KR20040011333A - 유리면에 부착된 이물의 제거방법 및 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 액정표시기판, EL(electro luminescence)소자 등의 디바이스에 사용되는 유리기판에 부착된 이물을 제거하는 기술에 관한 것이다.

본 발명은 유리 기판 또는 적어도 일면이 유리로 구성된 기판의 유리면에 부착된 이물을 제거하는 장치에 있어서, 적어도 상기 기판을 평행이동시키는 기판이동수단과, 기판의 유리면을 연마하는 연마수단과, 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단을 구비하며, 상기 연마수단의 연마면이 대향배치되어서, 상기 세정액 공급수단으로부터 세정액을 공급하여, 상기 연마수단의 연마면을 회전시키면서, 그 마주보는 연마면에 상기 기판의 양면이 접촉하는 바와 같이 상기 기판이동수단으로부터 기판을 유리면 방향으로 평행이동시키며 상기 유리면위의 이물을 양면동시에 제거하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치를 제공한다.

따라서, 본 발명에 의하면, 유리 기판의 유리면에 부착된 이물을 유리에 손상을 주지 않으며 제거하는 것이 가능하고, 또한 이물의 재부착을 발생시키지 않음과 동시에, 장소도 차지하지 않으며 유리면에 부착된 이물을 제거하는 기술을 제공한다.

Description

유리면에 부착된 이물의 제거방법 및 제거장치{APPARATUS AND METHOD FOR REMOVING FOREIGN SUBSTANCE ON GLASS SURFACE}

본 발명은, 액정표시기판, EL(electro luminescence)소자 등의 디바이스에 사용되는 유리기판에 부착된 이물을 제거하는 기술에 관한 것이다.

종래의 액정표시기판등에 사용되는 유리 기판을 제조할 때, 유리의 표면이 고온인 때에 분위기 중에 부유되어 있는 유리 입자 등의 이물(유리 부스러기)이 표면에 부착되어 장시간, 예를 들어 3, 4일 그대로 방치하여 두면 고착되어 버린다.

또한, 액정표시기판의 제작에는 두 장의 유리 기판 사이에 액정재료를 넣어 밀봉할 때 사용하는 봉지제(封止劑)수지가 유리 기판의 표면에 부착하는 경우가 있다.

이와 같은 유리 부스러기와 수지 등의 이물은 유리면에 고착되어 버리면, 유수, 브러시 세정, 또는 초음파 세정 등으로 제거하는 것은 대단히 곤란하다.

근래에는 2∼3㎛의 이물도 제거하는 것이 요구되어지므로, 상기와 같은 유리 부스러기와 수지 등의 이물을 제거하기 위한 여러 가지 방법이 제안되어 있다.

예를들면, 유리면의 일면씩, 커터의 날을 닿게 하여 유리면 위를 이동시킴으로서, 부착되어 있는 이물을 제거하는 방법이 있다. 그러나, 이 방법에는 커터의 날을 유리면에 닿게 할 때와 유리면 위를 이동시킬 때, 유리 표면에 손상을 발생시켜 불량품이 되어 버린다는 문제점이 있다.

또한, 이 방법에는 일면씩 이물의 제거를 행하기 때문에, 한쪽 면의 이물을 제거한 후, 반대면의 이물을 제거할 때 이물이 재부착해 버린다는 문제가 있다.

다른 방법으로서, 소위 연마필름을 사용하여 유리면 위의 이물을 제거하는 방법이 있다. 도 8은 연마필름 벨트를 사용하는 종래 장치의 일례를 나타낸 것이다. 이 장치는 연마필름벨트(23)를 내장한 헤드(20) 하면에 연마면(24)이 구성되고, 누름부(21)로서 연마면(24)에 약간의 압력을 가하면서 유리 기판(10)의 표면에 닿게 하는데, 예를 들면 도 9에 나타낸 바와 같이, 유리 표면 위에서 헤드(20)를 이동시키면서 유리면의 이물을 제거하는 것이다. 권취부(22)에 벨트(23)가 권취되기 때문에, 연마면(24)은 항상 새로운 면이 나오게 된다.

그러나, 이 장치에는 연마벨트의 교환이 복잡하다는 것 외에, 연마헤드(20)의 중량이 약 40kg에 이르기 때문에, 유리면으로의 하중이 지나치게 커서 두께가 0.7mm이하가 되는 유리 기판과 액정표시기판에 이와 같은 고하중의 헤드의 하중이 걸려서, 유리 기판이 깨지거나, 액정표시기판의 액정의 배열이 흐트러져 불량품이 되어 버리는 문제가 있다.

또한, 이와 같이 연마필름을 사용하는 유리면의 이물을 제거하는 장치도 일면씩 이물을 제거하는 것이므로, 설비면적을 많이 차지하는 문제 외에, 한쪽 유리면을 연마하고, 그런 후에 일면을 뒤집어 동일하게 연마를 행하기 때문에, 세정제거된 유리면에 반대면의 세정중에 이물이 재부착해 버리는 커다란 문제점이 있었다.

이상에서와 같은 문제에 비추어 생각하면, 본 발명에서는 유리 기판의 유리면에 부착된 이물을 유리에 손상을 발생시키지 않고 제거하는 것이 가능하고, 동시에 이물의 재부착을 발생시키는 것을 방지함과 동시에 장소도 차지하지 않으며, 유리면에 부착된 이물을 제거하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 유리면에 부착된 이물의 제거장치의 일례를 도시한 개략도로서,

(A)는 평면도이고,

(B)는 정면도이다.

도 2는 샤워노즐의 위치를 도시한 부분 확대도이다.

도 3은 샤워노즐의 개략도이다.

도 4는 기판이동수단의 일례(롤러)를 도시한 개략도이다.

도 5는 연마수단의 일례를 도시한 부분 개략도이다.

도 6은 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 장치의 세정노즐의 일례를 도시한 개략도이다.

도 7은 장치의 조합의 일례를 도시한 개략도이다.

도 8은 유리면 위의 이물을 제거하는 종래의 장치(연마헤드)의 개략도이다.

도 9는 연마헤드의 이동방향을 도시한 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.....유리면에 부착된 이물의 제거장치

2a,2b.....연마수단(연마디스크)

3.....기판이동수단(롤러)4.....세정액 공급수단(샤워노즐)

6.....원형의 디스크7.....연마필름

8.....연마면10.....유리 기판

20.....연마헤드21.....누름부

22.....권취부23.....연마필름벨트

24.....연마면30.....세정노즐

31.....교반실32.....혼합실

33.....세정액 공급구34.....액체방출구

35.....기체공급구36.....세정액 분사구

41.....로더42.....순수한 물 샤워장치

43.....이물제거장치

44.....순수한 물을 기체 미립자화시켜 분사하는 장치

45.....순수한 물 초음파 세정장치

46.....순수한 물 샤워 장치47.....에어 나이프

48.....언로더50.....유리면에 부착된 이물의 제거장치

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 유리 기판 또는 적어도 일면이 유리로 구성된 기판의 유리면에 부착된 이물을 제거하는 방법에 있어서, 세정액을 공급하고, 상기 기판의 양면에 연마수단의 연마면을 회전시키면서 접촉시킴과 동시에, 상기 기판을 유리면 방향으로 평행이동시켜서 상기 유리면 위의 이물을 양면 동시에 제거하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법이 제공된다.

이와 같은 방법에 따르면, 유리면에 고착되어버린 이물도, 연마에 의해 유리면에 손상을 주지 않으며 확실하게 제거하는 것이 가능하고, 게다가 양면동시에 이물을 제거하는 것이 가능하기 때문에, 이물이 재부착하는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능하고, 고품질의 유리 기판과 액정표시 기판으로 하는 것이 가능하다. 또한, 유리 기판을 평행이동시켜 양면동시에 처리하기 때문에, 생산성이 대단히 높아짐과 동시에, 장소도 차지하지 않는다.

이러한 경우, 연마수단의 연마면을 40∼500rpm으로 회전시키는 것이 바람직하고, 특히 100∼500rpm으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같은 회전속도로 연마면을 회전시키면, 유리면에 손상을 주지 않고, 양면의 이물을 보다 확실하게 제거하는 것이 가능하다.

또한, 상기 세정액으로서 물 또는 계면활성제 함유액을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 연마수단의 연마면에 의해 이물의 제거를 행하기 때문에, 연마제는 반드시 필요하지는 않으며, 물 또는 계면활성제 함유액을 사용하는 것으로이물을 확실하게 제거하는 것이 가능하다.

상기 세정액을 1연마면당 10∼300cc공급하는 것이 바람직하다.

이와 같은 공급량으로 하면, 유리에 손상을 주지 않고 양면의 이물을 보다 확실하게 제거하는 것이 가능하다.

또한, 상기 기판에 대하여, 물로 세정하는 공정, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 공정, 자외선을 조사하는 공정, 순수한 물(純水)로 초음파세정을 행하는 공정, 공기를 내뿜어 건조하는 공정, 및 적외선으로 건조하는 공정 중 적어도 하나 이상의 공정을 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다.

연마에 의해 유리 양면의 이물을 동시에 제거하는 공정에, 상기와 같은 공정을 편성하는 것으로, 이물의 제거, 세정, 린스, 건조 등을 연속적이고 효율적으로 행하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 공정순서에 관해서는, 목적에 따라 적당하게, 변경, 생략, 추가하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 유리 기판 또는 적어도 일면이 유리로 구성된 기판의 유리면에 부착된 이물을 제거하는 장치에 있어서, 적어도 상기 기판을 평행이동시키는 기판이동수단과, 기판의 유리면을 연마하는 연마수단과, 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단을 구비하며, 상기 연마수단의 연마면이 대향배치되도록 하고, 상기 세정액 공급수단으로부터 세정액을 공급하며, 상기 연마수단의 연마면을 회전시키면서, 그 마주보는 연마면에 상기 기판의 양면이 접촉하도록 상기 기판이동수단에 의해 기판을 유리면 방향으로 평행이동시켜 상기 유리면 위의 이물을 양면동시에 제거하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치가 제공된다.

이와 같은 장치에 의하면, 유리면에 고착된 이물이 있더라도, 유리면에 손상을 주지 않고 확실하게 제거하는 것이 가능하고, 게다가 이물을 양면동시에 제거하는 것이 가능하므로, 이물이 재부착하는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능하고, 고품질의 유리기판과 액정판넬로 하는 것이 가능하다. 또한, 유리를 뒤집지 않고, 평행이동시켜 양면동시에 유리면의 이물을 제거하는 것이 가능하기 때문에, 생산성이 향상되고 설치면적이 적게 해결된다는 잇점도 있다.

연마수단으로서는 원형의 디스크에 래핑필름, 사포, 또는 연마필름을 부착하여 연마면을 구성하는 것으로 하는 것이 가능하다.

이와 같이, 디스크에 연마필름 등을 부착하면, 간단히 구성할 수 있으며, 연마면의 표면 거칠기(연마면의 입도)도 목적에 따라 간단하게 교환하는 것이 가능하고, 이물을 확실하게 제거하는 것이 가능함과 동시에 유리면에 손상을 남기는 것을 방지하는 것이 가능하다.

이러한 경우, 상기 래핑필름, 사포, 또는 연마필름이 면패스너(fastener)를 매개해서 상기 디스크에 부착되어 있는 것이 바람직하다.

연마필름 등이 면패스너를 통해서 디스크에 장착되어 있다면, 탄력성이 부여되고, 유리에 손상을 주는 것을 보다 확실하게 방지하는 것이 가능하다. 또한, 교환이 용이하다는 잇점도 있다.

상기 디스크의 직경은 30∼70mm인 것이 바람직하다.

이와 같은 크기의 디스크가 있다면, 통상적으로 사용되는 30∼1500mm의 유리 기판에 대응하여 디스크를 교환하지 않고 유리면 위의 이물을 확실하게 제거하는 것이 가능하다.

또한, 상기 연마면의 표면 거칠기는 0.1∼10㎛인 것이 바람직하고, 특히 1∼10㎛로 하는 것이 바람직하다.

연마면의 표면 거칠기를 상기의 범위로 한다면, 유리면 위의 이물을 확실하게 제거하는 것이 가능함과 동시에, 유리면에 손상이 발생되는 것을 확실하게 방지하는 것이 가능하다. 또한, 연마면의 표면 거칠기는 연마면에 대한 연마재에 의해 조정되고, 연마재로서 상기 범위의 입도의 것을 사용하면 좋다.

상기 연마수단은 상기 기판을 평행이동시키는 방향으로 기판의 양면에 대하여 번갈아 적어도 2열씩 대향배치되고, 동시에 기판의 각 면둘레(面側)에 지그재그(zigzag)로 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 연마수단을 배치하면, 연마수단끼리의 간섭을 피하는 것이 가능하고, 장치를 컴팩트(compact)하게 구성할 수 있는 동시에, 기판이 전체의 연마수단을 통과하는 경우에 기판의 양면이 구석구석까지 연마수단의 연마면과 접촉하게 되어, 기판의 양면의 이물을 균일하게 제거하는 것이 가능하다.

상기 기판이동수단이 대향배치된 롤러를 포함하여, 상기 기판을 롤러 사이에 끼어 회전하는 것에 의해 기판을 평행이동시키는 것이 바람직하다.

이와 같이 대향배치된 롤러를 사용하면, 연마 중에 기판이 경사져 벗어나지 않고, 소정의 속도로 확실하게 평행이동시키는 것이 가능하다.

상기 세정액 공급수단은, 샤워노즐 또는 상기 연마수단의 연마면에 마련된구멍으로부터 세정액을 공급하도록 하는 것이 가능하고, 또한 1연마면당 10∼300cc의 세정액을 공급하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 세정액을 공급하도록 하면, 각 연마면에 대하여 소정량의 세정액을 확실하게 공급하는 것이 가능하여, 유리면의 이물의 제거와 손상의 방지를 확실하게 행하는 것이 가능하다.

상기 유리면에 부착된 이물의 제거장치가 분수장치, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 장치, 자외선 조사장치, 초음파 세정장치, 에어 나이프, 및 적외선 건조장치 중 적어도 1개이상의 장치를 추가적으로 구비하는 것이 가능하다.

상기와 같은 각 장치를 구비함으로서 이물의 제거, 세정, 린스, 건조 등을 연속적이고 효율적으로 행하는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 실시형태에 관하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정시키는 것은 아니다.

본 발명자들은 유리 기판에 대한 종래의 세정기술에 관하여 실험, 검증을 행함과 동시에, 이물의 재부착을 방지하는 방법에 관하여 많은 실험을 반복한 결과, 종래와 같은 일면씩의 제거방법으로는 이물의 재부착을 방지하는 것은 대단히 곤란하다는 것이 판명되었다.

그래서, 본 발명자들은 유리면에 부착되어 있는 유리 부스러기와 수지이물을 양면동시에 제거하는 것이 효과적이라고 생각하고, 예의 검토함과 동시에 실험을 되풀이한 결과, 세정액을 공급하고 기판의 양면에 연마수단의 연마면을 회전시키면서 접촉시킴과 동시에, 기판을 유리면 방향으로 평행이동시켜 유리면 위의 이물을양면동시에 제거하고, 유리에 손상이 남지 않으며 이물을 확실하게 제거하는 것이 가능하며, 이물이 재부착하는 것을 방지하는 것이 가능한 것을 찾아, 본 발명의 완성에 이르렀다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 관계된 유리면에 부착된 이물의 제거장치의 일례의 개략을 나타낸 것이고(A:평면도, B:정면도), 도 2는 이 장치의 일부를 확대하여 나타낸 것이다.

이 장치(1)는, 유리 기판을 평행이동시키는 기판이동수단(3)과 기판의 유리면을 연마하는 연마수단(2a, 2b)과, 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단(4)을 구비하고 있다.

기판 이동수단은 주로 롤러(3)로 구성되고, 일부의 롤러는 모터(미도시)에 의해 회전구동하는 것이 가능하여, 기판을 평행 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 일부에 대향배치된 롤러(3a, 3a')를 포함하여, 유리 기판(10)을 이 롤러(3a, 3a') 사이에 끼워 회전구동하는 것에 의해 기판(10)이 연마중에 경사져 벗어나는 것을 방지하고 확실하게 평행이동되는 것이 가능하다. 이와 같이, 기판을 롤러 사이에 끼우면, 다양한 사이즈의 기판의 처리에 대응할 수 있는 잇점이 있다.

연마수단으로서는 도 5에 나타낸 바와 같이, 원형의 디스크(6)에 연마필름(7)을 부착하여 연마면(8)을 구성한 것이 사용된다. 연마필름(7)으로서는 예를 들면, 수지 및 직물에 연마재(산화 알루미늄, 산화 세륨 등)를 충전하고, 필름에 도포하여 경화시킨 것을 사용하는 것이 가능하다.

연마필름(7)은 양면 점착 테이프로 디스크(6)에 부착해도 좋으나, 면패스너를 통해서 디스크에 부착하는 것으로 약간의 탄력성을 지니게 하는 것이 가능하다. 또한, 이 면패스너로는 일반적으로 마즛쿠(マヅック)테이프(등록상표)로서 알려져 있는 것이 있다. 이와 같이, 탄력성을 지니는 것으로, 유리면에 손상을 남기지 않고 이물을 확실하게 제거하는 것이 가능하다. 또한, 면패스너를 사용하면 연마필름의 교환이 용이하다는 잇점도 있다.

또한, 연마필름 대신 예를 들면, 연마면이 사각추 모양의 매우 작은 돌기를 가진 것과 같이 가공된 래핑필름과 대단히 눈이 작은 사포를 사용하는 것이 가능하다. 단, 연마면의 표면 거칠기(연마재의 입도)가 커지면 유리에 손상을 발생시킬 우려가 있기 때문에, 이물의 제거를 행하는 것이 가능함과 동시에, 유리 표면의 품질에 영향이 있는 손상을 주지 않는 것을 선택할 필요가 있다.

도 1의 장치(1)에는 연마필름(7)을 부착한 디스크(6)(이하, 연마디스크라 불리는 경우가 있다)가 유리 기판을 평행이동시키는 방향으로 기판의 양면에 대하여, 상측의 연마디스크(2a)와 하측의 연마디스크(2b)가 교대로 2열씩 대향배치되고, 동시에 기판의 각 면둘레(面側)(상측끼리, 하측끼리)의 2열의 연마디스크(2a, 2b)는 각각 지그재그(zigzag)로 배치되어 있다.

이와 같이, 연마디스크(2a, 2b)를 배치하면, 디스크(2a, 2b)끼리의 접촉이 방지됨과 동시에, 롤러(3)에 의해 평행이동된 유리 기판(10)의 양면에 연마필름(7)(연마면(8))을 순차적으로 접촉시키는 것이 가능하고, 유리 기판(10)이4열의 연마디스크(2a, 2b)를 완전히 통과하는 때에는 기판(10)의 양면전체가 연마필름(7)(연마면(8))과 접촉하게 된다.

또한, 디스크(2a, 2b)는 개별적으로 제어하는 것이 가능하도록 하는 것이 바람직한데, 예를 들면, 각 디스크마다 또는 각 열마다 디스크의 회전방향과 회전수를 변화시켜도 좋다. 또한, 1열에 대한 디스크의 수는 임의로 하고, 열의 수를 일면에 각각 3이상으로 해도 좋으며, 예를 들면 표면 거칠기가 다른 연마필름을 사용하여, 거친 연마 후에 세밀한 연마를 행하여도 좋다.

게다가, 도 1의 장치(1)에서는 세정액 공급수단으로서 도 2에 도시된 바와 같이, 각 연마디스크(2a, 2b)의 근처에 샤워노즐(4)이 배치되어 있다. 이 샤워노즐(4)은 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 구멍(5)이 마련되어 있어서, 노즐(4)내부로 세정액을 펌프압송하여 각 연마 디스크(2a, 2b)와 유리 기판(10)과의 사이에 소정량의 세정액을 공급하는 것이 가능하다. 또한, 세정액 공급수단으로서는 연마디스크(2a, 2b)의 중앙에 구멍을 마련하고, 그 구멍으로부터 세정액을 공급할 수 있도록 해도 좋다. 이러한 경우, 연마필름도 중앙에 구멍을 마련하고 있지만, 이와 같이 도너스 형상으로 형성되어 있더라도, 충분한 연마효과가 얻어지고, 유리 기판의 표면을 양호하게 마무리하는 것이 가능하다.

이 장치(1)를 사용하여 유리면에 부착된 이물을 제거하는 데는, 샤워노즐(4)로부터 세정액을 공급하고, 연마 디스크(2a, 2b)를 소정의 회전속도로 회전시키면서, 마주보는 연마면(8)에 기판(10)의 양면이 접촉하며 롤러(3)에 의해 기판(10)을 유리면 방향으로 평행이동시킨다. 이와 같이하면 유리 기판(10)은 롤러(3)의 회전에 의해 유리면 방향으로 소정의 속도로 평행이동되고, 기판(10)의 상표면의 일부, 하표면의 일부, 상표면의 남은 부분, 하표면의 남은 부분에 해당하는 순서로 양면 전체가 연마면(8)과 접촉하고, 유리면 위의 이물을 양면동시에 확실하게 제거하는 것이 가능하다. 이와 같이 양면동시에 처리하는 것으로, 이물의 재부착이 방지되어 생산성이 향상되고, 처리 공간도 작게 하는 것이 가능하다.

또한, 상기와 같이, 연마필름을 사용하여 유리면 위의 이물의 제거를 행하는 경우, 유리면에 극히 미세한 손상이 생기게 되나, 이와 같은 손상은 품질에 영향을 미치는 것은 아니다. 또한, 유리 기판에 강한 하중이 걸리지 않으므로, 유리 기판이 손상될 우려도 거의 없다. 따라서, 양면 모두 이물이 부착되지 않고, 극히 고품질의 유리 기판으로 마무리하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서 연마수단의 연마면의 표면 거칠기, 세정액의 공급량등은 적당하게 설정하면 좋으나, 본 발명자들은 최적의 연마조건을 찾기 위해, 연마필름의 표면 거칠기, 디스크의 회전수, 세정액의 공급량, 디스크의 크기 등에 관하여 이하와 같은 실험을 행하여 최적의 조건을 찾아내었다.

(1)표면 거칠기에 관한 실험

표면 거칠기가 0.5∼20㎛인 연마필름(연마재:산화 알루미늄)을 직경 60mm의 디스크에 면 패스너를 사용하여 부착한 것을 이용하고, 회전수 300rpm으로 연마한 후의 이물제거 효과 및 유리 표면의 손상 발생상황을 조사했다. 표 1에 그 결과를 나타내었다. 또한, 평가는 이하와 같이 행하였다.

이물제거효과

○ : 초기의 목적을 달성하고, 양호.

△ : 초기의 목적은 미달성되었으나, 효과는 나타남.

× : 제거효과가 불충분.

유리 표면의 손상 발생

○ : 손상 발생이 없고, 양호.

△ : 손상발생이 보이나, 양, 크기는 각각 작다.

× : 손상발생이 보이고, 품질에 영향을 줄 우려가 있다.

(표 1)

표 1에 나타난 실험결과로부터, 연마면의 표면 거칠기가 1∼10㎛가 되면 이물의 제거효과를 충분히 발휘하는 것이 가능함과 동시에 유리 표면의 손상 발생을 확실하게 방지하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있었다.

한편, 연마면의 표면 거칠기가 1㎛보다 작은 경우, 유리면에 부착된 유리 부스러기와 수지이물을 충분히 제거하는 것이 가능하지 않을 우려가 있고, 또한 10㎛보다 크게 되면 유리면의 품질에 영향을 주는 손상을 남길 우려가 있다는 것을 알 수 있었다.

더욱이, 연마재를 산화 세륨으로 한 다른 연마필름을 사용하여 동일한 조사를 행하였는데, 표면 거칠기가 0.1∼10㎛인 경우에 충분한 이물제거효과가 얻어지고, 또한, 유리면의 손상발생은 없었다.

(2)디스크의 회전속도에 관한 시험

표면 거칠기가 5㎛인 연마필름(연마재:산화 알루미늄)을 부착한 직경 60mm인 디스크의 회전속도를 30∼900rpm으로 설정하고, 이물제거효과와 유리 표면의 손상발생에 관하여 상기와 동일한 형태의 평가를 행하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

(표 2)

표 2에 나타난 실험결과로부터 이물의 제거효과와 손상 발생상태의 유무를 종합적으로 평가하여 100∼500rpm이면, 이물을 확실하게 제거하는 것이 가능함과 동시에, 손상을 발생시키지 않아 바람직하다는 것을 알 수 있었다.

또한, 다른 연마필름(연마재:산화 세륨)을 사용하여 동일한 실험을 행하였는데, 40∼500rpm으로 이물제거와 손상발생방지의 양쪽에 대해서 높은 효과가 얻어졌다.

(3)세정액의 공급량에 관한 시험

표면 거칠기가 5㎛인 연마필름을 부착한 직경 60mm의 디스크를 이용하여, 회전수 300rpm으로 연마할 때의 1연마면당 세정액(물)의 공급량을 2∼500cc로 설정하고 동일한 평가를 행하였다. 그 결과를 표 3에 나타냈다.

(표 3)

표 3에 나타난 실험결과로부터, 이물의 제거효과와 손상 발생상태의 유무를 종합적으로 평가하여, 세정액은 1연마면당 10∼300cc공급하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.

또한, 유량이 1디스크(연마면)당 10cc 미만인 경우, 유리면에 손상이 생기고, 이물이 충분하게 제거되지 않을 우려가 있다. 한편, 유량이 300cc 보다 많은 경우, 연마효과가 작아지고, 유리면 위의 이물의 제거가 불충분하게 될 우려가 있는 것 외에, 세정액에 따른 비용이 상승하여 경제효과에의 영향이 있어 적정하지 않다.

(4)연마 디스크의 크기에 관한 시험

직경 10∼200mm의 디스크를 준비하여, 각 디스크에 표면 거칠기가 5㎛인 연마필름을 부착하고, 회전수를 300rpm, 세정액의 공급량을 100cc로 하여 동일한 형태의 평가를 행하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.

(표 4)

표 4에 나타난 실험결과로부터 이물의 제거효과와 손상 발생상태의 유무를 종합적으로 평가하여, 디스크의 직경은 30∼70mm가 바람직하다는 것을 알 수 있다. 이것은 회전하는 디스크의 중심부와 외주부의 원주속도의 차가 연마량과 유리로의 손상(damage)(손상의 발생정도)에 큰 영향을 미치는 원인이라고 생각된다.

또한, 통상, 액정판넬 등에 사용되는 유리 기판은 한변의 길이가 30∼1500mm의 사각형상이고, 처리하는 기판의 크기마다 디스크 사이즈를 변화시키는 것은 비용의 상승을 초래하나, 직경 30∼70mm의 디스크를 도 1의 장치와 같이 배치하면, 30∼1500mm 귀퉁이의 어느쪽의 크기의 유리면에 부착되어 있는 이물에도 유리면에 손상을 남기지 않으며 양면 동시에 확실하게 제거처리를 하는 것이 가능하다.

본 발명에 관계된 유리면에 부착된 이물을 제거하는 장치로서는, 도 1에 나타낸 장치를 중심으로, 분수장치, 세정액을 기체 미립자화시켜 분사하는 장치, 자외선 조사장치, 초음파 세정장치, 에어 나이프, 및 적외선 건조장치 중 적어도 1개 이상의 장치를 추가적으로 구비하여 구성하는 것도 가능하다.

도 7은 LD(로더)(41), 순수한 물 샤워장치(분수장치)(42), 도 1에 도시된 이물질 제거장치(43), 순수한 물을 기체 미립자화시켜 분사하는 장치(44), 순수한 물 초음파장치(45), 순수한 물 샤워장치(46), 건조공기를 분출하여 건조를 행하는 에어나이프(47), ULD(언로더)(48)를 순차적으로 구비한 장치(50)를 나타내고 있다. 이와 같이 구성된 유리면의 이물을 제거하는 장치(50)로 하면, 유리 기판을 롤러에 따라 순차적으로 평행이동하고, 기판의 양면의 이물을 제거한 후, 세정, 건조마무리까지를 연속적으로 행하는 것이 가능하다.

또한, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 장치(44)로서는 예를 들면 도 6에 나타난 바와 같은 세정 노즐을 구비한 장치를 사용하는 것이 가능하다.

이 세정노즐(30)에는 세정액을 교반하여 기체 미립자화하는 교반실(31)이 설치되어 있으므로 세정액 공급구(33)로부터 예를 들면 200L/min 정도의 유량으로 공급된 세정액은 교반실(31)내에서 교반되고, 그 내벽에 충돌하여 산란된다. 산란된 세정액은 세정액 중에 용존된 기체 및 교반실(31)내에 처음부터 존재한 공기 등과 처음으로 교반실(31)내에서 교반, 혼합되어, 기체미립자가 발생한다. 이 기체미립자를 함유한 액체는 슬릿(slit)형상의 액체방출구(34)로부터 연통하여 혼합실(32)로 보내진다.

혼합실(32)에서는 이 기체미립자를 함유한 액체를 기체공급구(35)로부터 공급되는 기체와 혼합하여 슬릿형상으로 되어 있는 세정액 분사구(36)로부터 기체와 혼합된 세정액으로 분사한다. 이와 같이, 이미 기체미립자를 함유한 한 세정액을 기체와 혼합하여 유리 기판에 분사하기 때문에, 세정액은 균일하게 기체혼합액체가 되며, 그 미립자의 사이즈도 지극히 미세하게 할 수 있다. 그 때문에, 높은 세정효율로 세정가능하며, 유리 기판에 손상을 주는 것을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 공급하는 기체의 압력을 작게 할 수 있으므로, 사용하는 세정액의 유량도 줄이는것이 가능하여 세정비용의 저감을 이루게 된다.

본 발명의 장치에 구비된 장치의 조합은 도 7에 도시된 것에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 이하의 1)∼4)와 같은 조합으로 하는 것도 가능하다.

1)분수(시수(市水))장치 + 도 1에 도시된 장치 + 분수(순수한 물(純水))장치 + 에어 나이프

2)분수(시수)장치 + 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 장치 + 도 1에 도시된 장치 + 순수한 물 초음파 세정장치 + 에어 나이프

3)도 1에 도시된 장치 + 분수(순수한 물)장치 + 자외선 조사장치 + 순수한 물 초음파 세정장치 + 에어 나이프

4)분수(시수)장치 + 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 장치 + 도 1에 도시된 장치 + 분수(순수한 물)장치 + 자외선 조사장치 + 순수한 물 초음파 세정장치 + 적외선 건조장치

이와 같이, 도 1의 장치와 상기와 같은 장치를 구비하면, 도 1의 장치에 의한 이물의 제거공정과, 기판에 대해 물로 세정하는 공정, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 공정, 자외선을 조사하는 공정, 순수한 물로 초음파 세정을 행하는 공정, 공기를 내뿜어 건조하는 공정, 및 적외선으로 건조하는 공정 중 적어도 1개 이상의 공정을 연속적으로 행하는 것이 가능하고, 유리면 위의 이물제거, 세정, 린스, 건조 등을 연속적으로 행하는 것이 가능한 장치로 하는 것이 가능하다. 물론, 이들 이외의 장치를 단순히 구비하거나, 일부 생략, 치환 등을 하는 것은 임의로 한다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 단순한 예이고, 본 발명의 특허청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

상기의 실시형태에는 1장의 유리 기판을 처리하는 경우에 관하여 설명하였지만, 본 발명이 적용가능한 유리 기판은 상기의 것에 한정되지 않고, 특히 액정 판넬과 EL소자, 또한 막이 형성되기 전의 원래 유리와 막이 형성된 후의 유리 기판 등, 적어도 일면이 유리로 구성된 기판(디바이스)의 이물제거에 알맞게 적용되는 것이 가능하다.

또한, 상기 실시형태에서 설명한 장치는 기판을 수평하게 이동시키는 것으로 되어 있으나, 기판을 수직하게 이동시키는 것으로 해도 좋고, 연마수단의 수와 배치도 유리 기판의 양면을 구석구석까지 연마할 수 있는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따르면, 유리 기판의 양면에 연마수단의 연마면을 접촉시켜 유리면 위에 부착되어 있는 유리 부스러기, 수지이물을 양면 동시에 제거하는 것이 가능하므로, 유리면에 손상을 남기지 않으며 이물의 제거를 효율적으로 행하는 것이 가능하고, 이물의 재부착을 방지하는 것도 가능하다. 특히, 평판 디스플레이(flat panel display)업계를 중심으로 일렉트로닉스(electronics)산업의 세정에 과제로되어 있는 서브 미크론(sub micron)세정을 행하는 것이 가능해 진다.

Claims (23)

1. 유리 기판 또는 적어도 일면이 유리로 구성된 기판의 유리면에 부착된 이물을 제거하는 방법에 있어서, 세정액을 공급하며, 상기 기판의 양면에 연마수단의 연마면을 회전시키면서 접촉시킴과 동시에, 상기 기판을 유리면 방향으로 평행이동시켜 상기 유리면 위의 이물을 양면동시에 제거하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연마수단의 연마면을 40∼500rpm으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 세정액으로서 물 또는 계면활성제 함유액을 사용하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법.
4. 제 2항에 있어서, 상기 세정액으로서 물 또는 계면활성제 함유액을 사용하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액을 1연마면당 10∼300cc 공급하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판에 대해, 물로 세정하는 공정, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 공정, 자외선을 조사하는 공정, 순수한 물로 초음파 세정을 행하는 공정, 공기를 내뿜어 건조하는 공정, 및 적외선으로 건조하는 공정 중 적어도 하나 이상의 공정을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 기판에 대해, 물로 세정하는 공정, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 공정, 자외선을 조사하는 공정, 순수한 물로 초음파 세정을 행하는 공정, 공기를 내뿜어 건조하는 공정, 및 적외선으로 건조하는 공정 중 적어도 하나 이상의 공정을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거방법.
8. 유리 기판 또는 적어도 일면이 유리로 구성된 기판의 유리면에 부착된 이물을 제거하는 장치에 있어서, 적어도 상기 기판을 평행이동시키는 기판이동수단과, 기판의 유리면을 연마하는 연마수단과, 기판에 세정액을 공급하는 세정액 공급수단을 구비하며, 상기 연마수단의 연마면이 대향배치되도록 하고, 상기 세정액 공급수단으로부터 세정액을 공급하며, 상기 연마수단의 연마면을 회전시키면서, 그 마주보는 연마면에 상기 기판의 양면이 접촉하도록 상기 기판이동수단에 의해 기판을 유리면 방향으로 평행이동시켜 상기 유리면 위의 이물을 양면동시에 제거하고 있는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 연마수단이 원형의 디스크에, 래핑필름, 사포(sand paper), 또는 연마필름을 부착하여 연마면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 래핑필름, 사포, 또는 연마필름이 면패스너(fastener)를 매개해서 상기 디스크에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
11. 제 9항에 있어서, 상기 디스크의 직경이, 30∼70mm인 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
12. 제 10항에 있어서, 상기 디스크의 직경이, 30∼70mm인 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
13. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마면의 표면 거칠기가, 0.1∼10㎛인 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
14. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연마수단이, 상기 기판을 평행이동시키는 방향으로, 기판의 양면에 대하여 교대로 적어도 2열씩 대향배치되고, 동시에 기판의 각 면둘레(面側)에 지그재그로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
15. 제 13항에 있어서, 상기 연마수단이, 상기 기판을 평행이동시키는 방향으로, 기판의 양면에 대하여 교대로 적어도 2열씩 대향배치되고, 동시에 기판의 각 면둘레(面側)에 지그재그로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
16. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판이동수단이 대향배치된 롤러를 포함하고, 상기 기판을 롤러 사이에 끼워 회전함으로서 기판을 평행이동시키는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
17. 제 15항에 있어서, 상기 기판이동수단은 대향배치된 롤러를 포함하고, 상기 기판을 롤러 사이에 끼워 회전함으로서 기판을 평행이동시키는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
18. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 공급수단이 샤워노즐 또는 상기 연마수단의 연마면에 설치된 구멍으로부터 세정액을 공급하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
19. 제 17항에 있어서, 상기 세정액 공급수단이 샤워노즐 또는 상기 연마수단의 연마면에 설치된 구멍으로부터 세정액을 공급하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
20. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세정액 공급수단이 1연마면당 10∼300cc의 세정액을 공급하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
21. 제 19항에 있어서, 상기 세정액 공급수단이 1연마면당 10∼300cc의 세정액을 공급하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
22. 제 8항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리면에 부착된 이물의 제거장치가, 분수(噴水)장치, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 장치, 자외선 조사장치, 초음파 세정장치, 에어 나이프, 및 적외선 건조장치 중 적어도 한 개 이상의 장치를 추가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.
23. 제 21항에 있어서, 상기 유리면에 부착된 이물의 제거장치가, 분수(噴水)장치, 세정액을 기체 미립자화하여 분사하는 장치, 자외선 조사장치, 초음파 세정장치, 에어 나이프, 및 적외선 건조장치 중 적어도 한 개 이상의 장치를 추가적으로구비하는 것을 특징으로 하는 유리면에 부착된 이물의 제거장치.