KR20070114691A - 유리기판 세정장치 및 유리기판 세정방법 - Google Patents

Abstract

유리기판(3)의 연마된 끝면(3a)의 미소 오목부 내에 존재하는 이물을 긁어 내기 위해 필요한 분사압력이며 또한 유리기판(3)을 손상시키지 않는 분사압력으로 그 끝면(3a)에 대하여 세정용 액체(7)를 분사하는 액체분사수단(5)을 구비한다. 바람직하게는, 액체분사수단(5)은, 세정용 액체(7)를 유리기판(3)의 연마된 끝면(3a)의 전체 영역에 직접 닿도록 구성되어, 그 분사압력은, 9.8-24.5㎫로 설정된다.

Description

유리기판 세정장치 및 유리기판 세정방법{APPARATUS FOR CLEANING GLASS SUBSTRATE AND METHOD FOR CLEANING GLASS SUBSTRATE}

본 발명은, 유리기판 세정장치 및 유리기판 세정방법에 관한 것으로, 상세하게는, 유리기판의 연마된 끝면을 적정하게 세정하기 위한 기술에 관한 것이다.

이미 알고 있는 바와 같이, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계 발광 디스플레이, 전계 방출 디스플레이 등의 각종 화상표시기기용 유리 패널의 제작에 있어서는, 복수장의 유리 패널이 1장의 소판(素板) 유리로 만들어 내지는 방법이 채용되는 것에 이르고 있다. 그리고, 이것에 따라 유리 메이커 등에서 제조되는 소판 유리는, 대판화가 추진되고 있는 것이 현재의 상태이다.

이들 소판 유리는, 제조공정의 종반에 있어서, 직사각형상이고 또한 소정의 크기로 절단된 유리기판의 끝면에 대하여 연마 가공을 실시한 후, 그 유리기판의 표리면을 청정한 면으로 하기 위한 세정처리 및 건조처리를 행함으로써 최종제품으로서 얻어지는 것이 통례이다. 즉, 유리기판의 절단부분은 예리한 것이므로, 그 상태에서는, 약근의 충격을 받았을 경우이여도 이지러짐이 생기거나, 또는 반송시에 인접하는 다른 유리기판에 손상을 주는 등의 문제를 초래한다. 이것을 회피하기 위해서, 유리기판의 절단 끝면에 대해서는, 상술의 연마 가공(모따기 가공을 겸하는 경우가 많음)이 실시된다. 또한, 각종 화상표시기기용 소판 유리는, 특히 표면에 전자기능소자 등이 형성되기 때문에, 높은 청정도를 유지하는 것이 요구된다. 이러한 요청에 따르기 위해서, 유리기판에 대해서는, 상술의 세정처리 및 건조처리가 행해진다.

그리고, 상기의 유리기판의 세정처리 및 건조처리의 구체적 일례에 대해서 설명하면 도 6에 나타내는 바와 같이, 우선, 내외간에서 세정용 액체(일반적으로는 물이 사용된다)의 유통이 가능한 바스켓(A)의 내부에, 복수장의 유리기판(G)을 수직자세로 병렬로 수납한다. 그리고, 이 바스켓(A)을 세정조(B)에 저장된 80℃ 정도의 온수에 침지시키고, 상하방향 등으로 진동시키거나 하여 유리기판(G)으로부터 오염이나 세제 등을 제거한다. 그 후, 이 바스켓(A)을 세정조(B)로부터 취출하여 건조처리위치(C)에 이송하고, 유리기판(G)에 온풍을 분사하여 건조시킨다.

이상의 처리를 끝낸 유리기판(G)에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 다수의 이물(미립자)(P)이 부착되어 용이하게 제거할 수 없는 상태로 되어 있고, 특히 유리기판(G)의 표리면에 있어서의 한 변의 주변부(H)에서 이물의 부착 밀도가 높은 상태로 되어 있다. 이러한 현상은, 유리기판(G)의 네변에 있어서의 절단 끝면에 연마 가공이 실시되었을 때에는, 그 끝면이 경면으로는 되지 않고 필연적으로 미소 요철을 갖는 면으로 되는 것 때문에, 그 끝면의 미소 오목부 내에 유리분이나 연마분이 막히고, 세정처리시에 그것들이 배어 나와서, 건조처리시에 유리기판(G)의 표리면에 미립자(P)로서 석출되는 것에 유래하여 생긴다. 그리고, 세정처리시 및 건조처리시에는, 유리기판(G)이 수직자세로 유지되는 것 때문에, 그 때에 유리기 판(G)의 상단에 존재하는 한 변의 주변부(H)에 집중해서 미립자(P)가 부착되게 된다.

이러한 결론은, 본 발명자들이 종래에 있어서 창의 연구한 상술의 세정처리 및 건조처리를 행함으로써 얻어진 것이다. 또한, 본 발명자들은, 상기 세정처리로서, 초음파 세정을 행하는 것을 시험해 보았지만, 이것에 의해 하더라도, 유리기판에의 미립자의 부착을 충분하게 배제할 수 없을 뿐만 아니라, 유리기판의 끝면으로부터 일정량의 유리분이나 연마분을 제거하기 위해서는, 부당히 긴 시간을 요하고, 생산성이 매우 악화된다는 근본적인 문제가 생긴다.

또한, 상기 세정처리에 관한 기술은 아니지만, 하기의 특허문헌1(도 3 참조)에 의하면, 유리기판의 끝면을 모따기 연석에 의해 연마하는 공정에서, 고압 스프레이 노즐로부터 고압수를 분사하는 기술, 및, 동일하게 그 연마 공정에서, 살수 수단의 살수구로부터 유리기판의 둘레 가장자리에 절삭수를 공급하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 하기의 특허문헌2에 의하면, 머더 기판(소판 유리) 혹은 스틱 기판으로부터 잘라내어진 액정 패널의 코너부를, 워터제트 노즐로부터 분사되는 초고압수에 의해 모따기하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌1: 일본 특허공개 평8-12361호 공보

특허문헌2: 일본 특허공개 2002-292569호 공보

그런데, 최근에 있어서는, 액정 디스플레이로 대표되는 표시기기의 고선명화가 진행되고, 이것에 따라 유리기판(소판 유리)에의 청정도가 보다 엄격하게 요구되기에 이르고 있다. 그럼에도 불구하고, 이미 서술한 바와 같이, 유리기판(G)의 한 변의 주변부(H)에 집중해서 미립자(P)가 부착되어 있는 것에서는, 청정도의 엄격한 요구에 따를 수 없고, 제품 가치가 저하할 뿐만 아니라, 사용에 견딜 수 없게 되어, 불량품으로서 취급된다는 문제도 초래한다.

또한, 상기 유리기판은, 그 제조 메이커로부터 다른 디스플레이 제조 메이커 등에 제공된 후, 다시 상기 다른 메이커에서 세정처리 및 건조처리가 행해지기 때문에, 유리기판의 연마된 끝면의 미소 오목부 내에 이물이 여전히 막혀 있으면, 상기 예시한 유리기판(G)의 한 변의 주변부(H)에 한정되지 않고, 다른 변의 주변부에도 집중해서 미립자가 부착되어, 같은 문제를 초래한다.

또한, 상기 특허문헌1에 개시된 기술에 의하면, 고압 스프레이 노즐로부터의 고압수가, 유리기판의 연마 중의 끝면에 공급되는 것이 예측될 수 있지만, 이 고압수는, 동 문헌의 단락[0019]에 기재되어 있는 바와 같이, 모따기 숫돌의 연삭부에 분사되는 것으로서, 그 연삭부의 눈막힘 방지를 위해 이용되는 것이다. 따라서, 이 고압수가, 가령, 모따기 숫돌의 연삭부에 일단 닿은 후에, 유리기판의 끝면에 도달하였더라도, 그 끝면에 대한 물의 공급 압력은 매우 작은 것으로 된다. 이 때문에, 상기 끝면의 미소 오목부 내에 유리분이나 연마분 등의 이물이 막혀 있어도, 상기 물의 기세로는, 이 이물을 긁어 내는 것은 도저히 불가능한 것이고, 상기 미립자 부착의 문제 해결로는 이어지지 않는다.

또한, 상기 특허문헌2에 개시된 기술은, 초고압수가, 액정 패널의 표면측으로부터 외방을 향해 그 코너부에 분사되기 때문에, 초고압수의 분사 부위는, 실질적으로는, 유리기판의 코너부에 있어서의 표면이며, 끝면이 아닌 것으로 된다. 또한, 이 기술은, 유리기판이 아니라 액정 패널을 대상으로 하는 것이며, 또한 액정 패널의 코너부를 절제하는 것임을 감안하면, 이것에 의해서도 상기의 미립자 부착의 문제 해결로는 도저히 이어지지 않는다.

본 발명은, 상기 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 유리기판의 연마된 끝면을 신속하고 또한 적정하게 세정하여, 유리기판의 특히 표면에 있어서의 미립자 부착의 문제에 적확하게 대처하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명은, 유리기판의 연마된 끝면을 세정용 액체에 의해 세정하는 유리기판 세정장치로서, 세정용 액체를 상기 유리기판의 연마된 끝면의 미소 오목부 내에 존재하는 이물을 긁어 내기 위해 필요한 분사압력이며 또한 유리기판을 손상시키지 않는 분사압력으로 상기 끝면에 대하여 분사하는 액체분사수단을 구비한 것에 특징지어진다.

여기서, 상기 「끝면의 미소 오목부 내에 존재하는 이물을 긁어 내기 위해 필요한 분사압력」은, 상기 끝면의 모든 미소 오목부 내에 존재하는 모든 이물을 긁어 내기 위해 필요한 분사압력을 반드시 의미하는 것은 아니고, 상기 끝면의 상당수의 미소 오목부 내에 존재하는 상당량의 이물을 긁어 내기 위해 필요한 분사압력이면 되는 것을 의미한다. 또한, 상기의 「유리기판을 손상시키지 않는 분사압력」은, 유리기판의 상기 끝면 주변을 절제하거나 또는 유리기판에 부당한 변형을 일으켜서 깨짐이나 이지러짐을 발생시키거나 하는 손상을 주지 않는 분사압력을 의미한다. 또한, 상기 「세정용 액체」로서는 물이 사용되는 경우가 많다.

이와 같은 구성에 의하면, 액체분사수단으로부터 분사된 세정용 액체는, 유리기판의 연마된 끝면에 대하여 적절한 분사압력으로 공급됨으로써, 상기 끝면의 미소 오목부 내에 막혀 있는 유리분이나 연마분 등의 이물이 세정용 액체에 의해 긁어 내어져 씻어 떨어지게 된다. 따라서, 이 후에 예컨대 유리기판의 표리면을 세정할 목적으로 세정처리나 건조처리를 행하여도, 유리기판의 상기 끝면으로부터 이물이 배어나와서, 그 표리면(특히 표면)에 석출되고, 미립자로서 제거 곤란한 상태로 부착되는 것이 억제된다. 또한, 액체분사수단으로부터 분사된 세정용 액체는, 유리기판을 손상시키는 부당히 높은 압력으로 상기 끝면에 분사 공급되는 것이 저지되므로, 예컨대 0.5~0.7㎜ 정도로 매우 박육의 액정 디스플레이용 유리기판에 대해서도, 깨짐이나 이지러짐으로 이어지는 부당한 변형을 일으키는 일은 없고, 또한 세정용 액체의 분사의 기세에 의해 예컨대 상기 끝면의 코너부가 절제되어 버리거나 하는 문제가 생기는 일도 없다. 이 결과, 액정 디스플레이로 대표되는 표시기기의 고선명화가 진행된 현황에 있어서도, 유리기판(소판 유리)에 대한 청정도의 엄격한 요구에 따를 수 있고, 제품 가치를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 불량품의 발생 확률이 격감하여, 생산성의 대폭적인 향상이 도모된다.

이 경우, 상기 액체분사수단은, 세정용 액체를 유리기판의 연마된 끝면의 전체 영역에 직접 닿도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기의 「직접 닿는다」는, 세정용 액체를 유리기판 이외의 다른 부재에 닿게 함으로써 분사의 기세가 부당히 약해진 상태에서 상기 끝면에 닿게 하는 것을 배제하는 의미로서, 예컨대 분사의 기세를 부당히 약화시키는 일 없이 세정용 액체의 분사 방향을 조정하는 안내부재에 접촉시켜서 상기 끝면을 향해 분사하는 경우나, 복수개의 세정용 액체의 분사 흐름을 기세를 부당히 약화시키는 일 없이 합류시킨 후에 상기 끝면에 닿게 하는 경우에는, 「직접 닿는다」에 포함된다. 이와 같이 하면, 세정용 액체가 액체분사수단으로부터 분사되어 유리기판의 끝면에 도달할 때까지의 동안에 그 기세가 거의 약해지지 않게 되기 때문에, 효율 좋게 이물의 긁어 내기가 행해짐과 아울러, 유리기판의 표면 및 이면의 전체 영역에 대하여 미립자의 부착이 억제된다.

또한, 상기 액체분사수단은, 유리기판의 연마된 끝면의 외방측으로부터, 상기 끝면이 존재하는 변의 길이방향과 직교하는 면내에 존재하고 또한 상기 유리기판의 표리면과 평행한 직선을 기준으로 하여, 그 표리방향에 있어서의 각도가 0~70°인 범위에서 상기 끝면에 대하여 세정용 액체를 분사하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 유리기판의 상기 끝면에 대한 세정용 액체의 분사 방향은, 상기 끝면의 외방측으로부터일뿐만 아니라, 상기 끝면이 존재하는 변의 길이방향과 직교하는 면내에 존재하는 직선이며 또한 상기 유리기판의 표리면과 평행한 직선에 대하여, 그 표리방향으로 0~70°의 각도를 갖게 된다. 그리고, 이 각도가 70°를 넘으면, 세정용 액체가 유리기판의 끝면에 닿을 때의 충격력(충돌시의 압력)이 작아져, 이물의 긁어 내기 작용을 행하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 따라서, 이 각도는, 70°이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 각도가 0~20°이면, 세정용 액체의 충격력이 커져, 이물의 긁어 내기 작용은 충분하게 된다. 그러나, 이러한 각도 범위이면, 예컨대 유리기판의 끝면 근방을 끼워지지하여 고정하는 고무벨트 등의 끼움지지부재에 고압의 세정용 액체가 직접 닿는다는 사태를 초래하여, 끼움지지부재가 세정용 액체의 접촉에 기인하여 마모 혹은 손상될 확률이 높아짐과 아울러, 유리기판과 끼움지지부재 사이에 상대적인 위치 어긋남이 생겨, 유리기판이 빠지기 쉬워진다는 난점이 있다. 이러한 사항을 감안하면, 상기의 각도는 20~70°인 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 액체분사수단은, 유리기판의 연마된 끝면에 대하여 상기 유리기판의 표면측과 이면측으로부터 각각 세정용 액체를 분사하는 복수개의 분사노즐을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 복수개의 분사노즐에 의해 유리기판의 표면측 및 이면측으로부터 각각 상기 끝면으로 세정용 액체가 분사 공급되게 되므로, 상기 끝면의 전체 영역에 대한 이물의 긁어 내기 작용이 용이하고 또한 확실하게 행해져, 미립자 부착의 문제에 보다 한층 적절하게 대처할 수 있게 된다. 또한, 이미 서술한 고무벨트 등의 끼움지지부재에 고압의 세정용 액체가 직접 닿는 것에 기인하는 상기 끼움지지부재의 마모나 손상, 또한 유리기판의 상대적인 위치 어긋남 등을 회피함에 있어서 매우 유리하게 된다.

이상의 구성에 있어서, 상기 액체분사수단으로부터 분사되는 세정용 액체의 분사압력은, 9.8~24.5㎫인 것이 바람직하다.

즉, 세정용 액체의 분사압력이 9.8㎫ 미만이면, 유리기판의 끝면의 미소 오목부 내로부터 충분한 양의 이물을 긁어 내는 것이 곤란하게 되어, 미립자 부착의 문제가 여전히 잔존할 우려가 있다. 이것에 대해서, 그 분사압력이 24.5㎫를 넘으면, 예컨대 액정 디스플레이의 유리기판과 같이 두께가 1㎜ 이하(0.5~0.7㎜ 정도)로 얇은 경우에, 유리기판의 끝면 주변에 부당한 변형이 생겨 깨짐이나 이지러짐이 발생하거나, 또는 초고압의 세정용 액체에 의해 상기 끝면 주변이 절제될 우려가 있다. 따라서, 이 분사압력은, 상기의 수치범위 내에 존재하는 것이 바람직하다. 이상과 같은 사항을 감안하면, 상기 분사압력은, 14.7~24.5㎫인 것이 보다 바람직하다.

또한, 이상의 구성에 있어서, 상기 액체분사수단의 분사구로부터 유리기판의 연마된 끝면까지의 거리는, 2~30㎜인 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 액체분사수단의 분사구로부터 분사된 세정용 액체가 유리기판의 끝면에 도달한 시점에서, 세정용 액체의 분류(噴流) 지름 및 공급 압력이 적절한 값으로 유지된다. 즉, 상기 거리가 2㎜ 미만이면, 세정용 액체의 분류 지름이 지나치게 가느다란 지름으로 되어 상기 끝면의 전체 영역에 걸친 이물의 긁어 내기 작용이 불균일해질 우려가 있고, 또한 상기의 거리가 30㎜을 넘으면, 세정용 액체가 지나치게 지름이 넓어져서 상기 끝면에 도달한 시점에서의 세정용 액체의 공급 압력이 불충분해질 우려가 있다. 따라서, 이 거리는, 상기의 수치범위 내에 존재하는 것이 바람직하다.

또한, 이상의 구성에 있어서, 상기 액체분사수단은, 경질 세라믹, 루비, 사파이어, 인조 다이아몬드 중 어느 하나로 이루어지는 분사노즐인 것이 바람직하다.

즉, 분사노즐의 분사구로부터는, 고압의 세정용 액체가 분사되는 관계상, 예컨대 금속제의 분사노즐이면, 분사구 주변 특히 분사구멍이 단기간에 마모되거나 하여 줄어들어 버려서, 내구성이 매우 악화되지만, 상기 경질 세라믹 등으로 이루어지는 분사노즐이면, 이와 같은 사태는 생기지 않고, 오랜 세월에 걸친 장기사용에 견딜 수 있다. 이와 관련하여, 스테인레스강으로 이루어지는 분사노즐의 수명은 1시간 정도, 초경합금으로 이루어지는 경우에는 48시간 정도, 경질 세라믹으로 이루어지는 경우에는 3개월 정도이다.

이상의 구성을 구비한 유리기판 세정장치에 있어서, 상기 유리기판을 수평자세로 수평방향으로 반송하는 반송수단을 추가로 구비힘과 아울러, 상기 액체분사수단을, 상기 반송수단에 의한 유리기판의 반송경로에 있어서의 반송방향과 직교하는 방향의 양측에 각각 배치하도록 해도 된다.

이와 같이 하면, 반송수단에 의해 유리기판이 수평자세로 순차적으로 반송되어 가는 동안에, 각 유리기판의 반송방향과 직교하는 방향의 양측에 존재하는 1쌍의 변의 연마된 끝면에 대해서 각각 액체분사수단으로부터 세정용 액체가 분사되고, 각 유리기판의 두변의 끝면으로부터 이물이 긁어 내어진다. 따라서, 다수의 유리기판에 대하여 초음파 세정을 행하는 경우와 같은 배치(batch) 처리가 아니라, 연속 처리가 행해지게 되어, 상기 끝면의 세정처리에 요하는 시간이 단축된다. 또한, 유리기판을 수직자세로 수직방향으로 반송하는 반송수단을 구비하여, 마찬가지의 처리를 행하는 것도 가능하다.

이 경우, 상기 유리기판의 반송경로 도중에 상기 유리기판이 90°수평 선회 함과 아울러, 그 수평 선회 전 및 수평 선회 후 중 어느 것에 있어서도 상기 유리기판의 연마된 끝면에 대하여 상기 액체분사수단으로부터 세정용 액체가 분사되도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 하면, 유리기판을 90°수평 선회시키기 전에는, 상술한 바와 같이 반송수단에 의해 순차적으로 반송되는 각 유리기판의 두변의 끝면에 대하여 세정용 액체를 분사하고, 수평 선회한 후에는, 동일하게 다른 반송수단에 의해 순차적으로 반송되는 그들 유리기판의 나머지의 두변의 끝면에 대하여 세정용 액체를 분사함으로써, 유리기판의 네변 모두의 끝면으로부터 이물을 긁어 낼 수 있게 된다. 그리고, 이와 같이 유리기판의 네변의 끝면으로부터의 이물의 긁어 내기 작업도, 연속 처리에 의해 행해진다.

한편, 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 창안된 본 발명에 따른 방법은, 유리기판의 연마된 끝면을 세정용 액체에 의해 세정하는 유리기판 세정방법으로서, 세정용 액체를 상기 유리기판의 연마된 끝면에 고압으로 분사하여, 상기 끝면의 미소 오목부 내에 존재하는 이물을 긁어 내는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 방법에 의하면, 유리기판의 표리면(특히 표면)에 부당한 양의 미립자가 부착되는 문제가 해소되기 때문에, 액정 디스플레이로 대표되는 표시기기의 고선명화가 진행된 현황에 있어서도, 유리기판(소판 유리)에 대한 청정도의 엄격한 요구에 따를 수 있고, 제품 가치를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 불량품의 발생 확률이 격감하여, 생산성의 대폭적인 향상이 도모된다.

또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위해서 창안된 본 발명에 따른 유리기판 세정방법은, 유리기판의 끝면에 대하여, 거칠기가 다른 숫돌을 이용하여 복수회에 걸친 연마 가공을 실시하고, 그런 후, 그 유리기판의 끝면에 대하여 세정용 액체를 고압으로 분사함으로써 상기 끝면의 미소 오목부 내의 이물을 긁어 내어 씻어 내는 것에 특징지어진다.

이와 같은 방법에 의하면, 유리기판의 끝면에 대하여 복수회에 걸쳐서 연마 가공을 실시하면, 연마 가공을 1회만 실시하는 경우에 비해서, 상기 끝면의 미소 오목부 내에 존재하는 이물의 양의 총합이 감소하게 되고, 이와 같이 이물의 양이 감소한 상기 끝면에 대하여 세정용 액체를 고압으로 분사하여 이물을 긁어 냄으로써, 상기 끝면에 잔존하는 이물의 양이 대폭적으로 적어진다. 따라서, 유리기판의 미립자 부착의 문제는, 보다 한층 확실하게 해소될 수 있게 된다. 또한, 1회째의 연마 가공은 모따기 가공을 겸하고 있는 것이 바람직하고, 또한 2회째 이후의 연마 가공이 모따기 가공을 겸하고 있어도 된다.

<발명의 효과>

이상과 같이 본 발명에 의하면, 액체분사수단으로부터 분사된 세정용 액체는, 유리기판의 연마된 끝면에 대하여 적절한 분사압력으로 공급되어, 상기 끝면의 미소 오목부 내에 존재하는 이물이 긁어 내어져 씻어 내어지기 때문에, 그 후에 유리기판의 상기 끝면으로부터 이물이 배어 나와서 그 특히 표면에 석출되고, 미립자로서 제거 곤란한 상태로 부착되는 것이 가급적으로 억제된다. 또한, 액체분사수단으로부터 분사된 세정용 액체는, 유리기판을 손상시키는 부당히 높은 압력으로 상기 끝면에 분사 공급되는 것이 저지되므로, 깨짐이나 이지러짐으로 이어지는 부당한 변형을 일으키는 일은 없고, 또한 세정용 액체의 분사의 기세에 의해 상기 끝면의 코너부가 절제되어 버리거나 하는 문제가 생길 일도 없다. 이 결과, 액정 디스플레이로 대표되는 표시기기의 고선명화가 진행된 현황에 있어서도, 유리기판(소판 유리)에 대한 청정도의 엄격한 요구에 따를 수 있고, 제품 가치를 높일 수 있음과 아울러, 불량품의 발생 확률이 격감하여 생산성의 대폭적인 향상이 도모된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 유리기판 세정장치의 전체 구성을 나타내는 개략 평면도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 유리기판 세정장치의 요부를 간략화하여 나타내는 요부 확대 사시도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 유리기판 세정장치의 요부를 나타내는 확대 종단 정면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 유리기판 세정장치의 요부를 나타내는 확대 종단 정면도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 유리기판 세정장치를 사용하여 미립자의 부착에 관한 실험을 행한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 6은 종래부터 행해지고 있었던 유리기판의 세정처리 및 건조처리의 순서를 설명하기 위한 개략도이다.

도 7은 종래에 있어서의 유리기판에의 미립자의 부착 상태를 나타내는 정면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 : 유리기판 세정장치 2A : 반송수단(상류측 반송수단)

2B : 반송수단(하류측 반송수단) 3 : 유리기판

3a : 유리기판의 끝면

4a : 거친 제 1 연마 가공을 행하는 거친 숫돌

4b : 미세한 제 2 연마 가공을 행하는 미세 숫돌

5 : 분사노즐(액체분사수단) 6 : 고무벨트(끼움지지부재)

7 : 세정수(세정용 액체) L : 직선

α : 분사 각도

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1에 나타내는 개략 평면도에 기초하여, 본 발명의 실시형태에 따른 유리기판 세정장치의 전체 구성을 설명한다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 유리기판 세정장치(이하, 단지 세정장치라고 함)(1)는, 상류측 반송수단(2A)에 의해 유리기판(3)을 수평자세로 수평방향(동 도면의 우측방향)으로 반송함과 아울러, 그 하류끝에 인접하는 선회수단(2X)에 의해 유리기판(3)을 90°수평 선회시키고, 또한 그 하류측에 인접하는 하류측 반송수단(2B)에 의해 수평 선회 후의 유리기판(3)을 수평자세로 동일 방향으로 반송하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이들 반송수단(2A,2B)에 의해 반송되는 유리기판(3)은, 액정 디스플레이용 소판 유리로 되는 것으로서, 두께가 0.7㎜이다.

상류측 반송수단(2A)의 반송경로에 있어서의 좌우 양측(반송방향과 직교하는 방향의 양측)에는, 상류측으로부터 순서대로, 유리기판(3)의 좌우 양변의 끝면(3a)에 대하여 상대적으로 거친 제 1 연마 가공을 실시하는 1쌍의 거친 숫돌(4a)과, 상대적으로 미세한 제 2 연마 가공을 실시하는 미세 숫돌(4b)과, 유리기판(3)의 좌우 양변의 연마된 각 끝면(3a)에 대하여 세정수를 분사하는 2쌍의 액체분사수단(분사노즐)(5)이 배치되어 있다. 또한, 하류측 반송수단(2B)의 반송경로에 있어서의 좌우 양측에도 마찬가지로, 거친 숫돌(4a), 미세 숫돌(4b) 및 분사노즐(5)이 배치되어 있다.

따라서, 상류측 반송수단(2A)에 의해 반송되는 유리기판(3)의 좌우 양변의 전체 길이에 걸친 각각의 끝면(3a)에 대해서는, 지립의 입도가 #300~#500의 거친 숫돌(4a)과, 지립의 입도가 #800~#4000의 미세 숫돌(4b)에 의해서, 2단계에 걸친 연마 가공이 실시된 후, 분사노즐(5)로부터 2회에 걸쳐 세정수가 분사 공급된다. 또한, 하류측 반송수단(2B)에 의해 반송되는 유리기판(3)의 나머지의 두변의 전체 길이에 걸친 각각의 끝면(3a)에 대해서도, 마찬가지의 처리가 실시된다.

도 2는, 상류측 반송수단(2A)의 주변구성을 상세하게 나타내는 요부 사시도(하류측 반송수단(2B)의 주변구성도 마찬가지)로서, 편의상, 반송경로의 좌우 양측에 1쌍의 분사노즐(5)만이 배치된 상태를 예시하고 있다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 유리기판(3)은, 그 좌우 양변의 끝면(3a) 근방을 각각 1쌍의 띠형상 끼움지지부재(고무벨트)(6)에 의해 상하로부터 끼움지지된 상태에서 화살표방향으로 반송되는 구성이고, 이 유리기판(3)에 있어서의 좌우 양변의 끝면(3a)의 외방측 영역으로부터는, 분사노즐(5)에 의해 세정수(7)가 각 끝면(3a)에 대하여 각각 분사되도록 되어 있다.

상세하게 설명하면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 유리기판(3)의 끝면(3a)은, 단면이 원호형상(볼록형상의 원호형상)을 이루도록, 상술의 2회에 걸친 연마 가공으로 모따기 처리가 실시되어 있다. 이 끝면(3a)은, 구체적으로는, 거친 숫돌(4a)에 의해 대략 단면 원호형상으로 되도록 성형된 후, 미세 숫돌(4b)에 의해 주로 표면 거칠기를 작게 하는 연마가 행해지고 있다. 그리고, 유리기판(3)의 끝면(3a)에 대해서는, 분사노즐(5)로부터의 세정수(7)가 직접 닿도록 구성되어 있고, 그 세정수(7)의 분사 각도는, 상기 끝면(3a)이 존재하는 변의 길이방향과 직교하는 면내(지면과 평행한 면내)에 존재하고 또한 유리기판(3)의 표리면과 평행한 직선(L)을 기준으로 하면, 0°로 설정되어 있다.

또한, 분사노즐(5)은, 분사구멍의 형성부를 포함해서 경질 세라믹으로 이루어짐과 아울러, 분사노즐(5)에 의한 세정수(7)의 분사압력은, 9.8~24.5㎫, 바람직하게는 14.7~24.5㎫이며, 분사노즐(5)의 분사구로부터 끝면(3a)까지의 거리는 2~30㎜로 설정되어 있다.

이상의 구성을 구비한 세정장치(1)에 의하면, 우선 상류측 반송수단(2A)에 의해 유리기판(3)이 반송되고 있는 동안에, 그 좌우 양변의 끝면(3a)에 대하여 2회에 걸친 연마 가공이 실시된 시점에서는, 그들 끝면(3a)의 미소 오목부 내에 유리분이나 연마분 등의 이물이 막힌 상태로 되어 있다. 그리고, 이 유리기판(3)이 더욱 하류측으로 반송됨으로써, 그들의 끝면(3a)에 대하여 분사노즐(5)로부터 세정수(7)가 상술의 소정 압력으로 분사되고, 이것에 의해 상기 끝면(3a)의 미소 오목 부 내의 이물이 긁어 내어져 씻어 내어진다. 이와 같은 이물의 긁어 내기 작용은, 유리기판(3)의 좌우 양변의 끝면(3a)에 각각 2회에 걸쳐서 행해지기 때문에, 상기 끝면(3a)의 미소 오목부 내에 잔존하고 있는 이물은 매우 미량으로 된다.

특히, 이 실시형태에서는, 분사노즐(5)로부터의 세정수(7)가, 유리기판(3)의 끝면(3a)에 바로 정면으로부터 충돌하는 형태으로 분사되기 때문에, 1개의 분사노즐(5)이여도 상기 끝면(3a)의 전체 영역에 효율 좋게 세정수(7)가 분사되어서, 충분한 이물의 긁어 내기 효과를 얻을 수 있다. 단, 이 경우에는, 세정수(7)가 고무벨트(6)에도 직접 닿기 때문에, 고무벨트(6)의 마모나, 고무벨트(6)의 변형에 기인하는 유리기판(3)의 상대 위치 어긋남 등의 문제를 초래할 우려가 있다.

이 유리기판(3)은, 상류측 반송수단(2A)의 하류끝까지 반송된 시점에서, 선회수단(2X)의 동작에 의해 90°수평 선회하고, 이 후, 하류측 반송수단(2B)에 의해 반송됨으로써, 유리기판(3)의 나머지의 두변에 있어서의 끝면(3a)에 대해서도, 상기 와 마찬가지로 2회에 걸친 연마와, 2회에 걸친 세정수에 의한 이물의 긁어 내기가 행해진다. 이 결과, 직사각형의 유리기판(3)의 네변에 있어서의 끝면(3a) 모두에 대해서, 미소 오목부 내에 거의 이물이 잔존하지 않는 상태로 된다. 이러한 처리는, 다수장의 유리기판(3)에 대하여 순차적으로 연속적으로 행해진다. 따라서, 이 후에 도 6에 나타내는 바와 같은 이미 서술한 세정처리 및 건조처리를 행하여도, 유리기판(3)의 끝면(3a)으로부터 다량의 이물이 배어 나와서 그 표리면(특히 표면)에 부당한 양의 미립자가 부착된다는 사태의 발생 확률은, 가급적으로 저감되게 된다.

도 4는, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 세정장치를 예시하는 것이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 이 세정장치(1)는, 유리기판(3)의 각 변의 끝면(3a)에 있어서의 1개소의 세정수 분사부위마다, 유리기판(3)의 표면측과 이면측으로부터 1쌍의 분사노즐(5)에 의해 세정수를 분사하도록 구성한 것이다. 상세하게 설명하면, 이 1쌍의 분사노즐(5)로부터 분사된 세정수는, 유리기판(3)의 끝면(3a)에 대하여 직접 닿도록 구성되어 있고, 그 세정수(7)의 분사 각도(α)는, 상기 끝면(3a)이 존재하는 변의 길이방향과 직교하는 면내(지면에 평행한 면내)에 존재하고 또한 유리기판(3)의 표리면과 평행한 직선(L)을 기준으로 하면, 그 표리방향에 대하여 20~70°로 설정되어 있다. 또한, 이 1쌍의 분사노즐(5)이 경질 세라믹으로 이루어지는 점, 세정수(7)의 분사압력이 9.8~24.5㎫(바람직하게는 14.7~24.5㎫)인 점, 및, 각 분사노즐(5)의 분사구로부터 끝면(3a)까지의 거리가 2~30㎜인 점에 대해서는, 이미 서술한 실시형태와 동일하다. 또한, 세정장치(1)의 전체 구성에 대해서도, 도 1에 나타내는 이미 서술한 실시형태와 동일하다.

이와 같은 구성에 의하면, 유리기판(3)의 끝면이 도면에 나타내는 바와 같이 원호형상일 경우에, 그 끝면(3a)의 표면측의 절반정도와 이면측의 절반정도에 대하여, 1쌍의 분사노즐(5)로부터의 각각의 세정수(7)를 적절한 방향성을 갖고 분사 공급할 수 있게 된다. 또한, 1쌍의 분사노즐(5)로부터의 세정수(7)의 분사 각도(α)는, 상기의 직선(L)을 기준으로 하여 20~70°로 설정되어 있기 때문에, 세정수(7)가 고무벨트(6)에 직접 닿는 것을 회피할 수 있어, 고무벨트(6)의 마모나 유리기판(3)의 상대 위치 어긋남 등의 발생 확률이 매우 낮아진다.

그리고, 본 발명자들은, 이와 같은 구성을 구비한 세정장치(1)를 사용하여 유리기판(3)의 네변의 끝면(3a)에 대하여 분사노즐(5)에 의한 세정을 행한 경우의 효과를 확인하기 위해, 이하에 나타내 실험을 행했다. 즉, 연마 처리로서 거친 숫돌(4a)만에 의한 연마를 행한 경우와, 거친 숫돌(4a) 및 미세 숫돌(4b)에 의한 연마를 행한 경우를 비교함과 아울러, 이 쌍방에 있어서 분사노즐(5)에 의한 세정을 행하지 않는 경우와, 분사압력을 4.9㎫, 9.8㎫, 14.7㎫, 및 19.6㎫로 하여 각각 분사노즐(5)에 의한 세정을 행한 경우를 비교했다. 이 비교시에는, 유리기판(3)의 끝면(3a)에 대하여 상기 각각의 처리를 행한 후, 도 6에 나타내는 세정처리 및 건조처리를 실행하고, 그 때의 유리기판(3)에의 미립자의 부착량을 각각 검출했다. 그 비교 결과를, 도 5의 그래프에 나타낸다. 이 그래프에 있어서, 「미세 없음」은, 연마 처리가 거친 숫돌(4a)만에 의한 경우, 「미세 있음」은, 연마 처리가 거친 숫돌(4a)과 미세 숫돌(4b)의 양자에 의한 경우, 「제트 없음」은, 분사노즐(5)에 의한 세정을 행하지 않는 경우를 의미하고 있다. 또한, 세로축의 「%」로 나타내는 수치는, 유리기판(3)의 표리면에 있어서의 주로 유리분으로 이루어지는 미립자의 단위면적당의 점유율(현미경 판정에 의해 산출해 낸 수치)이며, 「㎫」로 나타내는 수치는, 분사노즐(5)의 분사압력이다.

상기 그래프에 의하면, 미세 숫돌(4b)에 의한 연마를 행하지 않아도 분사노즐(5)에 의한 분사압력이 9.8㎫ 이상이면, 미립자 부착에 대해서 양호한 결과가 얻어지고, 14.7㎫ 이상이면, 더욱 양호한 결과가 얻어졌다. 또한, 미세 숫돌(4b)에 의한 연마를 행한 경우에는, 그것을 행하지 않는 경우와 비교해서, 예컨대 분사노 즐(5)에 의한 분사압력이 14.7㎫인 경우를 일례로 들더라도, 아주 우수한 결과가 얻어졌다. 그리고, 분사노즐(5)에 의한 세정을 행하지 않는 경우에는, 미세 숫돌(4b)에 의한 연마를 행할지의 여부에 상관없이, 양호한 결과를 얻을 수 없었다.

또한, 이 실시형태에서는, 유리기판(3)의 각 변의 끝면(3a)에 있어서의 1개소의 세정수 분사부위마다, 1쌍의 분사노즐(5)을 배치하도록 했지만, 3개 이상의 분사노즐(5)을 배치하도록 해도 되고, 이와 같이 하는 경우에는, 상기 직선(L)에 대한 분사 각도(α)가 0~20°를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 이상의 실시형태에서는, 경질 세라믹으로 이루어지는 분사노즐(5)을 사용했지만, 이 대신에, 루비, 사파이어 또는 인조 다이아몬드로 이루어지는 분사노즐을 사용해도 된다.

또한, 이상의 실시형태에서는, 거친 숫돌(4a) 및 미세 숫돌(4b)에 의한 연마를 각각 1회씩 행한 경우를 예시했지만, 거칠기가 다른 복수개의 거친 숫돌 및/또는 거칠기의 다른 복수개의 미세 숫돌을 이용하여, 복수회에 걸쳐 연마 가공을 실시하도록 해도 된다.

본 발명의 유리기판 세정장치 및 유리기판 세정방법은, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계 발광 디스플레이, 전계 방출 디스플레이 등의 각종 화상표시기기용 유리 패널의 제작에 이용되는 유리기판이나, 각종 전자표시기능소자나 박막을 형성하기 위한 기재로서 이용되는 유리기판과 같이, 높은 청정면이 요구되는 유리기판의 세정용으로서 바람직하다.

Claims (24)

1. 유리기판의 연마된 끝면을 세정용 액체에 의해 세정하는 유리기판 세정장치로서,

   세정용 액체를 상기 유리기판의 연마된 끝면의 미소 오목부 내에 존재하는 이물을 굵어내기 위해 필요한 분사압력이며 또한 유리기판을 손상시키지 않는 분사압력으로 상기 끝면에 대하여 분사하는 액체 분사수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 세정용 액체를 상기 유리기판의 연마된 끝면의 전체 영역에 직접 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 유리기판의 연마된 끝면의 외방측으로부터, 상기 끝면이 존재하는 변의 길이방향과 직교하는 면내에 존재하고 또한 상기 유리기판의 표리면과 평행한 직선을 기준으로 하여, 그 표리방향에 있어서의 각도가 0~70°의 범위에서 상기 끝면에 대하여 세정용 액체를 분사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 유리기판의 연마된 끝면의 외방측으 로부터, 상기 끝면이 존재하는 변의 길이방향과 직교하는 면내에 존재하고 또한 상기 유리기판의 표리면과 평행한 직선을 기준으로 하여, 그 표리방향에 있어서의 각도가 0~70°의 범위에서 상기 끝면에 대하여 세정용 액체를 분사하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 상기 유리기판의 연마된 끝면에 대하여 상기 유리기판의 표면측과 이면측으로부터 각각 세정용 액체를 분사하는 복수개의 분사노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 상기 유리기판의 연마된 끝면에 대하여 상기 유리기판의 표면측과 이면측으로부터 각각 세정용 액체를 분사하는 복수개의 분사노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 상기 유리기판의 연마된 끝면에 대하여 상기 유리기판의 표면측과 이면측으로부터 각각 세정용 액체를 분사하는 복수개의 분사노즐을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 액체 분사수단으로부터 분사되는 세정용 액체의 분사압력은, 9.8~24.5㎫인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
9. 제2항에 있어서, 상기 액체 분사수단으로부터 분사되는 세정용 액체의 분사압력은, 9.8~24.5㎫인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
10. 제3항에 있어서, 상기 액체 분사수단으로부터 분사되는 세정용 액체의 분사압력은, 9.8~24.5㎫인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
11. 제5항에 있어서, 상기 액체 분사수단으로부터 분사되는 세정용 액체의 분사압력은, 9.8~24.5㎫인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
12. 제1항에 있어서, 상기 액체 분사수단의 분사구로부터 상기 유리기판의 연마된 끝면까지의 거리는 2~30㎜인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
13. 제2항에 있어서, 상기 액체 분사수단의 분사구로부터 상기 유리기판의 연마된 끝면까지의 거리는 2~30㎜인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
14. 제3항에 있어서, 상기 액체 분사수단의 분사구로부터 상기 유리기판의 연마된 끝면까지의 거리는 2~30㎜인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
15. 제5항에 있어서, 상기 액체 분사수단의 분사구로부터 상기 유리기판의 연마된 끝면까지의 거리는 2~30㎜인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
16. 제8항에 있어서, 상기 액체 분사수단의 분사구로부터 상기 유리기판의 연마된 끝면까지의 거리는 2~30㎜인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
17. 제1항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 경질 세라믹, 루비, 사파이어 인조 다이아몬드 중 어느 하나로 이루어지는 분사노즐인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
18. 제2항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 경질 세라믹, 루비, 사파이어 인조 다이아몬드 중 어느 하나로 이루어지는 분사노즐인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
19. 제3항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 경질 세라믹, 루비, 사파이어 인조 다이아몬드 중 어느 하나로 이루어지는 분사노즐인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
20. 제5항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 경질 세라믹, 루비, 사파이어 인조 다이아몬드 중 어느 하나로 이루어지는 분사노즐인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
21. 제8항에 있어서, 상기 액체 분사수단은, 경질 세라믹, 루비, 사파이어 인조 다이아몬드 중 어느 하나로 이루어지는 분사노즐인 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리기판을 수평자세에서 수평방향으로 반송하는 반송수단을 추가로 구비함과 아울러, 상기 액체 분사수단을, 상기 반송수단에 의한 유리기판의 반송경로에 있어서의 반송방향과 직교하는 방향의 양측에 각각 배치한 것을 특징으로 하는 유리기판 세정장치.
23. 유리기판의 연마된 끝면을 세정용 액체에 의해 세정하는 유리기판 세정방법으로서,

    세정용 액체를 상기 유리기판의 연마된 끝면에 고압으로 분사하여, 상기 끝면의 미소 오목부 내에 존재하는 이물을 긁어 내는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정방법.
24. 유리기판의 끝면에 대하여, 거칠기가 다른 숫돌을 이용하여 복수회에 걸친 연마가공을 실시하고, 그런 후, 그 유리기판의 끝면에 대하여 세정용 액체를 고압으로 분사함으로써 상기 끝면의 미소 오목부 내의 이물을 긁어 내어 씻어 떨어뜨리는 것을 특징으로 하는 유리기판 세정방법.

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