板を振動させる振動部と、基板に非接触な状態で基板上を吸引し、洗浄板の先端部の近傍に吸込み口を有する吸引部と、洗浄板を基板に対して相対的に移動させる移動手段とを備える。この基板洗浄装置では、洗浄板の先端部が基板上面に押し付けられて洗浄板が弾性的に変形し、洗浄板の先端部が基板上面に線接触または面接触した状態で、洗浄板が相対的に基板の洗浄方向に移動する。

本発明によれば、基板の上面に弾性変形可能な洗浄板を線接触または面接触させて基板を洗浄することにより、基板に洗浄板が局部接触してキズが発生するのを防止している。さらに、洗浄板を振動させながら洗浄することにより基板上面からカレットを分離しやすくし、洗浄板の先端部の近傍に吸引部を配置することにより分離したカレットが基板上面に再度付着することを防ぐため、安定して基板を洗浄することができる。

以下、この発明に基づいた実施の形態における基板洗浄装置について、図を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の一形態に係る、基板洗浄装置の構成を示す断面模式図である。図２は、本発明の実施の一形態に係る、基板洗浄装置の構成を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る基板洗浄装置の対象は、第２ガラス基板７の上面に貼り合わされている第１ガラス基板５の上面である。第１ガラス基板５の上面に、カレット６などの異物が付着している。

本発明の実施の一形態に係る基板洗浄装置は、図１，２に示すように、平板状の洗浄板１を備えている。洗浄板１には、洗浄板１を第１ガラス基板５の上面に対して繰り返し押圧するように振動させる、振動部２が接続されている。洗浄板１の先端部１ａの近傍に吸込み口を有する第１吸引部３が、洗浄板１の上方に設けられている。さらに、洗浄板１の先端部１ａの近傍に吸込み口を有する第２吸引部４が、洗浄板１の下方に設けられている。基板洗浄装置には、洗浄板１、第１吸引部３および第２吸引部４を一体的に基板に対して相対的に移動させる図示しない移動手段が備えられている。

以下、本実施の形態に係る基板洗浄装置の動作を説明する。第１ガラス基板５の上方から洗浄板１が、第１ガラス基板５の上面に所定の角度で接触するように接近させられる。洗浄板１の先端部１ａが第１ガラス基板５の上面に接した後、さらに洗浄板１は第１ガラス基板５に接近させられ、第１ガラス基板５の上面に押し付けられて弾性変形している状態にされる。このとき、第１ガラス基板５の上面にキズが発生する恐れがあるため、洗浄板１は第１ガラス基板５の端部近傍に存在する、製品にならない不要部で接触させられる。

洗浄板１は、接続されている振動部により、第１ガラス基板５の上面に対して繰り返し押圧するように振動させられる。この振動による上下移動中の洗浄板１は、常に第１ガラス基板５と接触して弾性変形した状態が維持されている。よって、洗浄板１の先端部１ａと第１ガラス基板５の上面とは、線接触または面接触した状態で維持される。そのため、洗浄板１と第１ガラス基板５との平行度にズレが生じていても、先端部１ａが第１ガラス基板５の上面に局部接触することはなく、全体的に接触する。また、振動部２が超音波を洗浄板１に印加するようにしてもよい。この場合、洗浄板１に微振動を与えることができる。

第１吸引部３および第２吸引部４は、図示しないファンなどに接続され、洗浄板１の先端部１ａの近傍に配置される吸込み口から第１ガラス基板５の上面を、第１ガラス基板５に非接触な状態で吸引する。第１吸引部３は、洗浄板１の上方に配置されるため、洗浄板１の上面または洗浄板１の先端部１ａの前面を主に吸引する。第２吸引部４は、洗浄板１の下方に配置されるため、第１ガラス基板５の上面を主に吸引する。

洗浄板１、第１吸引部３および第２吸引部４は、図示しない移動手段により一体的に基板の洗浄方向に相対的に移動させられる。たとえば、基板に対して洗浄板１を相対的に、３０ｍｍ／ｓｅｃ〜２００ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動させてもよい。このように、洗浄板１が振動しながら第１ガラス基板５の上面を相対的に移動することにより、第１ガラス基板５の上面に付着したカレット６などの異物を第１ガラス基板５から分離することができる。第１ガラス基板５から分離したカレット６などの異物は、第１吸引部３および第２吸引部４により吸引されて除去される。

本実施の形態に係る基板洗浄装置を上記の構成にすることにより、下記の効果が得られる。第１ガラス基板５の上面に洗浄板１の先端部１ａを全体的に接触させることができ、局所的に高い接触応力が発生することを防ぐことが可能となる。洗浄板１は振動しながら、第１ガラス基板５の上面を相対的に移動するため、第１ガラス基板５の上面に付着したカレット６などの異物に対して、衝撃的なせん断力を作用させることができる。そのため、第１ガラス基板５上から異物を分離する高い分離力を発揮することができる。洗浄板１が超音波振動する場合には、微振動によって、第１ガラス基板５上の小さな異物に対する分離効率の上昇が図れる。さらに、分離された異物を第１ガラス基板５上に再度付着する前に、吸引部３，４により吸引除去するため、高い洗浄能力を発揮することができる。

また、洗浄板１は弾性変形した状態で第１ガラス基板５に接触しているため、第１ガラス基板５の上面から異物を除去する際に、第１ガラス基板５の上面に対して垂直方向には緩衝材として機能し、第１ガラス基板５の上面にキズが発生しにくくすることができる。さらに、吸引部３，４は、第１ガラス基板５の上面に非接触な状態で吸引を行なうため、吸引部３，４により第１ガラス基板５にキズがつくことを防止することができる。

次に、本実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄板１について説明する。図３は、本実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄板が湾曲した状態を示す断面模式図である。図４，５は、本実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄板が屈曲した状態を示す断面模式図である。

洗浄板１を均一な板状の材料で形成した場合、洗浄の際の洗浄板１は図３に示すように、第１ガラス基板５と先端部１ａで線接触した状態で、所定の曲率で湾曲する。たとえば、洗浄板１を０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの厚さを有する、ＳＵＳ３０３またはＳＵＳ３０４などのステンレス系合金で形成することにより、図３に示すような洗浄板１が湾曲した状態で洗浄を行なうことができる。

薄い板状の材料など変形抵抗の小さい材料で形成される洗浄板１が、第１ガラス基板５の上面に、たとえば１°〜５°程度の小さい角度で接触するような場合、第１ガラス基板５と先端部１ａとが面接触することもある。なお、洗浄板１の先端部１ａでは、ばりなどの凸凹は除去されている。この場合には、洗浄板１は弾性変形した状態で第１ガラス基板５に接触し、第１ガラス基板５と洗浄板１との接触面積が大きいため第１ガラス基板５の上面にかかる接触応力が低くなる。

これらの洗浄板１を形成する材料に求められる特性は、先端部１ａにおいて硬いカレット６などの異物を繰り返し除去することができる抗張力を有する必要があるため、所定の硬さ以上であることが求められる。また、第１ガラス基板５の上面にキズをつけずに洗浄板１が湾曲する必要があるため、所定の変形抵抗を有する必要がある。さらに、振動に耐えうる疲労性能および湿式の洗浄に対応できる耐食性が求められる。これらの特性を有する金属製の薄板または樹脂製の複合材料などが、洗浄板１の材料として使用できる。上述のように、ＳＵＳ３０３またはＳＵＳ３０４などのステンレス鋼を用いてもよい。

洗浄板１を上記の構成にすることにより、洗浄の際、洗浄板１は湾曲して先端部１ａが第１ガラス基板５の上面に線接触または面接触する。このような洗浄板１が湾曲した状態において、第１ガラス基板５の上面を洗浄することによって下記の効果が得られる。

第１ガラス基板５の上面に洗浄板１の先端部１ａを全体的に接触させることができ、局所的に高い接触応力が発生することを防ぐことが可能となる。また、洗浄板１は弾性変形した状態で第１ガラス基板５に接触しているため、第１ガラス基板５の上面に対して垂直方向には緩衝材として機能し、第１ガラス基板５の上面にキズが発生しにくくすることができる。

洗浄板１の他の構成として、図４，５に示すように、洗浄板１が屈曲して第１ガラス基板５の上面に線接触または面接触するようにしてもよい。この場合、洗浄板１と第１ガラス基板５との接触角度は、たとえば、１°〜５０°にしてもよい。この接触角度を小さくすると、第１ガラス基板５の上面のカレット６に作用するせん断力を大きくすることができる。ただし、接触角度を小さくしすぎると、洗浄板１が弾性変形しにくくなるため、洗浄対象となる基板の種類、洗浄速度および洗浄板１の材質などの条件により、適宜、接触角度を調節する必要がある。

図６は、屈曲変形可能な洗浄板の構造の一例を示した断面模式図である。図６(Ａ)は、屈曲する前の洗浄板、(Ｂ)は、ガラス基板に面接触した状態の洗浄板、(Ｃ)は、ガラス基板に線接触した状態の洗浄板を示した断面模式図である。

図６(Ａ)に示すように、屈曲変形可能な洗浄板１は、先端部１ａを含む第１領域１ｂと、先端部１ａの反対側に位置する第３領域１ｄと、第１領域１ｂおよび第３領域の間に形成される第２領域１ｃから構成されている。第１領域１ｂおよび第３領域１ｄは、変形しにくい剛性を有する材料で形成される。第２領域１ｃは、変形しやすい材料で形成される。

たとえば、第２領域１ｃをゴムなどの弾性体で形成し、第１領域１ｂおよび第３領域１ｄは、ステンレス鋼などの剛体で形成してもよい。第１領域１ｂと第２領域１ｃとの間、および、第２領域１ｃと第３領域１ｄとの間は、接着剤の塗布または焼付けなどの方法で接続してもよい。このような構造にした場合、第２領域１ｃの弾性率が第１領域１ｂおよび第３領域１ｄより高いため、第１ガラス基板５に押し付けられた洗浄板１は第２領域１ｃにおいて屈曲する。また、第２領域１ｃが弾性体で形成されているため、洗浄板１の屈曲は弾性変形になる。

または、第２領域１ｃをばねを含む蝶番で形成し、第１領域１ｂおよび第３領域１ｄは、ステンレス鋼などの剛体で形成してもよい。この場合にも、第１ガラス基板５に押し付けられた洗浄板１は第２領域１ｃにおいて屈曲する。また、第２領域１ｃがばねを含む蝶番で形成されているため、洗浄板１の屈曲は、ばねによる反力を受けて弾性変形となる。

あるいは、同一の材質で第１領域１ｂ、第２領域１ｃおよび第３領域１ｄを形成し、第２領域１ｃのみ第１領域１ｂおよび第３領域１ｄよりも薄い材料で形成してもよい。たとえば、第１領域１ｂおよび第３領域１ｄは０．２ｍｍの板厚で、第２領域１ｃは０．０５ｍｍの板厚で形成する。このような構造にした場合にも、第２領域１ｃの変形抵抗が第１領域１ｂおよび第３領域１ｄより高いため、第１ガラス基板５に押し付けられた洗浄板１は第２領域１ｃにおいて屈曲する。

洗浄板１を上記の構成にすることにより、洗浄板１は特定の箇所で屈曲して、先端部１ａが第１ガラス基板５の上面に線接触または面接触する。このような洗浄板１が屈曲した状態において、第１ガラス基板５の上面を洗浄することによって下記の効果が得られる。なお、洗浄板１の先端部１ａでは、ばりなどの凸凹は除去されている。

第１ガラス基板５の上面に洗浄板１の先端部１ａを全体的に接触させることができ、局所的に高い接触応力が発生することを防ぐことが可能となる。また、洗浄板１は弾性変形した状態で第１ガラス基板５に接触しているため、第１ガラス基板５の上面に対して垂直方向には緩衝材として機能して、第１ガラス基板５の上面にキズが発生しにくくすることができる。

図７は、吸引部を洗浄板の上方にのみ配置した基板洗浄装置を示す断面模式図である。図８は、吸引部を洗浄板の下方にのみ配置した基板洗浄装置を示す断面模式図である。図７に示すように、基板洗浄装置には、吸引部として第１吸引部３のみを設けてもよい。または、図８に示すように、基板洗浄装置には、吸引部として第２吸引部４のみを設けてもよい。どちらの場合にも、吸引部を一ヶ所にすることにより、装置コストを削減することができる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、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。

本発明の実施の一形態に係る、基板洗浄装置の構成を示す断面模式図である。本発明の実施の一形態に係る、基板洗浄装置の構成を示す斜視図である。同実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄板が湾曲した状態を示す断面模式図である。同実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄板が屈曲した状態を示す断面模式図である。同実施の形態に係る基板洗浄装置の洗浄板が屈曲した状態を示す断面模式図である。屈曲変形可能な洗浄板の構造の一例を示した断面模式図である。吸引部を洗浄板の上方にのみ配置した基板洗浄装置を示す断面模式図である。吸引部を洗浄板の下方にのみ配置した基板洗浄装置を示す断面模式図である。従来の基板洗浄装置の動作を説明する断面模式図である。図９で示した基板洗浄装置の刃とガラス基板との接触状態を示す側面模式図である。基板洗浄装置に備えられる刃を示す断面模式図である。

符号の説明

１洗浄板、１ａ，１０ａ先端部、１ｂ第１領域、１ｃ第２領域、１ｄ第３領域、２振動部、３第１吸引部、４第２吸引部、５，５０第１ガラス基板、６，６０カレット、７，７０第２ガラス基板、１０刃。

Claims

洗浄板と、
前記洗浄板を振動させる振動部と、
基板に非接触な状態で基板上を吸引し、前記洗浄板の先端部の近傍に吸込み口を有する吸引部と、
前記洗浄板を基板に対して相対的に移動させる移動手段と
を備え、
前記洗浄板の先端部が基板上面に押し付けられて前記洗浄板が弾性的に変形し、前記洗浄板の先端部が基板上面に線接触または面接触した状態で、前記洗浄板が相対的に前記基板の洗浄方向に移動する、基板洗浄装置。
前記洗浄板の変形形態が湾曲である、請求項１に記載の基板洗浄装置。
前記洗浄板の変形形態が屈曲である、請求項１に記載の基板洗浄装置。
前記振動部が超音波を前記洗浄板に印加する、請求項１に記載の基板洗浄装置。
前記洗浄板がステンレス鋼を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の基板洗浄装置。