JP3728406B2 - 基板洗浄装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板洗浄装置に関し、具体的には、液晶パネルの表面に付着したカレットや封止樹脂などの異物を自動的に効率よく安定して取除くようにした基板洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネルの製造は、２枚のガラス板を貼合わせ、この貼合わせたガラス板を所定の大きさに切断した後、２枚のガラス板の間に液晶を注入して封止し、その後ガラス板の両面に偏光板を貼付けることによって行なわれる。
【０００３】
液晶パネルの製造工程において、貼合わせたガラス板を所定の大きさに切断する工程時に、切断によって発生したカレット（ガラスの粉や小さなかけら）がガラス板の表面にこびりつくように付着（固着）した状態、または２枚のガラス板間に液晶を注入した後の注入口を封止する際に封止剤が注入口付近のガラス表面に付着した状態が発生する。
【０００４】
このように液晶パネルの製造工程で、カレットや封止樹脂などの異物がガラス板の表面に付着すると、次工程の偏光板貼付けにて不良が発生するため、これらの異物を除去する必要がある。
【０００５】
上記異物を除去する従来の方式においては、水中保管されている液晶パネルが、水を散布されている清掃ステージにセットされるとともに、研磨シートが取付けられた洗浄用具に水が含められる。この洗浄用具を人が手で持ち、清掃ステージにセットされている液晶パネルに対して人手で研磨洗浄を行なう。
【０００６】
上記洗浄工程後、洗浄装置にて水を散布されている洗浄槽中で回転するブラシに液晶パネルを通過させることにより洗浄が行なわれる。これにより、液晶パネル表面のほこり、水垢などの表面付着力の弱い異物の除去が行なわれ、その後にエアナイフを通過させることで液晶パネルが乾燥される。
【０００７】
洗浄装置を通過した後、目視にて液晶パネルの表面検査が行なわれ、除去できていない異物が、カッター、または溶剤を含んだ布地にて取除かれる。
【０００８】
また、パネル表面上の異物除去方式として、人手による洗浄の他にカッター刃回転方式、シート回転研磨方式がある。
【０００９】
カッター刃回転方式は、２枚以上の刃物を有し、この刃物に自転と公転とを与えて、刃物を液晶パネルに接触させることで異物を削り落とすようにして除去する。
【００１０】
シート回転研磨方式は、シートを取り付けたステージを回転させ、このステージに上方より洗浄対象物を接触させ、回転駆動するステージ上で研磨を行う。
【００１１】
研磨テープを走行させかつ回転させることで、非研磨材が常に新しい研磨テープと接触する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した人手、カッター回転方式またはシート回転方式による従来の液晶パネル洗浄方式では、以下の問題点がある。
【００１３】
人手による洗浄作業では、作業性のばらつきが大きく、作業時間にロスタイムの発生が大きくなり、また液晶パネルの大型化によって異物除去の不安定化が顕著になるとともに作業時間のロスタイムが増大する。
【００１４】
また、カッター回転方式では、異物除去を行う対象物の表面にキズが発生しやすく、除去対象物の表面うねりなどの精度に依存し、洗浄能力にばらつきが多く、安定した除去効果が得られない。
【００１５】
また、シート回転研磨方式では、対象物のサイズが限定され、処理する対象物の大型化が難しく、シートの使用量が非常に多い。また、研磨時の圧力制御が難しく、パネルムラなどが発生しやすく、異物がシートに噛みこみキズが発生するなどの問題点がある。
【００１６】
それゆえ本発明の目的は、異物除去作業時の作業時間を短縮でき、作業能率の向上を図ることができるとともに、安定した異物の除去が行なえ、異物残りの発生がなく、基板の品質、品位を確保し、しかも基板の大型化に対処でき、作業時間の増加を抑えることのできる基板洗浄装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板洗浄装置は、基板表面上の異物を取除くための基板洗浄装置であって、シートと、ロールと、回転手段とを備えている。シートは基板表面に接触可能に配置されている。ロールにはシートが巻きつけられている。回転手段は、シートが巻きつけられたロールを基板に対して回転させるものである。
【００１８】
本発明の基板洗浄装置によれば、回転手段により自動的にシートを回転させて基板表面を洗浄することができる。このため、従来のように人手で洗浄する場合よりも異物除去時のロスタイムおよび作業時間を少なくでき、除去作業の効率を向上できるとともに洗浄の安定化を図ることができ、確実な異物除去を行なうことができる。
【００１９】
また、ロールによりシートを自動的に送ることができる。これにより、洗浄ごとに常に新しいシートの面で洗浄を行なうことができるとともに、シート送りの作業ロスを防ぐことができる。
【００２０】
上記の基板洗浄装置において好ましくは、シートが基板表面に線接触するように構成されている。
【００２１】
このようにシートが基板表面に対して線接触で回転することにより、基板表面に付着した異物を引っかき出すように浮かせ、基板表面外へかき出すように除去することができ、シートと基板との間に異物が噛み込むことを防ぐことができる。
【００２２】
上記の基板洗浄装置において好ましくは、シートの基板側とは逆側の面に線接触するシート支持部材がさらに備えられている。このシート支持部材は、シートとの線接触部を傾斜させることができるように回転可能に支持されている。
【００２３】
このシート支持部材の回転により、基板表面が傾いている場合でも、シートを基板表面に線接触で密着させながら回転させることができる。このため、回転時に基板とシートとの接触を確実・安定に行なうことができ、基板表面の精度やうねりに対応することができる。また、洗浄効率を向上でき、液晶パネルとシートとの間に異物が噛み込むことを防止でき、引き擦りを防止でき、さらに基板表面に傷がつくことを防止できるとともに、基板表面への異物の再付着を防ぐことができる。
【００２４】
上記の基板洗浄装置において好ましくは、シートを基板に押し付ける圧力を測定し、かつその圧力を調整する押圧力調整手段がさらに備えられている。
【００２５】
これにより、シートを基板表面に適切で安定した圧力で押し付けることができ、洗浄効果を向上できるとともに洗浄能力の安定化を図ることができる。さらに、基板のセルギャップむらの発生を防ぐこともできる。
【００２６】
上記の基板洗浄装置において好ましくは、基板は液晶パネルである。
このように本発明の基板洗浄装置は、特に液晶パネルの表面の洗浄に適している。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施の形態における液晶パネル洗浄装置の回転体ユニットの構成を概略的に示す部分断面図である。図１を参照して、回転体ユニットＡは、ステージ２１にセットされた液晶パネル２０の表面を洗浄するものである。この回転体ユニットＡは、モータ１と、シリンダー２と、ロードセル３と、ベルト４と、回転軸５と、水飛散防止カバー６と、水散布ノズル７と、１対のシートロール８と、研磨シート９と、シートバックアップ１２と、自動シート送り機構１３とを主に有している。
【００２９】
モータ１は、ベルト４を介して駆動力を回転軸５に与えるように配置されており、ベルト４および回転軸５とともに回転手段を構成している。また他の回転手段として、回転軸にギアを噛まして、モータで駆動させる方式が挙げられる。回転軸５は、ロードセル３を介してシリンダー２に接続されている。ロードセル３は、研磨シート９が液晶パネル２０の表面を押圧する圧力を測定するものであり、その測定値に応じて適当な押圧力となるようにシリンダー２により押圧力が調整される。また、他の加圧手段として、モータを回転体ユニットＺ軸に直結させ、モータにて下降させる方式が挙げられる。
【００３０】
回転軸５には、１対の円筒状のシートロール８の各々が、回転可能に支持されている。一方のシートロール８には研磨シート９の一方端側が巻付けられており、研磨シート９の他方端側は他方のシートロール８により巻取可能なように構成されている。
【００３１】
研磨シート９には、シートバックアップ１２が線接触しており、首振り機構１０により支持されている。
【００３２】
首振り機構１０は、図２に示すようにシートバックアップ１２がベアリングシャフト１１を中心に矢印Ｃ方向（時計回り）または矢印Ｄ方向（反時計回り）に回転可能に支持されることで構成されている。シートバックアップ１２の回転により、研磨シート９と線接触部を傾斜させることができる。なお、図２は、首振り機構の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。
【００３３】
図１を参照して、回転軸５には、水飛散防止カバー６が支持されており、水飛散防止カバー６には洗浄時に水を散布するための水散布ノズル７が取付けられている。水飛散防止カバー６は、この水散布ノズル７から散布された水が周囲に飛散することを防止する役割をなしている。
【００３４】
シートロール８の固定部には、図３に示すように突出部１４が取付けられており、この突出部１４と対向するように、シリンダー１５に接続された突出部１４ａが配置されている。この突出部１４、１４ａおよびシリンダー１５によりシート自動送り機構１３が構成されている。なお、図３は、図１の回転体ユニットにおける研磨シート自動送り機構を拡大して示す図である。
【００３５】
次に、回転体ユニットの移動機構について説明する。
図４は回転体ユニットの移動機構の構成を概略的に示す平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図４および図５を参照して、回転体ユニットＡは、フレーム３２に取付けられたモータ３０とボールねじ３１とによりＺ軸方向５３に移動可能とされている。またＺ軸方向５３と同様、Ｘ軸方向５１およびＹ軸方向５２にも、モータとボールねじとの稼動により回転体ユニットＡは移動可能とされている。
【００３６】
次に、本実施の形態の洗浄装置を用いた液晶パネルの洗浄動作について説明する。
【００３７】
まず図１を参照して、モータ１を一定速度で回転させることにより、このモータ１の駆動軸にベルト４にて接続された回転軸５が回転する。回転軸５の回転に伴って１対のシートロール８、研磨シート９、シートバックアップ１２などがたとえば矢印５０方向（図４）に回転する。この回転の開始とともに、ノズル７より水の散布が開始される。このとき、散布された水が周囲へ飛散することが水飛散防止カバー６により防止される。
【００３８】
主に図５を参照して、一定の速度で回転動作を行なっている回転体ユニットＡが、モータ３０およびボールねじ３１との稼動によりＺ軸方向５３の下側へ降下する。そして、ステージ２１にセットされている液晶パネル２０に、研磨シート９が接触しない程度の位置で回転体ユニットＡは停止される。
【００３９】
主に図１を参照して、シリンダー２により、ロードセル３を介して回転軸５が降下され、それにより回転する回転体ユニットＡの研磨シート９が適正な圧力で液晶パネル２０に接触する。
【００４０】
研磨シート９が液晶パネル２０の表面に適切な圧力で接触した状態で、回転体ユニットＡが、Ｘ軸方向５１およびＹ軸方向５２に移動して、液晶パネル１０上にて洗浄軌跡５４（図４）を描くことにより全面洗浄が行なわれる。
【００４１】
主に図５を参照して、洗浄が完了した後、モータ３０およびボールねじ３１の稼動により、回転体ユニットＡがＺ軸方向５３に沿って上昇するとともに、水の散布および回転体ユニットＡの回転が停止される。そして回転体ユニットＡは原点位置へ移動する。
【００４２】
この動作が順次繰返されることにより、複数枚の液晶パネル２０が自動的に洗浄される。
【００４３】
なお、自動シート送り動作においては、図３において、まずシリンダー１５により突出部１４ａが上昇され、突出部１４に当たり、そのまま突出部１４をたとえば数ｍｍ押し上げる。この突出部１４の押し上げにより、突出部１４に固定されたシートロール８が回転して、研磨シート９が一定量巻取られる。これにより、洗浄を行なう際に常に新しい研磨シート９の面で洗浄を行なうことができる。
【００４４】
次に、本実施の形態における研磨シートの材質・仕様および洗浄条件について説明する。
【００４５】
本実施の形態においては、研磨シート９として、たとえばテトロン・タフタポリエステルのベース材にポリウレタン系合成樹脂の接着材を使用して研磨材ホワイトアルミナ粒子系７μｍを塗布したシートが用いられる。
【００４６】
また、装置駆動時に回転しているシートに、研磨材を塗布して洗浄を行うこともできる。
【００４７】
また上記の洗浄動作時においては、モータ１の回転制御を行なうことにより、液晶パネル２０の洗浄時における回転体ユニットＡの回転速度は、たとえば４００〜５００ｒｐｍとされる。また研磨シート９の液晶パネル２０への接触面圧（液晶パネル２０に加わる圧力）が、たとえば０．１〜０．２ＭＰａに制御されることにより安定した洗浄を行なうことができる。
【００４８】
上記の研磨シート９の材質および洗浄動作時の条件を組合せて液晶パネル２０を洗浄することにより、液晶パネル２０の表面に付着したカレットや異物を９９％以上除去することが可能となる。これにより、パネルむらなどの液晶パネル２０の品質的影響の発生もなく洗浄を行なうことができる。
【００４９】
本実施の形態においては、回転体ユニットＡを自動的に回転させて液晶パネル２０表面を洗浄することができる。このため、従来のように人手により洗浄する場合よりも、異物除去時のロスタイムおよび作業時間を少なくでき、除去作業の効率を向上できるとともに安定化を図ることができ、確実な異物除去を行なうことができる。
【００５０】
また、１対のロール８により、研磨シート９を自動的に送ることができる。これにより、洗浄ごとに常に新しい研磨シート９の面で洗浄を行なうことができるとともに、研磨シート９の送りの作業ロスを防止することができる。
【００５１】
また、シートバックアップ１２により研磨シート９が液晶パネル２０の表面に線接触しながら回転することになる。このため、液晶パネル２０の表面に付着した異物を引っかき出すようにして浮かせ、液晶パネル２０の表面外へかき出すように除去することができる。よって、研磨シート９と液晶パネル２０との間に異物が噛み込むことを防止することができる。
【００５２】
また図２に示すように首振り機構１０によりシートバックアップ１２が回転可能に支持されているため、液晶パネル２０の表面が傾いている場合でも研磨シート９を基板表面に密着させながら回転させることができる。このため、回転時の安定化を図ることができるとともに、液晶パネル２０と研磨シート９との接触を確実に行なうことができ、液晶パネル２０の表面精度やうねりに対応することができる。また、洗浄効率を向上でき、液晶パネル２０と研磨シート９との間の異物噛み込みを防止できるため、それによる引き擦りを防止でき、パネル傷や異物の再付着を防ぐこともできる。
【００５３】
また図１に示すようにロードセル３により、研磨シート９が液晶パネル２０の表面に接する圧力を制御することができる。このため、液晶パネル２０と研磨シート９との接触圧力を適正に制御でき、洗浄効果を向上でき、洗浄能力の安定化を図るとともに、液晶パネル２０のセルギャップむらの発生を防ぐことができる。
【００５４】
なお、上記の実施の形態においては、基板として液晶パネルを用いた場合について説明したが、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置やプラズマ表示装置などの表示装置用のパネルや、ウェハなどが用いられてもよい。
【００５５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の基板洗浄装置によれば、回転手段により自動的にシートを回転させて基板表面を洗浄することができる。このため、従来のように人手で洗浄する場合よりも異物除去時のロスタイムおよび作業時間を少なくでき、除去作業の効率を向上できるとともに安定化を図ることができ、確実な異物除去を行なうことができる。
【００５７】
また、ロールにより、シートを自動的に送ることができる。これにより、洗浄ごとに常に新しいシートの面で洗浄を行なうことができるとともに、シート送りの作業ロスを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態における液晶パネル洗浄装置の回転体ユニットの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】 首振り機構の構成を示す図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略断面図である。
【図３】 図１の回転体ユニットにおける研磨シート自動送り機構を拡大して示す図である。
【図４】 本発明の一実施の形態における液晶パネル洗浄装置の構成を概略的に示す平面図である。
【図５】 図４のＶ−Ｖ線に沿う概略断面図である。
【符号の説明】
１ モータ、２ シリンダー、３ ロードセル、４ ベルト、５ 回転軸、６水飛散防止カバー、７ 水散布ノズル、８ シートロール、９ 研磨シート、１０ 首振り機構、１１ ベアリングシャフト、１２ シートバックアップ、１３ 自動シート送り機構、１４，１４ａ 突出部、１５ シリンダー、２０ 液晶パネル、２１ ステージ、３０ モータ、３１ ボールねじ、３２ フレーム、Ａ 回転体ユニット。

Claims (3)

1. 基板表面上の異物を取除くための基板洗浄装置であって、
   前記基板表面に接触可能に配置されたシートと、
   前記シートが巻付けられたロールと、
   前記シートが巻付けられた前記ロールを前記基板に対して回転させるための回転手段と、
   前記シートの前記基板側とは逆側の面に線接触するシート支持部材とを備え、
   前記シートは、前記基板表面に線接触するように構成され、
   前記シート支持部材は、前記シートとの線接触部を傾斜させることができるように回転可能に支持されている、基板洗浄装置。
2. 前記シートを前記基板に押し付ける圧力を測定し、かつその圧力を調整する押圧力調整手段をさらに備えた、請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記基板は液晶パネルである、請求項１または２に記載の基板洗浄装置。

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