JP3728406B2 - 基板洗浄装置 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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。
- 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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