JPH05297335A - 基板の洗浄方法及び基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶表示パネル等の基板として用いられる少
なくとも一面に電極を有し、かつ可撓性を有する長尺基
板の表面の汚染物を確実かつ効率よく除去する。 【構成】 可撓性を有する長尺基板（Ｋ）をロール状に
巻回して繰り出しロール（１１）を形成し、この繰り出
しロール（１１）から基板（Ｋ）を送り出すとともに、
巻き取りロール（１７）に巻き取る間に、洗浄処理を基
板（Ｋ）の一端側から他端側へと連続的にブラシ洗浄
（Ｂ）した後、紫外線照射洗浄（Ｄ）を基板（Ｋ）の一
端側から他端側へと連続的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも一面に電極
を有し、かつ可撓性を有する長尺基板、特に電子機器用
等として用いられる液晶表示パネル用の長尺基板を洗浄
する方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする問題点】従来
より、電子装置の基板としては半導体用のシリコン基板
やプリント基板あるいは液晶表示パネル用のガラス基板
等、リジッドでかつ枚葉のものが一般的に使用されてい
るが、近年、特に液晶表示パネル用には軽量化や大画面
化が求められて可撓性を有するプラスチック基板が使用
され始めている。液晶表示パネルは、これらの基板で液
晶組成物を挟持することにより構成され、このとき基板
はぬれ性の向上などを目的として表面を溶液により洗浄
することが行われる。

【０００３】上記プラスチック基板は、従来のプラスチ
ックフィルムなどと同様に溶液による洗浄が一般に行わ
れている。この方式は乾式と区別して湿式洗浄法とも呼
ばれ、液体の化学的洗浄力を用いた方法である。液体の
種類としては純水、有機溶剤、界面活性剤又は酸やアル
カリ等の化学洗浄剤があり、これらの一種又は二種以上
を組み合わせて溶液洗浄が行われる。さらに、洗浄力を
大きくするために、ブラシスクラビングやジェットスプ
レーあるいは超音波等の物理的洗浄法を組み合わせるこ
とも一般的である。具体的には、中性洗剤又はメチルア
ルコールに基板を浸漬し、次いで脱イオン水中で超音波
洗浄する方法（特開平１−１９６０２０号公報）が提案
されている。

【０００４】しかしながら、上記特開平１−１９６０２
０号公報記載の洗浄法は洗浄液を満たした洗浄槽中に枚
葉の基板を浸漬して洗浄を行うものであり、長尺のプラ
スチック基板を洗浄するにはきわめて大きな洗浄槽と大
量の洗浄液が必要となり、効率的な洗浄を行うことがで
きない。また、非常に長いプラスチック基板の連続体を
均一に洗浄することはほとんど不可能である。さらに、
液晶表示パネルの基板の洗浄としては、洗浄レベルが不
足しており、表面に残った有機物によって基板のぬれ性
が低下し、有機物が不均一に残った場合には、液晶組成
物が基板にはじかれてしまうという問題を生じる。その
上、複数の洗浄槽を用いた洗浄装置は、連続的に洗浄を
行うことが可能であるが、装置が横置き型で大きく、設
置場所に制約を生じる。また、水洗浄では超音波を印加
したり、ブラッシングを併用しても表面に付着した有機
物を効果的に除去することができない。

【０００５】一方、乾式洗浄法としては、主に半導体分
野で使用されている紫外線オゾン洗浄やプラズマ洗浄法
などがあり、リジッドな基板の洗浄に用いられる。そし
て、最近では紫外線オゾン洗浄法が液晶パネル用のガラ
ス基板の洗浄にも使用されるようになってきている。

【０００６】この紫外線オゾン洗浄法によれば、有機物
を除去することが可能ではあるものの、基板上にごみ等
の付着がある場合には、紫外光がごみ等により遮断され
て影になる部分の洗浄を行えないなど、確実な洗浄効果
が得られないという欠点がある。

【０００７】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たもので、液晶表示パネル等の基板として用いられる少
なくとも一面に電極を有し、かつ可撓性を有する長尺基
板の表面の汚染物を確実かつ効率よく除去することので
きる基板の洗浄方法及びその洗浄装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明の基板の洗浄方法は、少なくとも一面
に電極を有し、かつ可撓性を有する長尺基板をロール状
に巻回して繰り出しロールを形成し、この繰り出しロー
ルから基板を送り出して、巻き取りロールに巻き取る間
に、洗浄処理を基板の一端側から他端側へと連続的にブ
ラシ洗浄した後、紫外線照射洗浄を基板の一端側から他
端側へと連続的に行うようにしたものである。

【０００９】また、本発明の基板洗浄装置は、少なくと
も一面に電極を有し、かつ可撓性を有する長尺基板を繰
り出しロールから送り出し、洗浄処理領域を通過させて
巻き取りロールに巻き取り回収する基板移送機構と、上
記洗浄処理領域に設置され、基板表面をブラッシングし
て基板表面の固形状の汚れを除去するブラシ洗浄装置
と、洗浄処理領域の上記ブラシ洗浄装置の後方に設置さ
れ、基板に酸素又はオゾンを含む雰囲気下で紫外線を照
射して基板表面の有機物を除去する紫外線洗浄装置を具
備した構成としてある。

【００１０】すなわち、上記基板の洗浄方法によれば、
長尺の可撓性基板を巻回してなる繰り出しロールから基
板を繰り出し、これを巻き取りロールに巻き取る間に洗
浄処理を施すことにより、長尺基板の一端から他端へと
連続的に同一条件で洗浄処理を施すことができる。しか
も、ブラシ洗浄と紫外線洗浄とを組み合わせることによ
り、超音波洗浄等では剥離することのできない基板に食
い込んだ異物をブラシの接触力によって剥離し、基板表
面に異物のない状態で紫外線洗浄によって有機物を除去
することにより、従来の技術では達成されなかった高度
な洗浄を行うようにしてある。したがって、非常に長い
プラスチック基板の連続体であっても、均一かつ良好な
洗浄を効率よく行うことができ、均一かつ完全に清浄化
された可撓性基板を効率よくしかも安定的に得ることが
できるものである。

【００１１】また、上記基板洗浄装置によれば、基板移
送機構により基板を繰り出しロールから送り出し、洗浄
処理領域を通過させて巻き取りロールに巻き取り回収す
る間に、上記洗浄処理領域において、ブラシ洗浄装置で
基板に食い込んだ異物を剥離し、次いで基板表面に異物
のない状態で紫外線洗浄装置によって有機物を除去する
ことにより、上記洗浄方法にしたがって、均一かつ完全
に清浄化された可撓性基板を効率よくしかも安定的に得
ることができる。

【００１２】しかも、ブラシ洗浄及び紫外線洗浄は、特
に洗浄槽を必要としないので、装置全体を比較的小型に
することができ、装置全体の小スペース化も達成するこ
とができる。

【００１３】以下、本発明についてさらに詳しく説明す
る。本発明の被洗浄物である基板は、少なくとも一面に
電極を有し、かつ可撓性を有する長尺基板であり、具体
的にはプラスチック基板の表面に電極を形成したもので
ある。プラスチック基板としては、一軸又は二軸延伸ポ
リエチレンテレフタレート等の結晶性ポリマー、ポリア
リレート，ポリスルホン，ポリエーテルスルホン，ポリ
カーボネート等の非結晶性ポリマー、ポリエチレン，ポ
リプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン等のポリア
ミドなどを挙げることができ、可撓性を有するものであ
ればいずれのものでもよい。また、これらのプラスチッ
ク基板上に液晶駆動用等として形成される電極として
は、導電性を有する材料であればいずれのものも使用す
ることができ、例えば、蒸着、イオンビーム蒸着、スパ
ッタリング等により形成した酸化インジウム、酸化イン
ジウムと酸化錫とからなるＩＴＯ、アルミニウム、ニッ
ケル、銅等の金属蒸着又は積層膜などが好適に使用され
る。

【００１４】本発明の基板の洗浄方法は、上記長尺の可
撓性基板を巻回してなる繰り出しロールから該基板を繰
り出し、洗浄処理領域を通過させてこれを巻き取りロー
ルに巻き取る間に、上記洗浄処理領域でブラシ洗浄を行
った後、紫外線オゾン洗浄を行う。

【００１５】この場合、上記ブラシ洗浄は、純水、超純
水又は適宜な洗浄水を基板に吹き付けながらブラシによ
り基板表面をスクラブ洗浄する。このとき、純水、超純
水又は洗浄水は基板をすすぐとともに、同時にブラシの
すすぎも行う。ここで、ブラシの材質、径、長さには制
限がなく、基板自体を傷つけることのないものであれば
よい。また、ブラシの形態も特に制限されず、ローラ
状、刷毛状等の適宜な形態とすることができる。

【００１６】ここで、特に制限されるものではないが、
上記ブラシ洗浄を行う前に基板表面に除電処理を施して
水洗し、これにより静電付着している微粒子等の異物を
除去しておくことが好ましい。また、ブラシ洗浄後は、
基板に純水又は超純水を噴射してすすぎを行い、乾燥し
て後述する紫外線洗浄工程に搬送することが好ましい。
この場合、乾燥はエアーナイフ等でクリーンエアーや窒
素ガスを基板に吹き付け、水滴を吹き飛ばした後、熱風
乾燥装置等で加熱乾燥する方法が好適である。なお、乾
燥温度はプラスチック基板材料のガラス転移温度以下と
することが好ましい。

【００１７】このブラシ洗浄後に行う紫外線洗浄は、酸
素又はオゾンを含む雰囲気下で基板表面に紫外線を照射
して基板表面に付着した有機汚染物を除去するものであ
る。

【００１８】ここで、紫外線洗浄における紫外線発生源
としては、１８４．９ｎｍ及び２５３．７ｎｍの波長を
主波長とする紫外線を効率よく発生する低圧水銀ランプ
が好適に使用される。この紫外線ランプの出力として
は、ランプの大きさにもよるが紫外線照射強度ができる
だけ高いものが好ましい。洗浄条件における紫外線照射
強度としては、３ｍＷ／ｃｍ² 以上、特に２０ｍＷ／ｃ
ｍ² 以上になるように紫外線ランプの出力調節及び該ラ
ンプと基板との距離（紫外線照射距離）を調節する。

【００１９】オゾン濃度については、基板表面の有機物
量に応じて変化させることが好ましく、特に１０ｐｐｍ
から１０％の濃度範囲とすることが好ましい。この場
合、１００ｐｐｍ前後の濃度は、オゾン発生装置を使用
せず、空気中での紫外線照射よっても達成することがで
きる。この濃度範囲では、紫外線照射距離と濃度が反比
例することから紫外線照射距離でオゾン濃度を調節する
ことができる。これ以上の濃度調節はオゾン発生装置の
出力コントロールによる。

【００２０】基板温度は、できるだけ高い方が有機物の
分解速度を速くできるが、基板のガラス転移温度以上で
は基板の変形が起こり、しかも高温になるほど基板自体
の分解が促進される。したがって、基板のガラス転移温
度以下に制御することが望ましく、その方法としては、
主に加熱ヒータの出力調節によって行うが、紫外線照射
距離や照射時間によっても行なうことができる。紫外線
照射時間（洗浄時間）は、長すぎると温度上昇や基板の
裏面から分解が進んで基板電極面の再汚染が起こりやす
い。また、電極自体が変質して抵抗変化を起こす可能性
もある。よって、洗浄時間は短時間であることが好まし
く、できれば３０分以内とすることが好ましい。さら
に、紫外線照射距離によって紫外線照射強度、オゾン濃
度及び基板温度が変化し、距離が長くなれば洗浄効果が
落ちる方向となるため紫外線照射距離は短い方が好まし
い。通常は１００ｍｍ以下に調節され、好ましくは１０
〜３０ｍｍが適切である。

【００２１】この紫外線洗浄後は、洗浄処理済の基板を
洗浄処理領域から巻き取りロールに巻き取り回収する
が、このとき基板を巻き取りロールに巻き取り回収する
前に、除電処理することが好ましい。

【００２２】

【実施例】次に、実施例を示し、本発明の基板の洗浄方
法及び基板洗浄装置をより具体的に説明する。図１は、
本発明の一実施例にかかる基板洗浄装置を示すもので、
この洗浄装置は基板送り出し巻き取り室Ａと、ブラシ洗
浄室Ｂ、乾燥室Ｃ及び紫外線洗浄室Ｄとからなる洗浄処
理領域と、洗浄装置制御盤Ｅとを具備している。

【００２３】上記基板送り出し巻き取り室Ａには、基板
Ｋを巻回してなる繰り出しロール１１と巻き取りロール
１７とが配設されており、基板Ｋを繰り出しロール１１
から基板入り口１５を通して洗浄処理領域へと送り出
し、洗浄処理領域から基板出口４５を通して排出される
基板Ｋを、巻き取りロール１７に巻き取り回収するよう
になっている。ここで、図中１２，１３は保護フィルム
巻き取りロールであり、それぞれ基板Ｋの表面，裏面に
貼付された保護フィルムを剥離回収するものである。な
お、９１ａ，９１ｂはガイドロール、１４，１６は除電
装置である。

【００２４】上記ブラシ洗浄室Ｂには、基板Ｋの進行方
向と逆方向に回転するナイロン材（１００μｍ径、長さ
３０ｍｍ）からなるローラ状の洗浄ブラシ２２，２２が
配設されており、ガイドロール９１ｃ及び９１ｄにより
基板Ｋが上下方向に沿って下から上にこれら両洗浄ブラ
シ２２，２２間を通過するようになっている。この洗浄
ブラシ２２，２２の前後及び基板出口（乾燥室入り口）
２６の手前には、純水、超純水等の洗浄水を基板に噴射
する洗浄水噴射ノズル２１，２３，２５が基板Ｋの両面
側に配設されている。なお、２４は洗浄廃液排出口、９
２ａは洗浄廃液排出管である。

【００２５】上記乾燥室Ｃには、エアーノズル３１ａ，
３１ｂ及び熱風吹き付けノズル３２ａ，３２ｂが基板Ｋ
の両面側にそれぞれ配設されており、基板Ｋがガイドロ
ール９１ｄにより乾燥室入り口（ブラシ洗浄室出口）２
６からこれらノズル３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ間
を通って基板出口（紫外線洗浄室入り口）３５から出て
行くようになっている。

【００２６】上記紫外線洗浄室Ｄには、紫外線ランプ４
１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂが互いに所定間隔離間し
て配設されており、ガイドロール９１ｅ，９１ｆにより
基板入り口（乾燥室出口）３５からの基板Ｋがこれら紫
外線ランプ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ間を通過し
て基板出口４５から基板送り巻き取り室Ａに排出される
ようにうになっている。なお、４３は排気口、４４は排
気管であり、９３は紫外線洗浄室Ｄに供給する空気のエ
アーフィルタである。

【００２７】洗浄装置制御盤Ｅは、上記繰り出しロール
１１，巻き取りロール１７及び洗浄ブラシ２２の回転ス
ピード、各ノズルからの液やエアーの噴射及びその量の
調整、紫外線ランプ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの
照射などを制御する。

【００２８】この基板洗浄装置は、上記本発明の基板の
洗浄方法にしたがって電極付きプラスチック基板に洗浄
処理を施すものである。基板の洗浄を行う場合、巻き取
りロール１７を駆動することにより、繰り出しロール１
１から基板Ｋをブラシ洗浄室Ｂに送り出す。このとき、
基板Ｋ表裏の保護フィルムが保護フィルム巻き取りロー
ル１２，１３により剥離され、次いで基板Ｋ表裏が除電
装置１４により除電されて静電付着している微粒子等の
異物が下流工程により除去し易くなり、基板入り口１５
を通ってブラシ洗浄室Ｂへと送り出される。

【００２９】次に、この基板Ｋがブラシ洗浄室Ｂ内を上
方へ移動する間にブラシ洗浄される。ブラシ洗浄室Ｂで
は、まず洗浄水噴射ノズル２１から純水を基板Ｋに吹き
付け表面に付着する異物を予備除去し、次いで両ブラシ
２２，２２により基板の両面をスクラブ洗浄する。この
とき、洗浄水噴射ノズル２３，２３から超純水が基板Ｋ
及びブラシ２２，２２に供給され、基板のすすぎを行う
と同時にブラシの洗浄を行う。そして、洗浄水噴射ノズ
ル２５から超純水を噴射してブラシスクラブ洗浄を施し
た基板Ｋ表面に最終的な超純水すすぎを行い、基板出口
（乾燥室入り口）２６から乾燥室Ｃに移送する。ここ
で、洗浄水噴射ノズル２１，２３，２５から噴射された
超純水等の洗浄水は上方へ移動する基板Ｋの上部から下
部へと流れ洗浄廃液排出口２４から排出管９２ａを通っ
て系外に排出される。

【００３０】乾燥室Ｃに導入された基板Ｋは、エアーノ
ズル３１ａ，３１ｂの噴射気体の圧力によって、その表
面に付着している超純水の水滴が吹き飛ばされて除去さ
れ、熱風吹き付けノズル３２ａ，３２ｂからクリーンホ
ットエアーが吹き付けられて乾燥された後、基板出口
（紫外線洗浄室入り口）３５から紫外線洗浄室Ｄに搬送
される。なお、エアーノズル３１ａ，３１ｂ及び熱風吹
き付けノズル３２ａ，３２ｂのノズルとしては、スリッ
ト状、ホール状等各種形状のノズルを使用することがで
きる。また、熱乾燥は熱風乾燥の他にも電気ヒータ等の
熱輻射による乾燥方式も好適に採用される。

【００３１】紫外線洗浄室Ｄに導入された基板Ｋは、紫
外線ランプ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ間を通過
し、紫外線及び紫外線により生じたオゾンによって基板
表面の電極に付着した有機物が除去された後、基板出口
４５から基板送り巻き取り室Ａに排出され、除電装置１
６で除電されて、巻き取りロール１７に巻き取り回収さ
れる。紫外線ランプは、基板電極側のものを点燈させ
る。この場合、紫外線洗浄室Ｄにはエアフィルター９３
を通して常に清浄な空気が供給され、分解ガス、未反応
オゾンなどは、排気口４３から排気管４４を通って系外
に排出される。なお、紫外線洗浄室Ｄにオゾン発生装置
等で発生させたオゾンを外部より導入して洗浄力を高め
ることもできる。

【００３２】上記ブラシ洗浄、乾燥処理、紫外線洗浄の
処理時間及び洗浄効率は、基板の送り出し，巻き取り速
度によって制御される。また、各工程は、洗浄装置制御
盤により集中制御することができ、きわめて効率よく洗
浄作業を行うことができる。

【００３３】このように、本実施例の基板の洗浄方法及
びその装置によれば、長尺の可撓性基板を巻回してなる
繰り出しロールから基板を繰り出し、これを巻き取りロ
ールに巻き取る間に洗浄処理を施すことにより、長尺基
板の一端から他端へと連続的に同一条件で洗浄処理を施
すことができる。しかも、ブラシ洗浄と紫外線洗浄とを
組み合わせることにより、超音波洗浄等では剥離できな
い基板に食い込んだ異物をブラシの接触力により剥離
し、基板表面に異物のない状態で紫外線洗浄によって有
機物を除去することにより、従来の技術では達成されな
かった高度な洗浄を行うことができる。したがって、非
常に長いプラスチック基板の連続体であっても、均一か
つ良好な洗浄を効率よく行うことができ、均一かつ完全
に清浄化された可撓性基板を効率よくしかも安定的に得
ることができる。また、この基板洗浄装置は、洗浄槽を
必要としないので各処理室を上下方向に配置することが
でき、効果的な小スペース化が達成される。

【００３４】なお、本発明の基板の洗浄方法及び基板洗
浄装置は、上記実施例に限定されるものではなく、例え
ば各ノズルや洗浄ブラシの形状等は適宜変更することが
でき、その他の構成についても本発明の要旨を逸脱しな
いかぎり種々変更して差し支えない。また、本発明の基
板の洗浄方法及び基板洗浄装置は、液晶ディスプレイの
基板を洗浄する際に好適に採用されるものであるが、そ
の他にもタッチパネルやエレクトロルミネッセンスな
ど、種々のエレクトロニクス基板の洗浄に好適に使用す
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の基板の洗
浄方法によれば、非常に長いプラスチック基板の連続体
であっても、均一かつ良好な洗浄を効率よく行うことが
でき、均一かつ完全に清浄化された可撓性基板を効率よ
くしかも安定的に得ることができる。

【００３６】また、本発明の基板洗浄装置によれば、上
記洗浄方法に従って、均一かつ完全に清浄化された可撓
性基板を効率よくしかも安定的に得ることができ、しか
も洗浄槽を必要としないので、装置全体を比較的小型に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる基板洗浄装置を示す
概略図である。

【符号の説明】

１１…繰り出しロール １７…巻き取りロール ９１ａ〜９１ｆ…ガイドロール ２１，２３，２５…洗浄水噴射ノズル ３１ａ，３１ｂ…エアーノズル ３２ａ，３２ｂ…熱風噴射ノズル ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ…紫外線ランプ Ａ…基板送り巻き取り室 Ｂ…ブラシ洗浄室 Ｃ…乾燥室 Ｄ…紫外線洗浄室 Ｂ，Ｃ，Ｄ…洗浄処理領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一面に電極を有し、かつ可撓
   性を有する長尺基板をロール状に巻回して繰り出しロー
   ルを形成し、この繰り出しロールから基板を送り出して
   巻き取りロールに巻き取る間に、洗浄処理を基板の一端
   側から他端側へと連続的にブラシ洗浄した後、紫外線照
   射洗浄を基板の一端側から他端側へと連続的に行うこと
   を特徴とする基板の洗浄方法。
2. 【請求項２】 除電処理、洗浄液噴射洗浄、気体噴射洗
   浄、乾燥処理から選ばれた一種又は二種以上の処理をブ
   ラシ洗浄又は紫外線照射洗浄の前後に行うようにした請
   求項１記載の基板の洗浄方法。
3. 【請求項３】 少なくとも一面に電極を有し、かつ可撓
   性を有する長尺基板を繰り出しロールから送り出し、洗
   浄処理領域を通過させて巻き取りロールに巻き取り回収
   する基板移送機構と、 上記洗浄処理領域に設置され、基板表面をブラッシング
   して基板表面の固形状の汚れを除去するブラシ洗浄装置
   と、 洗浄処理領域の上記ブラシ洗浄装置の後方に設置され、
   基板に酸素又はオゾンを含む雰囲気下で紫外線を照射し
   て基板表面の有機物を除去する紫外線洗浄装置を具備し
   てなることを特徴とする基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 洗浄処理領域に除電処理機構、洗浄液噴
   射洗浄機構、気体噴射洗浄機構及び乾燥処理機構から選
   ばれた一種又は二種以上の処理機構を備えた請求項３記
   載の基板洗浄装置。