JP2014038915A - 基板の乾燥装置、及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラス基板上の洗浄液の液切れ性が良好なガラス基板の乾燥装置等を提供する。
【解決手段】洗浄後の基板２を傾斜させつつ搬送し、基板２に対して気体９を噴射する気体吹付手段３０を基板２とともに移動させつつ、基板２に対して気体９を噴射する基板２の乾燥方法であって、前記気体９を間歇的に、及び／又は増減させて噴射量が制御されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は基板を乾燥するための乾燥装置、及びその方法であって、特に、洗浄処理されたカラーフィルタ（ガラス基板）を乾燥する乾燥装置等に関する。

従来から、カラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタ等のガラス基板を洗浄し、その洗浄後の洗浄液をエアーナイフで除去する洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示す乾燥装置は、洗浄されたガラス基板を水平状態で搬送しつつ、当該ガラス基板に対してエアーナイフを移動しながら気体を吹き付けることで洗浄液を除去するものである。

特開２００９−６２９９号公報

ところで、カラーフィルタ等のガラス基板に形成されるパターンは、近年では微細化されており、エアーナイフにより一方向から気体を吹き付ける従来の手法では洗浄液が当該パターンとガラス基板との境に留まり除去できずに残ってしまう場合がある。

また、水平状態で搬送されるガラス基板に対して気体を吹き付けた場合、洗浄液が上方へと舞ってしまい、完全にガラス基板の外部へと吹き飛ばせずに、洗浄液を除去しきれないことがある。

本発明は、このような問題の解消を一つの課題とし、その目的の一例は、ガラス基板上の洗浄液の液切れ性が良好なガラス基板の乾燥装置等を提供するものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の基板（２）の乾燥装置（１０）は、洗浄後の基板に付着した洗浄液（７）を除去して前記基板を乾燥させる乾燥装置であって、前記基板を傾斜して搬送する搬送手段（１１、１５）と、前記基板に対して気体を吹き付ける気体吹付手段（３０）と、当該気体吹付手段を前記基板の搬送速度に追随して搬送経路上を移動させる移動手段（３５）と、前記気体吹付手段により吹き付ける気体の噴射タイミング又は噴射量を制御する制御手段（５０）と、を具備し、前記制御手段は、前記気体を間歇的に、及び／又は増減させて噴射量を制御することを特徴とする。

また、請求項２に記載の基板の乾燥装置は、請求項１に記載の基板の乾燥装置において、前記気体吹付手段は、複数のエアーナイフ（３０Ａ、３０Ｂ）を備え、各前記エアーナイフは、前記基板に対して異なる方向から気体を吹き付けることを特徴とする。

また、請求項３に記載の基板の乾燥装置は、請求項２に記載の基板の乾燥装置において、前記エアーナイフは、搬送方向に対して直交する方向に線対称となるように傾けて設けられている２組のエアーナイフであることを特徴とする。

また、請求項３に記載の基板の乾燥装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板の乾燥装置において、前記移動手段は、前記基板の搬送速度より遅い速度で前記気体吹付手段を移動させることを特徴とする。

また、請求項５に記載の基板の乾燥方法は、洗浄後の基板を傾斜させつつ搬送し、前記基板に対して気体を噴射する気体吹付手段を前記基板とともに移動させつつ、前記基板に対して前記気体を噴射する基板の乾燥方法であって、前記気体を間歇的に、及び／又は増減させて噴射量が制御されることを特徴とする。

本発明によれば、洗浄されたガラス基板に付着する洗浄液をほぼ完全に除去することができる。

ガラス基板の搬送形態を説明するための模式図である。 ガラス基板の洗浄・乾燥処理を説明するための模式図である。 本実施形態の搬送装置の平面を示す模式図である。 本実施形態の搬送装置の縦断面を示す模式図である。 気体の噴出場所の一例を示し、図５（ａ）は縦断面図、図５（ｂ）は平面図である。 他の実施形態の搬送装置の平面を示す模式図である。 乾燥装置の制御例を示す図である。 乾燥装置の他の制御例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本実施形態の乾燥装置１０は、ガラス基板２に対して洗浄処理及び乾燥処理を施して搬出する装置である。なお、便宜的に、図２に示す乾燥装置１０の上下方向を、乾燥装置１０の上下方向と表し、乾燥装置１０の左右方向を、前後方向と表すものとする。

ガラス基板２は、図１に示すように、基台１１によって所定方向に傾けられた姿勢で保持されつつ図１中の矢印Ａの方向に駆動ローラ１５によって搬送される。ガラス基板２に対しては、図２に示すように、洗浄用ノズル２０によって薬液や純水等の洗浄液７が噴射され、ガラス基板２の表面の洗浄が行われる。その後、ガラス基板２には、乾燥用ノズル３０（本願の気体吹付手段）によって所定の圧力に加圧された空気や不活性ガスなどの気体９が吹き付けられ、ガラス基板２に付着している洗浄液７が吹き飛ばされてガラス基板２が乾燥される。

以下、本実施形態の乾燥装置１０について詳述する。

本実施形態の乾燥装置１０は、図３及び図４に示すように、図示しないフレームに所定の角度α傾けられて取り付けられた基台１１と、この基台１１の傾斜方向下端部に設けられた駆動ローラ１５と、この基台１１のガラス基板２の搬送方向上流側に設けられる洗浄用ノズル２０と、下流側に設けられる乾燥用ノズル３０と、を備えている。

基台１１は、軸方向に所定の長さを有し、平行に配置される一対の基体１１ａ、１１ｂと、この基体１１ａ、１１ｂ間に架け渡されるようにして取り付けられ、前記ガラス基板２を下方から支持する複数の支持体１３と、を備えている。支持体１３は、基体１１ａ、１１ｂの軸方向に等間隔に配置され、この支持体１３には、複数の搬送用コロ１４が自身の軸方向において等間隔に回転自在に設けられており、この搬送コロ１４によってガラス基板２は図２中の矢印Ａの方向に移動可能となっている。

駆動ローラ１５は、ガラス基板２を傾斜状態で保持するとともに、図２中の矢印Ａの方向へ搬送する搬送手段として機能し、複数の駆動ローラ１５が図示しないベルト等の動力伝達機構部を介してモータに連結されている。このモータは、制御部５０により駆動制御され、駆動ローラ１５の回転速度が制御されることによってガラス基板２の搬送速度が制御される。

洗浄用ノズル２０は、一対の基体１１ａ、１１ｂに架け渡されるようにして取り付けられている。この洗浄用ノズル２０は、ガラス基板２の搬送方向に対して直交する方向に延びる管状部材の下端部に図示しないスリットを設け、このスリットにより下方に向けて洗浄液７をスプレー状に吹き付ける。なお、図示しないが、洗浄液７は、図示しないが洗浄液７を収容する洗浄液収容体から管状部材に供給され、制御部５０によりその供給量が制御され、洗浄液７が規定量噴射される。

乾燥用ノズル３０は、ガラス基板２の搬送方向上流側に設けられる第１のエアーナイフ３０Ａと、下流側に設けられる第２のエアーナイフ３０Ｂと、を備え、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂは、図２中の矢印に示すように、それぞれガラス基板２に対して所定の角度で異なる方向へと気体９を吹き付け、この気体９の圧力によりガラス基板２上の洗浄液７を吹き飛ばすことで乾燥させる。

これら第１及び第２のエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂは、図２及び図３に示すように、軸方向に所定の長さを有し、その長手方向をガラス基板２の搬送方向に対して所定の角度で傾斜して配置される。第１及び第２のエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂは、傾斜した状態でガラス基板２の幅方向全長に渡る長さを有し、ガラス基板２の上面に対向する端面にはその軸方向のほぼ全長にわたって開口部３２が形成されている。

この開口部３２は、図２に示すように、先端が先細り形状に形成され、その先端部３２ａにはスリット状に形成された吐出口３３を備え、図示しない気体供給源から供給される気体９を図示しない噴射機構部を介して所定の圧力又は噴射量で噴射する。なお、この気体９は、制御部５０により噴射機構部が制御されることにより気体９の圧力や噴射量が決定される。

図３に示すように、第１のエアーナイフ３０Ａに形成されている開口部３２は、ガラス基板２の搬送方向の順方向に向けて気体９が噴射されるように設けられている。一方、第２のエアーナイフ３０Ｂに形成されている開口部３２は、ガラス基板２の搬送方向と逆方向に向けて気体９が噴射されるように設けられている。

つまり、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂの開口部３２からは上記ガラス基板２の表面に気体９がそれぞれ逆方向に、しかもガラス基板２の搬送方向に対して所定の角度で噴射されるようになっている。本実施形態では、ガラス基板２の搬送方向に対する気体９の噴射角度は、基体１１ａ、１１ｂに対する各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂの取付角度によって規定されるが、開口部３２の角度のみを別体として設けてそれぞれのエアー噴射角度を調整可能にしても構わない。

各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを固定した場合、ガラス基板２は所定の速度で搬送されるため、ガラス基板２には短時間しか気体９があたらず、十分に気体９があたらずに洗浄液７が飛びきらないおそれがある。そこで、本実施形態の乾燥装置１０は、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂから噴射される気体９のガラス基板２との接触時間を延ばすため、搬送されるガラス基板２に追随するようにしてエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂをガラス基板２の移動とともに移動させる移動機構部３５（本願の移動手段）を設けている。

移動機構部３５は、図示しないが、基体１１ａ、１１ｂ上に取り付けられ、ガラス基板２の搬送方向に延びるガイド体と、このガイド体を介して各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを移動させるアクチュエータと、を備え、制御部５０によりアクチュエータを駆動制御して、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを移動させる。なお、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂは、ガラス基板２の搬送速度とほぼ同じ速度、具体的には、若干遅い速度で移動制御されることが好ましい。これにより、ガラス基板２の全面に対して気体９を長い時間接触させることができる。

また、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂの駆動タイミングを制御するために、ガラス基板２の搬送経路上には、ガラス基板２の位置を検出する位置検出手段３６が設けられている。位置検出手段３６は、例えば、光電センサであり、搬送経路における第１のエアーナイフ３０Ａの上流側に設けられる第１のセンサ３６ａと、搬送経路における第１のエアーナイフ３０Ａと第２のエアーナイフ３０Ｂの間に設けられる第２のセンサ３６ｂと、を備え、各センサ３６ａ、３６ｂは、ガラス基板２の位置を検出して、その結果を制御部５０に出力する。制御部５０は、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを搬送されるガラス基板２に対応して移動させるために、各センサ３６ａ、３６ｂにより検出された結果に基づいて移動機構部３５を駆動制御する。

制御部５０（本願の制御手段）は、主として演算機能を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）、作業用ＲＡＭ、及び各種データやプログラムを記憶するＲＯＭを備えて構成されている。そしてＣＰＵが、例えばＲＯＭに記憶された各種プログラムを実行することにより、各部を制御するとともに乾燥装置１０の全体を統括制御する。具体的には、制御部５０は、駆動ローラ１５を駆動するモータ、エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂから気体９を噴射する噴射機構部、洗浄用ノズルから洗浄液７を噴射する噴射機構部、エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを移動する移動機構部３５等と電気的に接続され、上述したように、駆動ローラ１５の駆動制御、移動機構部３５の駆動制御、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂによる気体の噴射量（風量）制御、洗浄用ノズルによる洗浄液７の噴射量（流量）制御等を行う。

本実施形態の乾燥装置１０は、上述したようにガラス基板２が傾斜されることで、洗浄液７を基台１１の下方向へと押し流すとともに、気体９を所定の方向からガラス基板２に吹き付けることによって洗浄液７をガラス基板２の下方向外部へと吹き飛ばし（排出させ）、ガラス基板２の表面を乾燥させる。

また、本実施形態の乾燥装置１０は、位置検出手段３６としての光電センサ３６ａを搬送経路におけるエアーナイフ３０Ａの上流側に配置する。光電センサ３６ａは、ガラス基板２の位置を検出して、その結果を制御部５０に出力し、制御部５０はこの検出結果に基づいてエアーナイフ３０Ａを移動させるとともに、気体９を噴出させる。

次に、上記乾燥装置１０を用いた洗浄液７の除去処理（乾燥処理）について説明する。

（１）まず、前工程において所定の処理が施されたガラス基板２が制御部５０によって駆動制御された駆動ローラ１５によって下流側へと搬送される。

このガラス基板２は、図５（ａ）に示すように、例えば、０．１〜０．５ｍｍの厚みを有し、その表面には所定のパターン７０が形成されており、このパターン７０は約数十μｍの突起７１を有している。よって、ガラス基板２の表面が洗浄液７により洗浄されると、この突起７１とガラス基板２の表面との境目に有する隅部７５に特に洗浄液７が溜まる。

（２）次に、ガラス基板２が洗浄用ノズル２０の下方に搬送されると、制御部５０によって洗浄用ノズル２０からガラス基板２の表面に対して洗浄液７が噴射され、ガラス基板２が洗浄される。

（３）次に、第１のセンサ３６ａがガラス基板２を検出すると、その検出結果を受信した制御部５０は、第１のエアーナイフ３０Ａを搬送されるガラス基板２に対応して移動させつつ、ガラス基板２の表面に対して気体９を噴射させる。さらに、第２のセンサ３６ｂがガラス基板２を検出すると、その検出結果を受信した制御部５０は、第１のエアーナイフ３０Ａからの気体９の噴射を停止させ、第２のエアーナイフ３０Ｂを搬送されるガラス基板２に対応して移動させつつ、ガラス基板２の表面に対して気体９を噴射させて、洗浄液７を吹き飛ばしてガラス基板２の表面を乾燥させる。

第１のエアーナイフ３０Ａは、ガラス基板２の搬送方向下方へと斜め方向に気体９を吹き付ける一方で、第２のエアーナイフ３０Ｂは、ガラス基板２の搬送方向と逆方向の下方へと斜め方向に気体９を吹き付ける。洗浄液７は、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂにより、気体９の噴射方向へと押し流されて、パターン７０の突起７１を超えて吹き飛ばされる。

ここで、図５（ｂ）に示すように、例えば、ガラス基板２のパターン７０が格子状に形成されている場合、上方隅部６０ｃは、ガラス基板２を傾斜して搬送することにより洗浄液７がほぼ除去される一方で、下方隅部６０ａ、６０ｂには、洗浄液７が溜まる。本実施形態では、ガラス基板２の搬送方向上流側の下方隅部６０ａは第１のエアーナイフ３０Ａにより洗浄液７が除去され、搬送方向下流側の下方隅部６０ｂは第２のエアーナイフ３０Ｂにより洗浄液７が除去される。すなわち、本実施形態に示す第１及び第２のエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂによれば、上述したように格子状に形成されたパターン７０内に留まる洗浄液７をほぼ完全に除去し、ガラス基板２を乾燥させることができる。

（４）最後に、次工程へとガラス基板２が搬送され、本実施形態の乾燥装置１０では、このような動作が順次行われることで、ガラス基板の洗浄・乾燥処理が行われる。

以上に説明したように本実施形態の乾燥装置１０によれば、ガラス基板２の傾斜搬送と、第１及び第２のエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂによる逆方向への気体９の噴射により、洗浄されたガラス基板２に付着する洗浄液７をほぼ完全に除去することが可能である。

（他の実施形態）
本実施形態の乾燥装置１０Ａは、上述した実施形態の乾燥装置１０と、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂによる気体９の噴射制御が異なるものである。具体的には、上述した実施形態の乾燥装置１０が気体９を一定の噴射量で噴射するのに対して、本実施形態の乾燥装置１０Ａは、気体９の噴射を間歇的に行う点、及び気体９の噴射量を変化させる点で異なる。

また、上記実施形態が２本のエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを用いて、各エアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを互いに異なる方向（対向する方向）に向けて気体９を噴出させる形態であるのに対して、本実施形態は１本のエアーナイフ（例えば、３０Ａ）で乾燥処理を行う点で異なる。

以下、本実施形態の乾燥装置１０Ａについて図６乃至図８を用いて詳述する。

図６に示すように、本実施形態の乾燥装置１０Ａは、図示しないフレームに所定の角度α傾けられて取り付けられた基台１１と、この基台１１の一端部に設けられた駆動ローラ１５と、この基台１１の上流側に設けられる洗浄用ノズル２０と、下流側に設けられる乾燥用ノズル３０と、を備えている。また、乾燥装置１０は、制御部５０を備え、この制御部５０により乾燥装置全体の電気的な制御が行われる。

乾燥用ノズル３０は、洗浄用ノズル２０の下流側に配置されるエアーナイフ３０Ａを備え、ガラス基板２の下方に向けて気体９を噴き付け、この気体９の圧力によりガラス基板２上に付着する洗浄液７を吹き飛ばすことで除去し、乾燥させる。

なお、エアーナイフ３０Ａの構成は、上述した第１のエアーナイフ３０Ａと同じなのでその説明は省略する。

このエアーナイフ３０Ａに形成されている開口部３２は、ガラス基板２の搬送方向と直交する方向であって傾斜方向下方に向けて気体９が噴射されるように配置されている。

そして、制御部５０は、図７に示すように、噴射のＯＮ・ＯＦＦ制御により、一定の噴射量の噴出制御と停止制御を交互に行い、ガラス基板２に対して間歇的に気体９を噴射させる。このようにエアーナイフ３０Ａにより噴射される気体９が間歇的に噴射されるようにして、ガラス基板２への気体９の接触圧力を変化させることで、洗浄液７の除去効果を高める。

また、制御部５０は、上記間歇的な噴射制御とともに、図８に示すように、気体９の噴射量を一定の周期で交互に増減制御して、ガラス基板２に接触する気体９の噴射量を変化させる。このようにエアーナイフ３０Ａにより噴射される気体９の噴射量が変化するようにして、ガラス基板２への気体９の接触圧力を変化させことで、洗浄液７の除去効果を高める。

なお、これらの気体９の噴射制御は、どちらか一方の制御方式で単独で行ってもよいが、組み合わせることによりさらに洗浄液７の除去効果を高めることができる。

次に、本実施形態の乾燥装置を用いた洗浄液の除去処理（乾燥処理）について説明する。

（１）まず、前工程において所定の処理が施されたガラス基板２が制御部５０によって駆動制御された駆動ローラ１５によって下流側へと搬送される。

（２）次に、ガラス基板２が洗浄用ノズル２０の下方に搬送されると、制御部５０によって洗浄用ノズル２０からガラス基板２の表面に対して洗浄液７が噴射され、ガラス基板２が洗浄される。

（３）次に、光電センサ３６ａがガラス基板２を検出すると、その検出結果を受信した制御部５０は、エアーナイフ３０Ａを搬送されるガラス基板２に対応して移動させつつ、ガラス基板２の表面に対して気体９を噴射させ、洗浄液７を吹き飛ばしてガラス基板２の表面を乾燥させる。

エアーナイフ３０Ａは、ガラス基板２に対して、ガラス基板２の傾斜方向下側に向けて気体９が吹き付けられる。また、気体９は上述したように、間歇的に、且つ、その噴射量を変化させながら噴射される。これにより、洗浄液７は、気体９の噴射方向へと押し流されて、パターン７０の突起７１を超えて吹き飛ばされる。

（４）最後に、次工程へとガラス基板２が搬送され、本実施形態の乾燥装置１０では、このような動作が順次行われることで、ガラス基板２の洗浄・乾燥処理が行われる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変更可能である。例えば、本実施形態と他の実施形態とを組み合わせて乾燥装置１０として適用しても構わない。具体的には、２本のエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂを用いて逆方向に気体９を噴射させるとともに、間歇的に気体９を噴射させ、さらにその噴射量を変化させる。また、第１の実施形態では対向するように２本のエアーナイフ３０Ａ、３０Ｂで気体９を噴射させるように構成されているが、１本のエアーナイフを下方向で回動させる構成としても構わない。

２ ガラス基板
７ 洗浄液
９ 気体
１０ 乾燥装置
１１ 基台
１５ 駆動ローラ
３０Ａ、３０Ｂ エアーナイフ
３５ 移動機構部

Claims (5)

1. 洗浄後の基板に付着した洗浄液を除去して前記基板を乾燥させる乾燥装置であって、
   前記基板を傾斜して搬送する搬送手段と、
   前記基板に対して気体を吹き付ける気体吹付手段と、
   当該気体吹付手段を前記基板の搬送速度に追随して搬送経路上を移動させる移動手段と、
   前記気体吹付手段により吹き付ける気体の噴射タイミング又は噴射量を制御する制御手段と、
   を具備し、
   前記制御手段は、
   前記気体を間歇的に、及び／又は増減させて噴射量を制御することを特徴とする基板の乾燥装置。
2. 前記気体吹付手段は、複数のエアーナイフを備え、
   各前記エアーナイフは、前記基板に対して異なる方向から気体を吹き付けることを特徴とする請求項１に記載の基板の乾燥装置。
3. 前記エアーナイフは、搬送方向に対して直交する方向に線対称となるように傾けて設けられている２組のエアーナイフであることを特徴とする請求項２に記載の基板の乾燥装置。
4. 前記移動手段は、前記基板の搬送速度より遅い速度で前記気体吹付手段を移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板の乾燥装置。
5. 洗浄後の基板を傾斜させつつ搬送し、前記基板に対して気体を噴射する気体吹付手段を前記基板とともに移動させつつ、前記基板に対して前記気体を噴射する基板の乾燥方法であって、前記気体を間歇的に、及び／又は増減させて噴射量が制御されることを特徴とする基板の乾燥方法。

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