KR20160026795A

KR20160026795A - 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치

Info

Publication number: KR20160026795A
Application number: KR1020150121895A
Authority: KR
Inventors: 노부히로 이자끼
Original assignee: 아반스트레이트 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-03-09
Also published as: KR101809791B1; JP2016049534A; TW201615591A; TWI600628B; JP6088011B2

Abstract

본 발명은, 유리 기판 상의 세제를 포함하는 액체를 접촉 세정 유닛에 의해 제거함으로써, 블랙 매트릭스의 박리를 억제할 수 있는 유리 기판의 제조 방법 등을 제공한다. 블랙 매트릭스 수지가 표면에 형성되는 컬러 필터용 유리 기판의 제조 방법이며, 유리 기판에 대하여 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 포함하는 세정액을 공급하여 세정하는 세정 공정과, 세정 공정에서 상기 유리 기판의 표면에 부착된 세정액에 린스액을 침투시키는 린스 공정과, 린스 공정에서 린스액이 침투된 세정액을, 유리 기판의 일단부로부터 타단부에 걸쳐서 설치되는 접촉 세정 유닛에 통과시킴으로써 제거하는 제거 공정을 구비한다.

Description

유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치{METHOD FOR MANUFACTURING GLASS SUBSTRATE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING GLASS SUBSTRATE}

본 발명은, 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치나 플라즈마 디스플레이 장치 등의 디스플레이 표시부의 부품으로서 평평한 유리판이 사용된다. 이하의 설명에서는, 이러한 유리판을 디스플레이용 유리 기판, 또는 간단히 유리 기판이라고 한다. 예를 들어, 액정 표시 장치에 있어서는, 유리 기판의 사이에 봉입된 액정에 인가되는 전계를 변화시켜, 액정의 배향을 변화시킴으로써, 동화상의 표시가 가능해진다. 액정 표시 장치의 화상 표시 시에 전계를 변화시킬 필요가 있기 때문에, 유리 기판에는, 전압을 인가하기 위한 투명한 전극이 형성된다.

또한, 유리 기판 상의 전극에 인가되는 전압의 온·오프를 제어하기 위해, 고품질의 표시가 필요한 텔레비전 수상기 등에 사용되는 액정 표시 장치에서는, 박막 트랜지스터(TFT)를 사용한 액티브·매트릭스 방식의 제어가 채용되고 있다. 이 TFT도 유리 기판 상에 형성된다. 구체적으로는, 액정 디스플레이에서는, 광의 투과량을 제어하는 TFT(Thin Film Transistor)와 액정 및 컬러 필터를 구성 요소로 하고 있다. 액정 디스플레이에 있어서의 컬러 필터 패널의 제조 방법은, 통상, 유리 기판의 표면에 흑색의 매트릭스를 형성하고, 계속해서, 적색, 녹색, 청색의 상이한 색상을 차례로, 스트라이프 형상 또는 모자이크 형상 등의 색 패턴으로 형성하는 방법이 사용되고 있다.

디스플레이의 고정밀화에 수반하여, 유리 기판의 표면에 배치되는 블랙 매트릭스의 선 폭 및 피치는 작아지고 있다. 예를 들어, 디스플레이의 고콘트라스트화를 달성하기 위해서, 블랙 매트릭스의 고세선화·고정밀화(구체적으로는, 20㎛ 미만의 선 폭)에 의한 개구율의 향상 및, 블랙 매트릭스의 높은 치수 정밀도에 의한 차광성의 향상이 필요하게 되어 있다. 또한, 디스플레이 화소수의 고밀도화에 수반하여, 패턴 사이즈는 컬러 필터의 용도 및 각각의 색에 따라 상이하지만, 일례로서는, 적색, 녹색, 청색 화소의 1변의 치수는 200 내지 300㎛로부터 100㎛로, 블랙 매트릭스는 20㎛로부터 10㎛, 나아가 5㎛로 진행되어, 이것에 대응하여 세선 기술이 개발되고 있다.

이와 같이, 디스플레이용 유리 기판의 유리면 상에, 매우 얇은 금속막이나 반도체에 의해 전극이나 액티브한 소자가 형성되기 때문에, 유리 기판의 유리 표면에는, 매우 높은 평탄성과 매우 높은 청정성이 요구된다.

그런데, 디스플레이용 유리 기판은, 예를 들어 액정 표시 장치에 사용되는 것(이하, 액정용 유리 기판이라고 함)이면, 얇은 직사각형의 판상의 형태를 나타낸다. 액정용 유리 기판은, 통상적으로 두께가 0.05㎜ 내지 0.7㎜ 정도로 1㎜보다도 얇고, 해마다 사이즈 대형화의 요구가 높아지고 있다.

액정용 유리 기판은, 하나의 액정 표시 장치에 필요한 크기의 유리 기판의 복수매의 크기에 상당하는 크기를 갖는 마더 유리라고 불리는 형태로, 액정 표시 장치의 제조 공정에 공급된다. 이 마더 유리의 크기는, 관용적으로 세대라는 호칭으로 표현되고, 예를 들어 제6 세대의 마더 유리의 크기는, 1500㎜×1850㎜이다. 마더 유리는, 판상으로 성형된 유리판을 소정의 크기로 절단함으로써 얻어진다. 그리고, 유리판의 절단 시에 발생한 오염이나 칩 등을 제거하기 위해서, 마더 유리인 액정용 유리 기판의 세정이 필요하게 된다.

이러한 상황에서 행해지는 액정용 유리 기판의 유리 표면의 세정에 있어서는, 순수, 계면 활성제 등의 세제 및, 불소 화합물 등의 다양한 액체가 사용된다. 유리 표면의 세정에 사용한 액체는, 분출 기류에 의해 제거되고, 세정 공정을 종료한 후, 세제 제거 공정, 검사 공정 등을 거쳐서 출하되지만, 제품이 된 액정 유리 기판의 표면에 세제 성분이 고착되어 있는 경우가 있다.

세제 성분이 남고, 이 세제 성분의 고착이 원인으로 유리 기판 상에 형성되는 전극이나 소자에 불량이 발생하여, 액정 표시 장치 고장의 원인이 된다. 또한, 액정 표시에 필요한 부재가 액정용 유리 기판 상에 형성될 때에도 세정이 행해지지만, 이러한 경우에 행해지는 세정에 있어서도, 세제 성분 고착의 문제가 발생한다. 또한, 유리 기판 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 높은 밀착성을 충분히 달성할 수 없을 우려가 있다.

따라서, 세제 성분 고착의 발생을 방지하기 위해서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 종래부터 에어나이프 등의 얇은 평면 형상의 분출 기류에 의해, 세정 후의 액정용 유리 기판의 유리 표면으로부터 세정에 사용한 세제 등의 액체를 제거하는 것이 행해지고 있다.

일본 특허 공개 제2009-6299호 공보

그러나, 상기 기술에서는, 에어 나이프로부터 분출 기류가 형성되는 것이므로, 세정에 사용한 액체를 분출 기류에 의해 유리 기판의 표면으로부터 제거해도, 세제 성분 고착의 발생을 완전히 방지할 수는 없다. 에어나이프로부터의 분출 기류의 분출 속도를 빠르게 하면, 세정에 사용한 액체 중의 물이 휘발되어, 에어나이프로부터의 분출 기류의 분출 방향을 따라, 직선 형상으로 세제 성분이 고착되는 경우가 있다. 세제 성분이 고착되어 있는 유리 기판에, 블랙 매트릭스, 컬러 필터를 형성하면, 접착 상태가 나빠서 박리된다는 문제가 있다. 한편, 에어나이프로부터의 분출 기류의 분출 속도를 늦추면, 세제를 포함하는 액체가 유리 기판에 남아, 세제를 제거하는 세제 제거 공정에 있어서, 세제를 완전히 제거할 수 없어, 유리 기판 상에 세제가 남는 경우가 있었다. 유리 기판 상에 세제가 남아있는 상태에서, 블랙 매트릭스, 컬러 필터를 형성하면, 접착 상태가 나빠서 박리된다는 문제가 있다.

이에 본 발명은, 유리 기판 상의 세제를 포함하는 액체를 세정 유닛에 의해 제거함으로써, 블랙 매트릭스의 박리를 억제할 수 있는 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태는, 블랙 매트릭스 수지가 표면에 형성되는 컬러 필터용 유리 기판의 제조 방법이며, 이하의 형태를 갖는다.

[형태 1]

컬러 필터용 유리 기판의 제조 방법은,

유리 기판에 대하여 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 포함하는 세정액을 공급하여 세정하는 세정 공정과,

상기 세정 공정에서 상기 유리 기판의 표면에 부착된 세정액에 린스액을 침투시키는 린스 공정과,

상기 린스 공정에서 상기 린스액이 침투된 상기 세정액을, 상기 유리 기판의 일단부로부터 타단부에 걸쳐서 설치되는 세정 유닛에 통과시킴으로써 제거하는 제거 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

[형태 2]

상기 제거 공정에서는, 상기 유리 기판을 상기 세정 유닛에 통과시키는 전후의 공정 중, 적어도 후 공정에 상기 세정액의 건조를 방지하기 위하여 상기 유리 기판의 표면에 액체를 공급하는, 형태 1의 제조 방법.

[형태 3]

상기 제거 공정에서는,

상기 유리 기판을 세정한 상기 세정액을 회수하여, 회수한 세정액의 농도를 측정하고,

측정한 상기 세정액의 농도가 낮을수록, 상기 세정 유닛을 상기 표면에 가압하는 힘을 강화하는, 형태 1 또는 2의 제조 방법.

[형태 4]

상기 세정 유닛에 의해 상기 세정액을 제거하는 전후 공정에 있어서, 상기 표면에 물을 가하여 상기 표면의 건조를 억제하는, 형태 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[형태 5]

상기 제거 공정에서는,

상기 세정 유닛에 의해 상기 세정액을 제거한 후, 상기 액체로 상기 유리 기판을 세정하여, 세정한 상기 액체의 도전율을 측정하고,

측정한 상기 액체의 도전율이 높을수록, 상기 세정 유닛을 상기 표면에 가압하는 힘을 강화하는, 형태 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

[형태 6]

상기 세정 유닛은,

상기 린스 공정 직전의 세정제 온도에 대하여 온도 차가 0℃ 이상 25℃ 이하인 린스액을 상기 린스 공정의 초기에 침투시켜서 제거하는, 형태 1 내지 5 중 어느 하나에 기재된 제조 방법.

본 발명의 다른 형태는, 블랙 매트릭스 수지가 표면에 형성되는 컬러 필터용 유리 기판의 제조 장치이며, 이하의 형태를 갖는다.

[형태 7]

컬러 필터용 유리 기판의 제조 장치는,

유리 기판에 대하여 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 포함하는 세정액을 공급하여 세정하는 세정 장치와,

상기 유리 기판의 표면에 부착된 세정액에 린스액을 침투시키고, 상기 린스액이 침투된 상기 세정액을, 상기 유리 기판의 일단부로부터 타단부에 걸쳐서 설치되는 세정 유닛에 통과시킴으로써 제거하는 제거 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 유리 기판 상의 세제를 포함하는 액체를 세정 유닛에 의해 물리적으로 제거하면서, 블랙 매트릭스의 박리를 억제할 수 있다.

도 1은 본 실시 형태의 유리 기판의 제조 방법의 일례의 개요를 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 본 실시 형태의 매엽 세정 장치의 일례의 개략도.
도 3은 본 실시 형태의 세정 유닛의 일례의 평면도.
도 4는 도 3에 도시하는 세정 유닛의 측면도.
도 5는 본 실시 형태에서 사용하는 닙롤의 일례의 평면도.
도 6은 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도와 닙롤을 유리 시트에 가압하는 힘과의 관계의 일례를 나타낸 그래프.

<유리 시트의 조성>

유리 시트(유리 기판)는, 예를 들어 액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)를 포함하는 디스플레이의 제조에 사용되는 유리이다. 이하에서는, FPD용 유리 시트를 예로 들어 설명한다. 이 유리 시트는, 블랙 매트릭스 및, 적색(R)·녹색(G)·청색(B)의 광을 투과시키는 파장 선택 소자인 RGB 화소가 표면에 배치됨으로써, 컬러 필터가 형성된다. 블랙 매트릭스는, RGB 화소 영역 이외에 있어서의 백라이트의 광 누설을 차단하고, 서로 인접하는 RGB 화소의 혼색을 방지함으로써 표시 콘트라스트를 향상시킨다. 즉, 컬러 필터에 있어서의 광의 통과 영역은, 블랙 매트릭스의 형상 및 배치에 의해 결정된다. 유리 시트의 두께는, 예를 들어0.1㎜ 내지 0.7㎜이다. 유리 시트의 사이즈는, 예를 들어 680㎜×880㎜(G4 사이즈), 2200㎜×2500㎜(G8 사이즈)이다.

FPD의 제조에 사용되는 유리 시트는, 무알칼리 유리 또는, 미알칼리 유리가 적합하다. 유리 시트가 무알칼리 유리인 경우, 유리의 조성은, 예를 들어

SiO₂ 50질량％ 내지 70질량％,

Al₂O₃ 0질량％ 내지 25질량％,

B₂O₃ 1질량％ 내지 15질량％,

MgO 0질량％ 내지 10질량％,

CaO 0질량％ 내지 20질량％,

SrO 0질량％ 내지 20질량％,

BaO 0질량％ 내지 10질량％이다.

여기서, MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합계 함유량은, 5질량％ 내지 30질량％이다.

유리 시트가, 미량의 알칼리 금속을 포함하는 미알칼리 유리인 경우, 유리의 조성은, 0.1질량％ 내지 0.5질량％의 R'₂O를 더 포함하고, 바람직하게는 0.2질량％ 내지 0.5질량％의 R'₂O를 포함한다. 여기서, R'는 Li, Na 및 K로부터 선택되는 적어도 1종이다. 또한, R'₂O의 함유량의 합계는 0.1질량％ 미만이어도 된다.

또한, 유리 시트는, 상기 성분 외에,

SnO₂ 0.01질량％ 내지 1질량％(바람직하게는, 0.01질량％ 내지 0.5질량％), Fe₂O₃ 0질량％ 내지 0.2질량％(바람직하게는, 0.01질량％ 내지 0.08질량％)를 더 함유해도 되고, 환경 부하를 고려하여, As₂O₃, Sb₂O₃ 및 PbO를 실질적으로 함유하지 않아도 된다.

<유리 시트의 제조 방법의 흐름>

도 1은 유리 시트의 제조 방법의 흐름의 일례를 나타내는 흐름도이다. 이하, 흐름도의 각 스텝 S1 내지 S10에 대하여 설명한다.

먼저, 스텝 S1에 있어서, 상술한 조성을 갖는 유리 시트를 제조하기 위하여 조정된 유리 원료의 가열에 의해 용융 유리가 생성되고, 다운드로법, 리드로우법 또는 플로트법 등에 의해 용융 유리 또는 프리폼 유리로부터 소정의 두께를 갖는 유리 리본이 연속적으로 성형된다. 스텝 S2에 있어서, 스텝 S1에서 생성된 유리 리본이 절단되어, 소정의 사이즈를 갖는 소판 유리가 얻어진다. 스텝 S3에 있어서, 스텝 S2에서 얻어진 소판 유리는, 소판 유리의 표면을 보호하기 위한 합지를 개재하여 적층된 적층체로 하여, 소판 유리를 반송 및 보관하기 위한 팔레트에 적재된다.

이어서, 스텝 S4에 있어서, 소판 유리의 적층체로부터 소판 유리가 취출되고, 소판 유리는, 제품인 유리 시트의 크기로 절단된다. 스텝 S5에 있어서, 스텝 S4에서 얻어진 유리 시트는, 단부면의 연삭 및 연마, 단부면의 에칭 등의 단부면 가공 처리가 행해진다.

이어서, 스텝 S6에 있어서, 유리 시트의 세정이 행해진다. 유리 시트의 세정 공정에서는, 유리 시트의 표면에 부착된, 유리의 미소편인 파유리, 티끌, 오염, 점착성의 이물 등이 제거된다. 또한, 유리 시트의 세정 공정에서는, 세정된 유리 시트의 표면에 이들 이물이 다시 부착되지 않도록, 계면 활성제가 포함되는 무기 알칼리계의 세정제가 사용된다.

이어서, 스텝 S7에 있어서, 스텝 S6에서 세정된 유리 시트의 광학적 검사가 행해진다. 스텝 S8에 있어서, 스텝 S7의 검사에 합격한 유리 시트는, 유리 시트의 표면을 보호하기 위한 합지와 교대로 적층된 적층체로서, 팔레트에 적재되어 곤포된다. 스텝 S9에 있어서, 곤포된 유리 시트의 적층체는, FPD의 제조 업자의 납입처에 출하된다. 출하되는 유리 시트의 적층체에 끼워 넣어지는 합지는, 유리 시트의 표면에, 합지에서 유래되는 이물이 부착되는 것을 방지하는 관점에서, 재생지를 포함하지 않는 펄프지가 사용된다.

또한, 스텝 S3에 있어서 팔레트에 적재된 소판 유리의 적층체는, 스텝 S10에 있어서, 수주간 또는 수개월의 장기간에 걸쳐서 보관되어도 된다. 이 경우, 보관되는 소판 유리의 적층체에 끼워지는 합지는, 비용 및 환경 보호의 관점에서 재생지가 사용된다. 장기간 보관된 소판 유리의 적층체는, 상술한 바와 같이, 스텝 S4의 절단 공정부터 스텝 S8의 곤포 공정까지를 거쳐, 스텝 S9에 있어서 출하된다. 또한, 스텝 S8에 있어서 팔레트에 적재되어 곤포된 유리 시트의 적층체가, 스텝 S10에 있어서, 수주간 또는 수개월의 장기간에 걸쳐서 보관되어도 된다.

<유리 시트의 세정 공정의 흐름>

이어서, 도 1의 스텝 S6에서 행해지는 유리 시트의 세정 공정의 상세에 대하여 설명한다. 유리 시트의 세정 공정은, 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 사용하여 유리 시트 표면의 세정이 행해진다.

세정 공정에서는, 예를 들어 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 사용하여, 유리 시트 표면의 세정이 행해진다. 무기 알칼리계의 세정제는, 시판하고 있는 유리 시트용 세정액을 물로 희석하여 얻어진 희석액에, 알칼리 성분을 첨가함으로써 생성된다. 유리 시트용 세정액으로서는, 예를 들어 파카코포레이션사 제조의 PK-LCG 시리즈, 또는, 요코하마유시코교 가부시키가이샤 제조의 세미클린 시리즈 등이 사용된다. 보다 구체적으로는, 폴리옥시알킬렌에테르나 폴리옥시에틸렌알킬렌에테르 등이 계면 활성제로서 첨가된 세정액이 사용된다. 폴리옥시알킬렌에테르나 폴리옥시에틸렌알킬렌에테르 등은, 비이온 계면 활성제이며, 청정액에 사용되는 다른 음이온 계면 활성제, 예를 들어 알킬술폰산과 비교하여, 유리 시트의 표면에 남기 쉬워, 블랙 매트릭스의 박리를 야기한다. 비이온 계면 활성제는, 물에 녹아도 이온성을 나타내지 않지만, 블랙 매트릭스를 유리 시트의 표면에 형성할 때, 유리 표면과 공유 결합과 같은 강한 결합을 형성할 수 없기 때문에, 비이온 계면 활성제 상에 도포된 블랙 매트릭스는 현상에 의해 박리된다. 그러나, 비이온 계면 활성제는 세정력을 충족하기 위해 필요한 성분으로, 사용되고 있다. 유리 시트용 세정액은, 예를 들어 1질량％ 내지 5질량％의 농도가 되도록, 물로 희석된다. 희석액의 알칼리 성분의 농도는, 수산화칼륨(KOH)의 농도로 환산해서, 예를 들어 0.02질량％ 내지 0.15질량％이다. 세정제를 희석하기 위한 물은, 이온 교환 처리, EDI(Electrodeionization) 처리, 역침투막(RO막)에 의한 필터 처리 및, 탈탄산 가스 장치를 통과시킨 탈탄산 가스 처리를 실시한 순수 또는 초순수인 것이, 유리 시트 표면을 청정하게 유지하는 점에서 바람직하다. 또한, 용해성 유기물을 제거하기 위해서, 물을 활성탄에 통과시키는 처리를 행하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 필터를 사용하여 미립자 등의 이물을 물로부터 제거하고, 이어서, 물을 활성탄에 통과시켜 유기물을 제거하고, 이어서, 이온 교환 처리, EDI 처리, 역침투막에 의한 필터 처리 및, 탈탄산 가스 장치를 통과시킨 탈탄산 가스 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이온 교환 처리에서는, 물에 포함되는 이온성 물질, 예를 들어 염소 이온이나 나트륨 이온 등을, 이온 교환 수지막을 사용하여 물로부터 제거한다. EDI 처리에서는, 이온 교환 수지막을 사용하고, 또한, 전극에 전위를 부여하여 형성된 전위 구배를 이용하여, 이온성 물질을 높은 정밀도로 물로부터 제거한다. 역침투막에 의한 필터 처리에서는, 이온성 물질, 염류 및 유기물을 물로부터 제거한다. 탈탄산 가스 처리에서는, 탈탄산 가스 장치를 사용하여 탄산 가스를 물로부터 제거한다.

본 실시 형태에서는, 유리 시트용 세정액의 희석액에, KOH, NaOH, ETDA(에틸렌디아민4아세트산)-4Na, ETDA-4K, Na4P2O7(테트라나트륨피로인산염) 및 K4P2O7(테트라칼륨피로인산염)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알칼리 성분이 첨가됨으로써, 세정 공정에서 사용되는 세정제가 생성된다. 이 세정제의 알칼리 성분의 농도는, 수산화칼륨(KOH)의 농도로 환산하여, 1질량％ 이상이다. 상기의 알칼리 성분은, 다른 알칼리 성분과 비교하여, 유리에 대한 에칭성이 높고, 또한, 용해성이 우수하다. 특히, 에칭성, 용해성 및, 유리 시트에 형성되는 박막 트랜지스터에 대한 악영향을 방지하는 관점에서, 알칼리 성분으로서 KOH를 단독으로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, KOH 및 NaOH는, 다른 알칼리 성분과 비교하여, 배수 처리의 점에서 유리하다.

또한, 세정 공정에서 사용되는 세정제는, 알칼리 성분의 농도가 높을수록, 유리 시트로부터 이물을 제거하는 세정력이 강하다. 그러나, 알칼리 성분의 농도가 너무 높으면, 유리 시트의 세정 장치가 부식되어, 세정제 중에 결정이 생성되는 등의 문제가 발생한다. 그로 인해, 세정제의 알칼리 성분의 농도는 10질량％를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 세정제의 취급을 용이하게 하기 위해서, 세정제의 알칼리 성분의 농도는 5질량％를 초과하지 않는 것이 보다 바람직하다.

본 실시 형태에 있어서, 유리 시트의 세정 방법에는, 매엽 세정 및 뱃치 세정의 2종류의 세정 방법이 있다. 먼저, 매엽 세정에 의한 유리 시트의 세정 방법에 대하여 설명한다. 도 2는 매엽 세정을 행하는 유리 시트(G)의 매엽 세정 장치의 일례의 개략도이다. 매엽 세정 장치(1)는 세정 공정을 행하는 세정 유닛(10)을 포함한다. 유리 시트(G)는, 세정 유닛(10)에 있어서, 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제로 세정된다.

도 3은 세정 유닛(10)의 평면도이며, 도 4는 세정 유닛(10)의 측면도이다. 도 3 및 도 4에 있어서, 유리 시트(G)를 반송하는 반송 장치는 생략되어 있다.

세정 유닛(10)은 도 3에 도시되는 바와 같이, 브러시 유닛(12)과, 스펀지 유닛(14)과, 샤워 유닛(16)과, 닙롤(닙 롤러)(15, 17)을 구비하고 있다. 이들 유닛은, 유리 시트(G)의 반송 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여, 이 순서대로 배치되어 있다. 세정 유닛(10)은 도 4에 도시되는 바와 같이, 세정제 탱크(18)와, 순수 탱크(19)와, 노즐(18a, 18b, 18c, 18d, 19a, 19b)을 더 구비하고 있다.

브러시 유닛(12)은 세정 브러시 롤(12a, 12b)을 갖는다. 세정 브러시 롤(12a, 12b)은, 유리 시트(G)의 반송 방향을 따라서 배치되어 있다. 세정 브러시 롤(12a, 12b)은, 각각, 반송되는 유리 시트(G)의 양쪽 표면을 세정 가능하도록, 유리 시트(G)의 상하에 1대 배치된다. 세정 브러시 롤(12a, 12b)은, 각각, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유리 시트(G)의 반송 방향을 가로지르도록 배치된다. 세정 브러시 롤(12a, 12b)의 외주면에는, 복수의 세정 브러시가 설치되어 있다. 세정 브러시 롤(12a, 12b)의 축 회전에 의해, 반송되는 유리 시트(G)의 표면에 세정 브러시가 접촉되어, 유리 시트(G)의 표면이 세정된다. 도 3에 있어서, 세정 브러시 롤(12a, 12b)은, 유리 시트(G)의 반송 방향을 따라서 2열 배치되어 있지만, 1열만 배치되어도 되고, 3열 이상 배치되어도 된다.

스펀지 유닛(14)은 세정 스펀지 롤(14a, 14b)을 갖는다. 세정 스펀지 롤(14a, 14b)은, 유리 시트(G)의 반송 방향을 따라서 배치되어 있다. 세정 스펀지 롤(14a, 14b)은, 각각, 반송되는 유리 시트(G)의 양쪽 표면을 세정 가능하도록, 유리 시트(G)의 상하에 1대 배치된다. 세정 스펀지 롤(14a, 14b)은, 각각, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유리 시트(G)의 반송 방향을 가로지르도록 배치된다. 세정 스펀지 롤(14a, 14b)의 외주면에는, 세정 스펀지가 설치되어 있다. 세정 스펀지 롤(14a, 14b)의 축 회전에 의해, 반송되는 유리 시트(G)의 표면에 세정 스펀지가 접촉되어, 유리 시트(G)의 표면이 세정된다. 도 3에 있어서, 세정 스펀지 롤(14a, 14b)은, 유리 시트(G)의 반송 방향을 따라서 2열 배치되어 있지만, 1열만 배치되어도 되고, 3열 이상 배치되어도 된다.

닙롤(15, 17)은, 유리 시트(G)의 표리면에 부착된 세제, 액체를 제거하기 위해서, 유리 시트(G)의 상하에 1대 배치되고, 유리 시트(G)의 반송 방향과 직교하는 방향의, 유리 시트(G)의 일단부로부터 타단부에 걸쳐서 설치되는 스펀지를 구비하는 세정 장치의 일부이다. 닙롤(15, 17)은, 유리 시트(G)에 접촉됨으로써, 세제, 액체를 제거하는 세정 유닛(물리 세정 유닛)이다. 도 5는 닙롤의 일례의 평면도이다. 동 도면에 도시하는 바와 같이, 닙롤(15, 17)은, 세정 스펀지 롤(14a, 14b)과 마찬가지로, 유리 시트(G)의 반송 방향을 가로지르도록 배치된다. 닙롤(15, 17)의 외주면에는, 세정 스펀지가 설치되어 있다. 닙롤(15, 17)은, 세정제를 사용하여 세정되고 유리 시트(G)에 부착된 세정제를 주로 제거한다. 닙롤(15, 17)과 유리 시트(G)와의 거리는, 닙롤(15, 17)의 위치 제어 장치(도시하지 않음)에 의해 적절히 제어되고, 닙롤(15, 17)이 유리 시트(G)에 접촉된 상태에서 축 회전함으로써, 반송되는 유리 시트(G)의 표면에 세정 스펀지가 접촉되어, 유리 시트(G)의 표면에 부착된 세제, 액체가 제거된다. 닙롤(15)은, 스펀지 유닛(14)과 샤워 유닛(16)의 사이에 배치되고, 닙롤(17)은 샤워 유닛(16)의 하류측에 배치된다. 닙롤(15)의 상류측 및/또는 하류측에는, 유리 시트(G)의 건조 방지를 위하여 샤워 장치(도시하지 않음)가 설치된다. 샤워 장치는, 예를 들어 순수 또는 초순수를 방출하여, 유리 시트(G)를 적심으로써, 세정 공정에 있어서 유리 시트(G)가 건조되는 것을 방지한다. 유리 시트(G)가 건조되면, 유리 시트(G)에 부착되어 있는 세정제가 고착되어, 닙롤(15, 17) 및 샤워 유닛(16)을 사용해도 제거하는 것이 곤란해진다. 이로 인해, 유리 시트(G)를 적셔서 건조를 방지함으로써, 닙롤(15) 등을 사용한 세정제의 제거가 용이해진다. 또한, 샤워 장치는, 닙롤(15, 17)에, 샤워 장치로부터 나가는 순수, 초순수 등의 린스액이 직접 닿지 않은 범위에서 근처에 설치하는 편이 좋다. 또한, 닙롤(15, 17)의 사이즈는, 유리 시트(G)의 반송 중, 유리 시트(G)의 표리면 전체를 덮을 수 있으면 되고, 유리 시트(G)의 크기에 따라 적절히 변경할 수 있다. 또한, 닙롤(15, 17)의 외주 양면을 덮는 스펀지의 형상, 두께, 재료는, 사용하는 세정제, 샤워 장치로부터 방출하는 순수량 등에 따라, 적절히 변경할 수 있다.

세정 유닛(10)의 세정제 탱크(18)는, 세정 공정에서 사용되는 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 저류한다. 세정제 탱크(18)는, 예를 들어 50℃ 내지 80℃의 온도 범위로 세정제를 가열하여 보온하는 기능을 갖는다. 노즐(18a, 18b)은, 세정제 탱크(18)로부터 공급되는 세정제를, 브러시 유닛(12) 내에서 반송되는 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 분사한다. 노즐(18c, 18d)은, 세정제 탱크(18)로부터 공급되는 세정제를, 스펀지 유닛(14) 내에서 반송되는 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 분사한다. 세정제 탱크(18)로부터 공급되어, 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 분사된 세정제는, 유리 시트(G)로부터 이격되어 낙하하고, 세정제 회수 탱크(도시하지 않음)에 회수된다.

순수 탱크(19)는, 상술한 순수 또는 초순수를 저류한다. 순수 탱크(19)는, 예를 들어 25℃ 내지 80℃의 온도 범위에 순수 또는 초순수를 가열해서 보온하는 기능을 갖는다. 노즐(19a, 19b)은, 순수 탱크(19)로부터 공급되는 순수 또는 초순수를, 샤워 유닛(16) 내에서 반송되는 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 분사한다. 순수 탱크(19)로부터 공급되어, 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 분사된 순수 또는 초순수는, 유리 시트(G)로부터 이격되어 낙하하고, 순수제 회수 탱크(도시하지 않음)에 회수된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 도 4에 도시되는 바와 같이, 브러시 유닛(12) 및 스펀지 유닛(14)은 공통의 세정제 탱크(18)를 사용하고 있지만, 제각각 세정제 탱크(18)를 사용해도 된다. 이 경우, 브러시 유닛(12) 및 스펀지 유닛(14)은, 상이한 농도의 세정제를 사용하여 유리 시트(G)를 세정해도 된다.

이어서, 매엽 세정 장치(1)에 있어서의 유리 시트(G)의 세정의 흐름에 대하여 설명한다. 먼저, 세정 유닛(10)의 브러시 유닛(12)에 있어서, 유리 시트(G)의 브러시 세정이 행해진다. 구체적으로는, 노즐(18a, 18b)로부터 분사된 무기 알칼리계의 세정제가, 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 부착되고, 세정 브러시 롤(12a, 12b)의 축 회전에 의해 유리 시트(G)의 양쪽 표면이 세정된다.

이어서, 세정 유닛(10)의 스펀지 유닛(14)에 있어서, 유리 시트(G)의 스펀지 세정이 행해진다. 구체적으로는, 노즐(18c, 18d)로부터 분사된 무기 알칼리계의 세정제가, 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 부착되고, 세정 스펀지 롤(14a, 14b)의 축 회전에 의해 유리 시트(G)의 양쪽 표면이 세정된다.

이어서, 세정 유닛(10)의 닙롤(15)에 있어서, 유리 시트(G)의 스펀지 세정이 행해진다. 구체적으로는, 닙롤(15)의 상류측에 설치된 샤워 장치(도시하지 않음)가 분사하는 린스액(예를 들어, 순수 또는 초순수)이 유리 시트(G)의 표리면을 적셔 건조를 방지함으로써, 스펀지 유닛(14)에 의해 제거할 수 없었던 표리면에 부착되는 세정제가 고착되는 것이 억제된다. 유리 시트(G)가 상류로부터 하류를 향하여 진행될 때, 유리 시트(G)의 표리면에 설치된 한 쌍의 닙롤(15)이 회전하여, 유리 시트(G)의 표리면에 부착된 부착물을 제거한다. 닙롤(15)은 스펀지 부분을 유리 시트(G)에 압입해서(가압해서), 축 회전에 의해 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 남아있는 세정제를 제거한다. 닙롤(15)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘은, 유리 시트(G)에 공급되어 세정제 회수 탱크(도시하지 않음)에 회수된 세정제를 포함하는 세정액의 농도에 의해 제어된다. 세정제 회수 탱크에는, 세정액을 포함하는 액체가 회수되지만, 유리 시트(G)에 세정액이 부착되면, 세정제 회수 탱크에 회수되는 세정액의 양이 감소한다. 즉, 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도는, 세정제 탱크(18)에 저장된 공급 전의 세정액의 농도보다 낮아진다. 이로 인해, 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도를 측정함으로써, 유리 시트(G)에 세정액이 부착됨에 의한 유리 시트(G)의 오염도를 측정할 수 있다. 유리 시트(G)의 오염도가 높은 경우, 즉, 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도가 낮은 경우에는, 닙롤(15)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 강화하여, 닙롤(15)에 의한 세정력을 향상시키고, 유리 시트(G)의 오염도가 낮은 경우, 즉, 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도가 높은 경우에는, 닙롤(15)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 약화시켜, 닙롤(15)에 의한 세정력을 저하시킨다. 도 6은 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도와, 닙롤(15)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘과의 관계의 일례를 나타낸 그래프이다. 동 도면에 나타내는 바와 같이, 세정액의 농도가 낮을수록, 세정액이 유리 시트(G)에 부착되어, 유리 시트(G)의 표리면이 오염되고 있기 때문에, 닙롤(15)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 강화하여, 유리 시트(G)를 세정한다. 한편, 세정액의 농도가 높을수록, 세정액이 유리 시트(G)에 부착되어 있지 않아, 유리 시트(G)의 표리면이 오염되어 있지 않기 때문에, 닙롤(15)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 약화시켜, 유리 시트(G)를 세정한다. 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도가 낮을수록, 닙롤(15)과 유리 시트(G)와의 거리를 단축하며, 닙롤(15)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 강화한다. 이에 의해, 유리 시트(G)에 부착된 세정제를 제거하면서, 세제 성분 고착의 발생을 억제할 수 있다. 그리고, 닙롤(15)의 하류측에 설치된 샤워 장치(도시하지 않음)가 분사하는 순수 또는 초순수가, 유리 시트(G)의 표리면을 적심으로써, 유리 시트(G)의 건조를 방지하면서, 유리 시트(G)가 하류로 반송된다.

이어서, 세정 유닛(10)의 샤워 유닛(16)에 있어서, 유리 시트(G)의 표면에 부착된 무기 알칼리계의 세정제가 제거되는 린스 공정이 행해진다. 구체적으로는, 노즐(19a, 19b)로부터 분사된 온도 제어된 린스액(예를 들어, 순수 또는 초순수)이 유리 시트(G)의 양쪽 표면에 부착됨으로써, 유리 시트(G)의 표면이 순수 또는 초순수로 헹궈져, 표면에 부착된 무기 알칼리계의 세정제가 씻긴다. 여기서, 온도 제어란, 린스 공정 직전의 세정제 온도에 대하여, 예를 들어 온도 차가 0℃ 이상 25℃ 이하인 린스액을 린스 공정의 초기에 침투시키는 것이다. 세정 유닛(10)은, 린스 공정 직전의 세정제 온도에 대하여 온도 차(세제 온도 - 린스액 온도)가 0℃ 이상 25℃ 이하인 린스액을 린스 공정의 초기에 침투시켜 제거한다. 이에 의해, 유리 시트(G)의 표면에 부착된 무기 알칼리계 세정제의 제거 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 샤워 유닛(16)을 통과한 유리 시트(G)의 표면은, 순수 또는 초순수가 부착되어 젖은 상태이다. 세정 유닛(10)을 통과한 유리 시트(G)는, 표면이 젖은 상태인 채, 닙롤(17)이 설치된 위치까지 반송된다. 닙롤(17)은, 닙롤(15)과 마찬가지로, 샤워 장치(도시하지 않음)에 의해 젖은 상태인 유리 시트(G)를 세정한다. 닙롤(17)에 의해, 순수 또는 초순수를 제거하는 제거 공정이 행해진다. 닙롤(17)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘은, 유리 시트(G)에 공급되어 순수 회수 탱크(도시하지 않음)에 회수된 순수의 도전율에 의해 제어된다. 순수 회수 탱크에는, 세정제를 포함하는 순수가 회수되지만, 닙롤(17)에 의해 유리 시트(G)에 부착된 세정제가 제거되면, 순수 회수 탱크에 회수되는 순수에 포함되는 세정제의 양이 증가하기 때문에, 회수된 순수의 도전율이 높아진다. 이로 인해, 순수 회수 탱크에 회수된 순수의 도전율을 측정함으로써, 유리 시트(G)의 클린도를 측정할 수 있다. 유리 시트(G)의 클린도가 높은 경우, 즉, 상류측의 닙롤(15) 등에 의해 유리 시트(G)에 부착된 세정제를 제거할 수 있고 도전율이 낮은 경우에는, 닙롤(17)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 약화시켜 세정하고, 유리 시트(G)의 클린도가 낮은 경우, 즉, 세정제가 순수 회수 탱크에 유입되어 도전율이 높은 경우에는, 닙롤(17)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 강화하여, 닙롤(17)에 의한 세정력을 향상시킨다. 순수 회수 탱크에 회수된 순수의 도전율이 높을수록, 닙롤(17)과 유리 시트(G)와의 거리를 줄이고, 닙롤(17)을 유리 시트(G)에 가압하는 힘을 강화한다. 이에 의해, 유리 시트(G)에 부착된 세정제를 제거하여, 세제 성분 고착의 발생을 억제할 수 있다. 유리 시트(G)로부터 세정제를 제거하여, 세제 성분 고착의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 유리 시트(G)에 블랙 매트릭스 등을 형성할 때, 블랙 매트릭스의 접착 불량, 접착 후의 박리를 억제할 수 있다. 닙롤(17)의 하류측에 설치된 샤워 장치(도시하지 않음)가 분사하는 순수 또는 초순수가, 유리 시트(G)의 표리면을 적심으로써, 유리 시트(G)의 건조를 방지하면서, 유리 시트(G)가 하류에 반송된다. 세정 유닛(10)을 통과한 유리 시트(G)는, 표면이 젖은 상태인 채로 반송된다. 이에 의해, 세정 유닛(10)을 통과한 유리 시트(G) 표면의 이물 부착량의 컨트롤이 가능하게 된다.

세정액의 농도, 순수의 도전율을 측정하는 방법은, 임의의 측정기를 사용하여, 일반적인 방법으로 측정할 수 있다. 또한, 닙롤(15, 17)이, 유리 시트(G)를 압입하는 힘은, 유리 시트(G)의 반송 속도, 세정액의 농도, 순수의 도전율 등에 따라 적절히 변경할 수 있다. 또한, 닙롤(15, 17)에 의한 세정 후에, 순수를 사용하여 유리 시트(G)를 세정하는 순수 세정 공정을 마련해도 된다.

이상, 매엽 세정에 의한 유리 시트의 세정 방법에 대하여 설명하였다. 이러한 세정에 의해, 유리 시트에 부착된 세정제를 제거할 수 있고, 에어나이프를 사용하는 일이 없기 때문에, 유리 시트가 건조되는 것을 억제할 수 있으며, 유리 시트에 세정제가 잔류됨으로써 발생하는 세제 성분의 고착을 방지할 수 있다. 또한, 유리 시트에 블랙 매트릭스 등을 형성할 때, 블랙 매트릭스의 접착 불량, 접착 후의 박리를 억제할 수 있다.

<특징>

종래, 유리 시트의 표면에 부착되어 있는 유기물을 제거하기 위해서, 무기 알칼리계의 세정제를 사용하여 유리 시트의 표면을 세정하는 방법이 사용되고 있다. FPD의 제조에 사용되는 유리 시트의 표면에는, TFT 등의 반도체 소자가 형성된다. 이러한 유리 시트는, 박리 대전이나 단락 등에 의한 반도체 소자의 파괴를 억제하기 위해, 표면에 매우 높은 청정도가 요구된다. 그로 인해, 무기 알칼리계의 세정제를 사용하여 유리 시트의 표면을 세정함으로써, 매우 높은 청정도를 갖는 유리 시트를 제조하는 방법이 사용되고 있다.

그러나, 높은 청정도를 목적으로 하여 KOH 또는 NaOH계의 무기 알칼리계의 세정제를 사용하여 세정된 유리 시트는, 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성이 낮아, 블랙 매트릭스가 유리 시트의 표면으로부터 박리되어 버리는 문제를 갖고 있는 것을 알게 되었다. 특히, 최근, 디스플레이의 고정밀화에 수반하여, 유리 시트의 표면에 배치되는 블랙 매트릭스의 선 폭 및 피치가 작아지고 있으므로, 유리 시트 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성 저하는, 중요한 문제이다.

또한, 유리 시트의 표면에 부착되어 있는 특정한 유기물(특히 세제에 포함되는 계면 활성제)이, 유리 시트 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성 저하의 원인일 가능성이 있다. 구체적으로는, 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 사용하여 유리 시트의 표면을 세정하면, 유리 시트 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성이 저하된다. 그로 인해, 계면 활성제에서 유래되는 유기물이, 블랙 매트릭스 수지의 밀착성 저하의 원인일 가능성이 있다. 또한, 블랙 매트릭스 수지의 밀착성 저하에 기인하는 유기물에는, 예를 들어 유리 시트의 적층체에 포함되는 합지에서 유래되는 유기물 및, 유리 시트의 적층체의 보관 및 반송 환경 하에 있어서의 분위기 중의 유기물도 포함될 가능성이 있다.

본 실시 형태에서는, 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 사용하여 유리 시트 표면을 세정하는 세정 공정에 있어서, 에어나이프를 사용하지 않고서, 닙롤에 의해 유리 시트를 세정함으로써, 세제 성분의 고착 발생을 억제하면서, 세정제를 제거하여, 매우 높은 청정도를 가지면서, 블랙 매트릭스 수지의 밀착성이 저하되지 않는 유리 시트를 제조할 수 있다. 세정 공정에서 사용된 세정제에 포함되는 계면 활성제에서 유래되는 유기물이, 세정 공정에 의해 유리 시트의 표면으로부터 제거된다. 이 유기물은, 유리 시트 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성 저하의 원인이 되는 유기물이다. 이 유기물은, GC/MS(가스크로마토그래프 질량분석계)에 있어서의 유지 시간이 18분 이상인 유기물이며, 예를 들어 방향족 화합물이나 비이온 계면 활성제이다. 본 실시 형태에 따른 제조 방법은, 유리 시트 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, GC/MS에서 사용되는 캐피러리 칼럼으로서, 지엘사이언스 가부시키가이샤 제조의 무극성 칼럼 TC-1이 사용된다.

본 실시 형태에 있어서, 유리 시트의 세정 공정 후에 있어서의 유리 시트의 표면에 부착되어 있는 특정한 유기물(특히 세제에 포함되는 계면 활성제)의 질량은, 유리 시트 표면 1㎠당 0.05ng 내지 0.50ng인 것이 바람직하고, 0.05ng 내지 0.25ng인 것이 보다 바람직하다. 유기물의 질량이 많을수록, 유리 시트 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성은 저하하기 때문에, 유리 시트 표면에 부착되는 특정한 유기물의 질량은 적을수록 좋지만, 본 실시 형태에서는, 유리 시트 표면 1㎠당 0.05ng 내지 0.50ng로 컨트롤함으로써, 블랙 매트릭스 수지의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 세정제 회수 탱크에 회수된 세정액의 농도, 순수 회수 탱크에 회수된 순수의 도전율을 측정함으로써, 유리 시트(G)의 클린도를 측정할 수 있다. 이로 인해, 세정액의 농도, 순수의 도전율에 기초하여, 유리 시트 표면 1㎠당 0.05ng 내지 0.50ng로 컨트롤함으로써, 블랙 매트릭스 수지의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 제조 방법은, 블랙 매트릭스의 선 폭 및 피치가 작은 컬러 필터 패널의 제조에 특히 유효하다. 컬러 필터 패널은, 블랙 매트릭스 및 RGB 화소가 표면에 배치되어, 컬러 필터가 형성된 유리 시트이다. 본 실시 형태에 따른 제조 방법으로 제조된 유리 시트는, 10㎛ 미만의 선 폭을 갖는 블랙 매트릭스를 표면에 배치해도, 블랙 매트릭스의 박리가 충분히 억제되는 유리 시트이다. 따라서, 이 유리 시트는, 3㎛ 내지 5㎛의 선 폭을 갖는 고정밀의 블랙 매트릭스를 표면에 배치할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 세정 유닛(10)의 브러시 유닛(12) 및 스펀지 유닛(14)에 있어서, 무기 알칼리계의 세정제로 유리 시트(G)의 표면이 세정된 후, 닙롤(15)에 의한 세정을 행한다. 닙롤(15)에 있어서, 유리 시트(G)의 표면에 부착된 무기 알칼리계의 세정제가, 순수 또는 초순수로 씻겨 제거된다. 또한, 세정 유닛(10)의 샤워 유닛(16)에 있어서, 유리 시트(G)의 표면이 세정된 후, 닙롤(17)에 의한 세정을 행한다. 에어나이프를 사용하지 않기 때문에 유리 시트(G)의 건조가 억제되고, 닙롤(15, 17)에 의해 유리 시트(G)의 표면에 부착된 무기 알칼리계의 세정제가 제거된다. 또한, 닙롤(15) 직전의 세제 온도와 닙롤(15) 직후의 순수 온도의 차를 0℃ 이상 25℃ 이하로 함으로써 유리 시트(G)의 표면에 부착된 무기 알칼리계의 세정제의 제거 효율이 향상된다.

세정 공정에서 사용되는 무기 알칼리계의 세정제는, 계면 활성제를 포함하고 있다. 계면 활성제는, 상술한 바와 같이, 유리 시트 표면에 대한 블랙 매트릭스 수지의 밀착성 저하의 원인이 되는 유기물이다. 이 계면 활성제에, 비이온 계면 활성제를 사용하면, 음이온 계면 활성제를 사용한 경우에 비하여, 유리 시트의 표면에 계면 활성제가 남기 쉬워, 블랙 매트릭스의 박리를 야기한다. 세정 공정의 마지막에, 닙롤에 의해 유리 시트를 세정하고, 유리 시트의 표면을 닙롤 직전의 세제 온도에 대하여 온도 차를 0℃ 이상 25℃ 이하로 제어한 순수 또는 초순수로 헹구어, 유리 시트(G)의 표면에 부착되어 있는 세정제를 씻어냄으로써, 유리 시트의 표면에 부착된 유기물을 제거하는 효과를 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, 세정 공정에서 사용되는 세정제는, 시판하고 있는 유리 기판용 세정액을 물로 희석하여 얻어진 희석액에, KOH 등의 알칼리 성분을 첨가하여 생성된다. 구체적으로는, 유리 기판용 세정액의 희석액에, KOH 등의 알칼리 성분을 첨가하여, 1질량％ 이상의 농도를 갖는 세정제가 생성된다. 알칼리 성분을 첨가함으로써, 알칼리 성분의 농도가 매우 높은 세정액을 제조 및 취급하는 일 없이, 알칼리 성분의 농도가 높은 세정제를 용이하게 생성할 수 있다. 알칼리 성분의 농도가 높은 세정제는, 유리 시트의 에칭성을 향상시키고, 또한, 파유리나 티끌 등의 이물 및, 하중을 받은 상태에서 유리 시트의 표면에 부착된 점착성 이물 등을, 유리 시트의 표면으로부터 박리시켜서 효과적으로 제거할 수 있다.

또한, 유리 기판용 세정액의 희석액에 알칼리 성분을 첨가함으로써 생성되는 세정제의 표면 장력은, 희석액보다도 낮다. 즉, 계면 활성제를 포함하는 유리 기판용 세정액의 희석액에, KOH 등의 알칼리 성분을 첨가함으로써, 알칼리 성분을 단독으로 순수에 첨가하는 경우에서는 거의 얻을 수 없는, 세정제의 표면 장력을 저하시키는 효과를 얻을 수 있다. 이에 의해, 세정제가 점착 이물과 유리판과의 사이에 침투하기 쉬워진다. 또한, 세정제에 의한 유리 시트의 에칭성의 향상과의 시너지 효과에 의해, 유리 시트에 부착된 이물이 더 효과적으로 제거된다.

본 실시 형태에서 제조되는 유리 시트(유리 기판)는, 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판, 예를 들어 액정 디스플레이용 유리 기판 또는, 유기 EL 디스플레이용 유리 기판으로서 적합하다. 또한, 본 실시 형태에서 제조되는 유리 기판은, 고정밀 디스플레이에 사용하는 LTPS(Low-temperature poly silicon)·TFT 디스플레이용 유리 기판, 또는, 산화물 반도체·TFT 디스플레이용 유리 기판으로서 특히 적합하다.

이상, 본 발명의 유리 기판의 제조 방법 및 제조 장치에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 실시예 등에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 개량이나 변경을 해도 되는 것은 물론이다.

1: 매엽 세정 장치
10: 세정 유닛
12: 브러시 유닛
14: 스펀지 유닛
15: 닙롤
16: 샤워 유닛
17: 닙롤
18: 세정제 탱크
19: 순수 탱크
G: 유리 시트

Claims

블랙 매트릭스 수지가 표면에 형성되는 컬러 필터용 유리 기판의 제조 방법이며,
상기 유리 기판에 대하여 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 포함하는 세정액을 공급하여 세정하는 세정 공정과,
상기 세정 공정에서 상기 유리 기판의 표면에 부착된 세정액에 린스액을 침투시키는 린스 공정과,
상기 린스 공정에서 상기 린스액이 침투된 상기 세정액을, 상기 유리 기판의 일단부로부터 타단부에 걸쳐서 설치되는 세정 유닛에 통과시킴으로써 제거하는 제거 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 제거 공정에서는, 상기 유리 기판을 상기 세정 유닛에 통과시키는 전후의 공정 중, 적어도 후 공정에 상기 세정액의 건조를 방지하기 위하여 상기 유리 기판의 표면에 액체를 공급하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제거 공정에서는,
상기 유리 기판을 세정한 상기 세정액을 회수하여, 회수한 세정액의 농도를 측정하고,
측정한 상기 세정액의 농도가 낮을수록, 상기 세정 유닛을 상기 표면에 가압하는 힘을 강화하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제거 공정에서는,
상기 세정 유닛에 의해 상기 세정액을 제거한 후, 상기 액체로 상기 유리 기판을 세정하여, 세정한 상기 액체의 도전율을 측정하고,
측정한 상기 액체의 도전율이 높을수록, 상기 세정 유닛을 상기 표면에 가압하는 힘을 강화하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세정 유닛은, 상기 린스 공정 직전의 세정액 온도에 대하여 온도 차가 0℃ 이상 25℃ 이하인 린스액을 상기 린스 공정의 초기에 침투시켜서 제거하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
블랙 매트릭스 수지가 표면에 형성되는 컬러 필터용 유리 기판의 제조 장치이며,
상기 유리 기판에 대하여 계면 활성제가 첨가된 무기 알칼리계의 세정제를 포함하는 세정액을 공급하여 세정하는 세정 장치와,
상기 유리 기판의 표면에 부착된 세정액에 린스액을 침투시키고, 상기 린스액이 침투된 상기 세정액을, 상기 유리 기판의 일단부로부터 타단부에 걸쳐서 설치되는 세정 유닛에 통과시킴으로써 제거하는 제거 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 장치.