基板洗浄装置、フラットパネルディスプレイの製造装置及びフラットパネルディスプレイ
【課題】紫外線や薬液を使用することなく、ガラス基板に貼り付いている有機汚れを除去することを目的とする。
【解決手段】基板１を水平搬送する搬送ローラ１７の上下位置に配置され、基板１を加熱および加湿する温水シャワー１８と、搬送ローラ１７の温水シャワー１８よりも下流側の上下位置に配置され、カム駆動モータ５０Ｍに取り付けられた回転軸５０にブラシ４１を装着した擦動ユニット１９と、ブラシ４１を基板１に対して押し付けるために、擦動ユニット１９を昇降動作させる昇降ユニットと、搬送ローラ１７の上下位置に配置され、ブラシ４１が基板１を擦動する部位に向けて高温純水を供給する温水ノズル２０と、を備え、上部側のブラシ４１と下部側のブラシ４１とが基板１を挟み込むようにして、基板１の洗浄を行っている。
【解決手段】基板１を水平搬送する搬送ローラ１７の上下位置に配置され、基板１を加熱および加湿する温水シャワー１８と、搬送ローラ１７の温水シャワー１８よりも下流側の上下位置に配置され、カム駆動モータ５０Ｍに取り付けられた回転軸５０にブラシ４１を装着した擦動ユニット１９と、ブラシ４１を基板１に対して押し付けるために、擦動ユニット１９を昇降動作させる昇降ユニットと、搬送ローラ１７の上下位置に配置され、ブラシ４１が基板１を擦動する部位に向けて高温純水を供給する温水ノズル２０と、を備え、上部側のブラシ４１と下部側のブラシ４１とが基板１を挟み込むようにして、基板１の洗浄を行っている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に付着した汚れを洗浄する基板洗浄装置、この基板洗浄装置を適用したフラットパネルディスプレイの製造装置及びこの製造装置により製造されたフラットパネルディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイとしての液晶ディスプレイは、透明なガラス基板に対して現像やエッチング等の工程を経てＴＦＴ回路を形成したＴＦＴ基板と、顔料塗布等の工程を経てカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板とを貼り合わせてパネル基板を構成している。従って、パネル基板の基本的な構成要素となるガラス基板上に対して種々の工程を施していくことから、ガラス基板は厳重に保護されなければならない。例えば、ガラス基板にキズや破損、汚れ等がある状態で各工程を施していくと、最終的な製品として表示不良等を起こし、不良品となる。
【０００３】
ガラス基板が製造されて搬送されるときや保管を行なうとき等は、スペースの問題や運搬性等の観点から、単体で搬送ないしは保管されるのではなく、複数のガラス基板を層にして重ね合わせた積層体にして行う。特に、近年の液晶ディスプレイは大型化の一途を辿っており、大型のガラス基板を単体で運搬するよりは複数枚のガラス基板を積層体として運搬することにより、運搬が非常に容易になる。このとき、ガラス基板の面をキズや破損、汚れ等から保護すべく、各ガラス基板の間に保護層を形成する。この保護層としては、ガラス基板の間に合紙を挟みこむようにするものがあるが、他にもガラス基板の面にフィルムを形成するものもある。合紙を保護層とする場合には、合紙をガラス基板の面に粘着剤または接着剤により密着させるようにし、フィルムを保護層とする場合には、粘着フィルムを用いてガラス基板の面に密着させるようにする。いずれにしろ、ガラス基板を保護するものは基板の面に密着させなければならないことから、接着剤や粘着剤等がガラス基板の面に形成される。
【０００４】
運搬・保管時には、ガラス基板の間に保護層を介装するが、ＴＦＴ回路を形成する工程やカラーフィルタを形成する工程においては、各ガラス基板から保護層を剥離して１枚のガラス基板に戻す。接着剤や粘着剤等は強力にガラス基板の面に密着していることから、剥離後のガラス基板の面には、接着剤や粘着剤等が有機汚れとなって残存しており、ガラス基板の面を前もって綺麗に洗浄しなければならない。
【０００５】
ガラス基板に付着している汚れがパーティクル汚れであれば、純水を用いて簡単に洗浄することができるが、面に付着している汚れは接着剤や粘着剤等の有機汚れであるため、それに適した洗浄が必要となる。一般的には、特許文献１で開示されているように、基板に対して紫外線を照射してガラス基板の表面改質を起こさせ、アルカリ液等の薬液をガラス基板に供給して、ロールブラシ等を用いてガラス基板上の有機汚れを除去するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−１０８８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にもあるように、ガラス基板に付着した有機汚れは、紫外線の照射と薬液による洗浄との２つの工程により行なっているが、有機汚れを溶解させる薬液は、環境に対して影響を与えることから、できる限り使用しないことが望まれている。また、やむを得ず薬液を使用する場合には、排液処理機構を設けて薬液を処理しなければならなくなり機構が複雑化する。そして、排液として処理されるため、一度使用された薬液は再利用することができなくなり、薬液の消費量が増大し、結果として大幅にコストが増加する。従って、紫外線を照射して、薬液により基板を洗浄する従来の方式では、環境負荷の問題は勿論、紫外線を照射する機構や排液処理機構による機構の複雑化や大型化、薬液の消費量増加による高コスト化といった各種の問題を生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、紫外線や薬液を使用することなく、ガラス基板に貼り付いている有機汚れを除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１の基板洗浄装置は、基板を水平搬送する搬送経路の上部に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上部に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降させる昇降ユニットと、前記搬送経路の上部に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備えたこと、を特徴とする。
【０００９】
この基板洗浄装置によれば、基板に対して加熱および加湿していることから、ガラス基板に付着した有機汚れが軟化して密着強度が低下し、この状態で、擦動部材を基板に押し付けて回転洗浄することにより、密着強度が弱化した有機汚れを基板から綺麗に掻き取って除去することができるようになる。
【００１０】
本発明の請求項２の基板洗浄装置は、請求項１記載の基板洗浄装置において、前記昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、前記カム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする。
【００１１】
この基板洗浄装置によれば、カム板を溝カムとしてフォロワを嵌合させており、擦動部材が基板から反発を受けたとしても、フォロワを嵌合している溝の面により反発力が規制されるため、浮き上がることなく、強く基板に対して擦動部材を押し付けることができるようになる。
【００１２】
本発明の請求項３の基板洗浄装置は、基板を水平搬送する搬送経路の上下位置に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上下位置に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降動作させる昇降ユニットと、前記搬送経路の上下位置に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備え、上部側の擦動部材と下部側の擦動部材とが前記基板を挟み込むようにして、前記基板の洗浄を行うこと、を特徴とする。
【００１３】
この基板洗浄装置によれば、加熱加湿手段と擦動ユニットと純水供給手段とは基板に対して上下に配置され、上下の擦動部材により基板を挟持させるようにして洗浄させることができる。基板に対して上下方向から擦動部材を押し付けることにより、基板に対する擦動部材の加圧方向を相互に逆方向にすることができ、擦動部材を強く掻き込ませることができるようになる。従って、高い洗浄効果を得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項４の基板洗浄装置は、請求項３記載の基板洗浄装置において、上部側の昇降ユニットおよび下部側の昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、少なくとも前記上部側の昇降ユニットのカム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする。
【００１５】
この基板洗浄装置によれば、上下に擦動部材を配置したときには、基板に対して上下から均等な力で擦動部材を押し付けるようにして洗浄を行なうが、カム板を溝カムとしていることにより、下部側だけではなく上部側からも強く基板に対して擦動部材を押し付けることができるようになる。
【００１６】
本発明の請求項５のフラットパネルディスプレイの製造装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板洗浄装置を備えたこと、を特徴としている。また、本発明の請求項６のフラットパネルディスプレイは、請求項５記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたこと、を特徴としている。
【００１７】
基板洗浄装置は液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造装置に適用することができる。フラットパネルディスプレイの製造装置の１つの構成として基板洗浄装置を備えることにより、ガラス基板の有機汚れは綺麗に洗浄された状態で、エッチング工程や現像工程等の後続の工程に搬送していくことで、有機汚れのないガラス基板を各工程に供給することができるようになる。フラットパネルディスプレイとしては、他に有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等を適用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の基板洗浄装置は、基板を予め加熱および加湿することにより、基板上の有機汚れの密着強度を弱めておき、純水を供給しながら擦動部材を基板に押し付けて回転洗浄しているため、有機汚れを掻き出して除去することができる。従って、薬液や紫外線照射機構を使用することなく基板の有機汚れを洗浄することができるため、環境に負荷を与えることがなく、機構を簡略化・小型化、そして低コスト化を実現することができる。また、カム機構を用いて擦動部材を昇降動作させるときには、溝カムにしてフォロワを転動させていることにより、溝の面から押し付け力を作用させることができるため、基板から擦動部材に反発力が作用しても、反発力に抗して擦動部材を基板に押し込んで洗浄することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態において、洗浄される基板としては、液晶ディスプレイを構成するガラス基板を適用したものについて説明する。ガラス基板は、液晶ディスプレイを構成するＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板の何れの基板であってもよい。また、液晶ディスプレイ以外のディスプレイ、例えば有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等を構成するガラス基板であってもよい。また、ガラス基板以外の任意の基板に付着した有機汚れを洗浄するものであっても良い。
【００２０】
図１において、ガラス基板１は複数枚重ね合わせられて積層構造となっており、各ガラス基板１の面には保護層としての合紙２が挟み込まれている。この積層構造を積層体３とする。近年の液晶ディスプレイは大型化の傾向にあり、ガラス基板１の搬送や保管等を行なうときには、単体の基板のみで行なうのではなく、積層構造となった積層体３によって行なうようにしている。このとき、運搬や保管時にガラス同士が接触して生じる破損や、ガラス間に異物が混入して擦れることによるキズ等を防止すべく、各ガラス基板１の間に合紙２を挟みこんで保護を図るようにしている。合紙２はガラス基板１の面に非常に密着した状態にしているため、合紙２に接着剤を形成して、ガラス基板１の表面に貼り付けるようにしている。なお、合紙２には粘着剤を形成するものであってもよいし、合紙２ではなく粘着フィルムを保護層とするものであってもよい。
【００２１】
ガラス基板１に現像工程やエッチング工程等を施していくときには、積層体３から保護層としての合紙２を剥離して、１枚のガラス基板１に戻す。合紙２の剥離時には、接着剤の一部がガラス基板１の面に貼り付いたまま残存する。このため、実際にガラス基板１に対して各種工程の処理を行う前段階で、ガラス基板１の面を洗浄して接着剤を完全に洗い落とさなければならない。このための基板洗浄装置を図２に示す。
【００２２】
図２において、基板洗浄装置１０は、ローダ槽１１とプレ加熱槽１２と洗浄槽１３とシャワー槽１４と乾燥槽１５とアンローダ槽１６との５つの槽を備えて構成しており、各槽にガラス基板１を水平搬送するための搬送経路としての搬送ローラ１７を設けている。ローダ槽１１は、ガラス基板１を搬入するための槽であり、後続のプレ加熱槽１２に向けてガラス基板１を搬出する。プレ加熱槽１２は、搬送ローラ１７の上下位置に温水シャワー１８を備えており、ガラス基板１に対して表面および裏面から高温純水（温水）を供給して、ガラス基板１の面を加温および加湿する。
【００２３】
洗浄槽１３は、搬送ローラ１７の上下位置にブラシユニット１９と温水ノズル２０とを備えており、ブラシユニット１９はガラス基板１の表面および裏面を回転擦動しながら洗浄を行っている。ブラシユニット１９には昇降動作する手段を設けてあり、洗浄するときには、ブラシユニット１９をガラス基板１の表面および裏面に対して押し付けて回転洗浄を行うようにしている。また、ブラシユニット１９による洗浄を行うときには、ブラシユニット１９とガラス基板１との間に向けて、温水ノズル２０から温水（高温純水）を噴射して、洗浄を行っている。
【００２４】
シャワー槽１４は純水シャワー２１を備えており、ガラス基板１の表面および裏面に対して純水を供給して、洗浄槽１３でガラス基板１から剥離された有機汚れの残存物を洗い流している。乾燥槽１５はエアナイフノズル２２を備えており、湿潤状態で搬送されてきたガラス基板１に対してエアを吹き付けることにより、ガラス基板１の液膜を除去して面を乾燥している。アンローダ槽１６は、乾燥槽１５から搬送されてきたガラス基板１を搬出している。
【００２５】
プレ加熱槽１２、洗浄槽１３、シャワー槽１４で使用される液は全て純水であり、プレ加熱槽１２の温水シャワー１８および洗浄槽１３の温水ノズル２０で使用される純水は加熱された高温純水である。一方、シャワー槽１４で使用される水は純水であれば、加温されていない常温の純水であってもよい。プレ加熱槽１２では、温水シャワー１８により温水（高温純水）を供給しているが、純水を高温のスチームにしてガラス基板１に供給するものであってもよい。要は、ガラス基板１を加温および加湿するものであればよい。温水ノズル２０から噴射する温水は高温状態ではあるが気化していない純水であるため、その温度はおおよそ８０度前後にすることが望ましい。
【００２６】
従って、プレ加熱槽１２により温水が供給されることにより、ガラス基板１の表面および裏面に付着している有機汚れは加温および加湿されることにより軟化して、付着強度が弱化する（ふやけた状態になる）。そして、洗浄槽１３において、ブラシユニット１９がガラス基板１に対して押し付け力を作用させて、付着強度が弱化している有機汚れを回転しながら掻き出すようにしている。これにより、ガラス基板１に付着していた有機汚れが完全に剥離される。ガラス基板１から掻き出された有機汚れは、シャワー槽１４により洗い流されることにより、ガラス基板１から有機汚れを綺麗に洗い流すことができる。
【００２７】
図３を用いて、洗浄槽１３について説明する。搬送ローラ１７によりプレ加熱槽１２から搬送されてきたガラス基板１は、搬入部３１から洗浄槽１３に搬入され、搬出部３２から搬出されていく。搬送ローラ１７の上下位置には一対の回転可能なブラシユニット１９を２箇所に設けてあり、上下のブラシユニット１９は相互に近接・離間する方向に動作可能にしている。また、搬送ローラ１７の上下位置であって、ブラシユニット１９を避けた位置に一対の温水ノズル２０を２箇所に設けてあり、温水ノズル２０の先端部はブラシユニット１９とガラス基板１との間に向けている。一対のブラシユニット１９と温水ノズル２０とは、それぞれ２箇所に配置しているが、１箇所に配置されるものであってもよいし、３箇所以上に配置されるものであってもよい。
【００２８】
搬送ローラ１７の下部位置の２箇所に液受け部３３を設けている。液受け部３３は擂り鉢状の形状をしており、温水ノズル２０から噴射された温水およびガラス基板１から溢れ出た温水を受けている。各液受け部３３の最下部にはそれぞれ回収配管３４を接続しており、液受け部３３が受けた温水を流している。２本の回収配管３４は途中で合流して１本の配管となり、液回収部３５に接続されている。従って、各回収配管３４を流れてきた温水は液回収部３５に回収される。液回収部３５には２本の供給配管３６を接続してあり、各供給配管３６にはフィルタ３７とポンプ３８とを設けている。また、２本の供給配管３６は、それぞれ一対の温水ノズル２０に接続されている。液回収部３５に回収された温水は、ブラシユニット１９で洗浄した後にガラス基板１から剥離された有機汚れも含まれており、フィルタ３７により不純物を取り除いた状態で、ポンプ３８の圧力により温水ノズル２０に戻している。ポンプ３８と温水ノズル２０との間にはヒータ３９を設けて、再供給する温水を加温している。以上により、液循環系を構成している。
【００２９】
ガラス基板１の洗浄に薬液を使用していないため、以上のような液循環系を備えることにより、使用済みの純水を再利用することができる。この液循環系を、プレ加熱槽１２およびシャワー槽１４にも設けることにより、各槽において使用される全ての純水を再利用することができるようになる。また、プレ加熱槽１２と洗浄槽１３とシャワー槽１４とは全て同じ純水が使用されているため、プレ加熱槽１２と洗浄槽１３とシャワー槽１４とに備えられる液回収部を１つに共通化することもできる。各槽の液受け部に接続される配管を共通の液回収部に全て接続し、この液回収部から再び各槽に不純物を除去した状態で戻すようにすることもできる。プレ加熱槽１２および洗浄槽１３には高温純水を戻す必要があるためヒータにより加温するが、このヒータにも共通のヒータを用いることができる。一方、シャワー槽１４に使用される純水は高温でなくてもよいため、ヒータを設ける必要はない。以上のように、液回収部およびヒータを共通化することにより、機構を簡略化することができる。
【００３０】
ブラシユニット１９の機構について説明する。図４は、一対のブラシユニット１９（上部側のブラシユニットを１９Ａ、下部側のブラシユニットを１９Ｂとする）が相互に離間した状態を示し、図５は近接した状態を示している。ブラシユニット１９は、回転軸４０とブラシ回転モータ４０Ｍとブラシ４１とにより主に構成されている。回転軸４０の一端には支持部材によりブラシ回転モータ４０Ｍが接続されている。ブラシ４１としては、例えばナイロン毛やスポンジ等を円筒形状に植設することにより形成しており、回転軸４０が回転することによりブラシ４１が回転する。ブラシ４１を設けた部位はガラス基板１の幅寸法よりも広くなっており、水平搬送されるガラス基板１にブラシ４１を押し当てて回転することにより、ガラス基板１の面全体を回転擦動により洗浄する。また、基板搬送方向において、ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂは、搬送ローラ１７の間に設けている。
【００３１】
ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂは、回転軸４０の両端が軸受ブロック４２に回転自在に支承されている。軸受ブロック４２はリニアガイド４３に沿って上下方向に変位可能な構成を採用しており、軸受ブロック４２の昇降動作に伴ってブラシユニット１９Ａ、１９Ｂも昇降動作を行い、ガラス基板１に対して近接・離間するようになっている。軸受ブロック４２にはそれぞれ水平部と垂直部とを有する連結ブロック４４を連結しており、連結ブロック４４の水平部には軸受ブロック４２を連結し、垂直部にはフォロワ４５を設けている。
【００３２】
フォロワ４５はカム板４６に連結されるが、カム板４６の態様が上部側のカム板（４６Ａとする）と下部側のカム板（４６Ｂとする）とで異なる。上部側のカム板４６Ａは、このカム板４６Ａの外周面に沿った溝を形成した溝カムであり、下部側のカム板４６Ｂは板カムである。この下部側のカム板４６Ｂの外周に形成されているカム面４７をフォロワ４５が転動するようになっている。一方、上部側のカム板４６Ａでは、フォロワ４５はカム板４６Ａの内部に形成してある溝４８に嵌合されており、溝４８に沿って転動するようになっている。ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂは、両端のカム板４６、４６の間は連結軸４９により連結されており、この連結軸４９にはカム駆動モータ５０が取り付けられている。
【００３３】
下部側のブラシユニット１９Ｂでは、カム駆動モータ５０が時計回りに回転駆動することにより、カム板４６の外周をフォロワ４５が転動して、連結ブロック４４が上昇する。連結ブロック４４が上昇すると、回転軸４０およびブラシ４１が上昇して、ガラス基板１に近接していく。一方、上部側のブラシユニット１９Ａでは、カム駆動モータ５０が反時計回りに回転駆動することにより、カム板４６の溝４８に沿ってフォロワ４５が転動して、連結ブロック４４が下降する。連結ブロック４４が下降すると、回転軸４０およびブラシ４１が下降して、ガラス基板１に近接していく。
【００３４】
上部側のブラシユニット１９Ａまたは下部側のブラシユニット１９Ｂの何れであっても、ガラス基板１とブラシ４１とが接触したときには、ブラシ４１にはガラス基板１からの反発力が作用する。ここで、洗浄槽１３は高温状態の雰囲気下にあるため、ブラシ４１には耐熱性に優れた素材を使用しなければならない。そして、ブラシ４１は、ガラス基板１の有機汚れを掻き出して剥離を行なっており、しかも繰り返してガラス基板１に強力に押し付けているため、ブラシ４１が消耗して、所謂へたりが生じた状態になり、有機汚れを掻き取る効果が低下する。そこで、ブラシ４１には、柔らかい素材ではなく、高剛性・高強度の弾力性を持つ素材を使用する。例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やステンレス等がブラシ４１の素材として好適である。
【００３５】
従って、高剛性・高強度のブラシ４１はガラス基板１からの強い反発力を受けることになり、この反発力は上部側のフォロワ４５（４５Ａとする）にも作用し、また下部側のフォロワ４５（４５Ｂとする）にも作用する。まず、下部側のフォロワ４５Ｂについて説明すると、図６（ａ）に示すように、下部側のフォロワ４５に作用する反発力Ｒ１は、カム板４６Ｂのカム面４７に対して法線方向に対して作用する。フォロワ４５にはカム面４７から垂直抗力Ｐ１が作用するため、カム駆動モータ５０の回転駆動力により、Ｐ１＞Ｒ１となり、フォロワ４５は反発力Ｒ１に抗して上昇する。従って、ガラス基板１から反発力Ｒ１が作用したとしても、ブラシ４１をガラス基板１に対して押し付けることが可能になり、ブラシ４１の回転洗浄により、有機汚れを掻き出して剥離させることができる。
【００３６】
一方、上部側のカム板４６Ａにおいては、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板１からの反発力Ｒ２は、前記の反発力Ｒ１とは逆方向になる。従って、下部側のカム板４６Ｂと同様にカム面を転動させるようにすると、カム面からの垂直抗力により反発力Ｒ２を抑えることができなくなり、反発力Ｒ２に抗する力は重力のみとなる。前述したように、高剛性・高強度の素材からなるブラシ４１を使用しているため、ガラス基板１からの反発力Ｒ２は強くなり、重力だけでは反発力Ｒ２を抑制することができない。その結果、反発力Ｒ２が重力よりも大きくなり、フォロワ４５はカム板４６Ａから浮き上がってしまう。このため、ブラシ４１をガラス基板１に対して押し込むことができなくなり、ガラス基板１の有機汚れを掻き取ることができなくなる。
【００３７】
本発明では、図６（ｂ）に示すように、上部側のブラシユニット１９Ａのカム板４６には溝４８を形成し、溝４８に沿ってフォロワ４５Ａが転動するようにしている。つまり、図中に示すように、フォロワ４５Ａは溝４８の外周側の面に沿って転動するため、フォロワ４５Ａにはこの面からの垂直抗力Ｐ２が作用する。そうすると、反発力Ｒ２が作用したとしても、カム駆動モータ５０の回転駆動力により、Ｐ２＞Ｒ２となり、フォロワ４５は反発力Ｒ２に抗して下降する。従って、ガラス基板１から反発力Ｒ２が強く作用しても、上部側のブラシ４１についてもガラス基板１に対して押し付けることが可能になり、有機汚れを掻き出して剥離させることができる。
【００３８】
また、上部側のブラシ４１を上昇させるときには、カム駆動モータ５０を時計回りに回転させることにより、溝４８の内周側の面に沿ってフォロワ４５が転動するため、この動作に応じてブラシ４１が上昇するようになる。従って、フォロワ４５は溝４８の外周側の面および内周側の面に沿って転動するため、溝４８の幅はフォロワ４５の外径寸法と同程度に設定することが望ましい。
【００３９】
ここで、ブラシユニット１９は搬送ローラ１７の上下位置に設けたものについて説明したが、ガラス基板１の一面のみを洗浄するのであれば、ブラシユニット１９は上下のうち何れか一方に設ければよい。また、ブラシユニット１９を上下のうち一方に設けるのであれば、温水シャワー１８や温水ノズル２０等の各部についても、ブラシユニット１９を配置する側の一方に設けるものであってもよい。ただし、この場合、ブラシユニット１９Ａまたはブラシユニット１９Ｂからガラス基板１に作用する押し付け力は全て搬送ローラ１７が受けることになる。搬送ローラ１７は単にガラス基板１を搬送するための手段であるため、ガラス基板１の有機汚れを掻き出すために強い押し付け力を作用させることは好ましくはない。
【００４０】
そこで、ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂを上下に設けることにより、ガラス基板１の表面と裏面とに対して上下から挟み込むようにして洗浄を行うようにする。そうすると、上部側のブラシユニット１９Ａからの押し付け力は下部側のブラシユニット１９Ｂが受け、下部側のブラシユニット１９Ｂからの押し付け力は上部側のブラシユニット１９Ａが受けることになり、搬送ローラ１７に対して強い圧力が加わることはない。
【００４１】
また、前述したように、ブラシ４１にはＰＰＳ等の高剛性・高強度の素材を用いているため、簡単にはへたりを生じることなくガラス基板１の有機汚れを掻き取っていく。ただし、ブラシ４１は大量の基板を洗浄していくため、最初はへたりを生じないような高剛性・高強度の素材であったとしても、繰り返しガラス基板１に押し付けられることにより、徐々にへたりを生じるようになってくる。ブラシ４１にへたりが生じると反りを生じ、ブラシ４１とガラス基板１との間隔が変化することになる。従って、ブラシ４１が固定された位置にあると、へたりを生じたときに、ガラス基板１との間隔が変化してしまい、ブラシ４１による掻き取り効果が低下する。このため、ガラス基板１の洗浄度にも影響を与える。
【００４２】
そこで、ブラシ４１の上下位置を可変にする機構としてブラシユニット１９を昇降動作する昇降ユニットを設けて、ガラス基板１とブラシ４１との間隔調整を可能にしている。図４および図５に示すように、軸受ブロック４２、リニアガイド４３、連結ブロック４４、フォロワ４５、カム板４６、連結軸４９、カム駆動モータ５０の各部材が昇降ユニットに相当する。ブラシ４１にへたりが生じて、ガラス基板１との間に隙間が出来た場合には、カム駆動モータ５０によりカム板４６を回転させて、上部側のブラシユニット１９Ａは下方に向けて移動し、下部側のブラシユニット１９Ｂは上方に向けて移動して、その位置が変化する。このため、多少へたりを生じた程度の場合には、ガラス基板１に対して上部側及び下部側のブラシ４１がより近接するために、ブラシ４１はガラス基板１に十分に押し付けられるようになる。なお、ブラシ４１に過剰な反りが生じた場合には、ブラシ４１とガラス基板１との位置関係を変化させても、十分な洗浄効果を得られない場合もあるため、このときにはブラシ４１を交換するようにしてもよい。
【００４３】
また、ガラス基板１は搬送ローラ１７により水平搬送されてブラシ４１による洗浄が行われるが、ガラス基板１がブラシ４１の位置に進入するときにはブラシ４１はガラス基板１から離間させておき、直後にブラシ４１をガラス基板１に近接させるようにしてもよい。ガラス基板１の搬送方向に対して逆向きの回転をブラシ４１に与えることにより、ガラス基板１の有機汚れの掻き取り効果をより高くすることができる。ただし、ガラス基板１はガラス素材であり、そのエッジは鋭利になっているため、ガラス基板１のエッジとブラシ４１とが反対方向から押し付けられると、ブラシ４１にダメージが与えられ、その損傷度が大きくなる。そこで、ガラス基板１のエッジとブラシ４１とを接触させないために、ガラス基板１の進入時にはブラシ４１はガラス基板１と離間させておき、直後からガラス基板１の面に対してブラシ４１を押し付けるようにすれば、ブラシ４１に与えられるダメージを非常に少なくすることができるようになる。
【００４４】
このために、搬送ローラ１７のブラシユニット１９Ａ、１９Ｂよりも上流側の位置に適宜のセンサを設けて、ガラス基板１の通過を検出し、ガラス基板１の通過をセンサが検出したときに、このセンサに接続される適宜の制御装置がカム駆動モータ５０を駆動させるようにする。これにより、ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂはガラス基板１より離間した状態から近接させることができる。このように、ガラス基板１の搬送タイミングにより、昇降ユニットの離間・近接のタイミング制御を行なうようにする。このときに、上部側のカム板４６Ａを溝カムとしているため、ガラス基板１からブラシ４１に反発力が作用しても、浮き上がることなく、確実に押し付けることができる。
【００４５】
次に、ブラシ４１のクリーニング機構６０について説明する。上下のブラシ４１は、ガラス基板１の有機汚れの洗浄を行うに応じて、掻き出した有機汚れが転写していく。従って、有機汚れが転写した状態のブラシ４１によりガラス基板１を洗浄していくと、再びガラス基板１に有機汚れが付着してしまうことになる。そこで、図７に示すように、ブラシ４１のクリーニング機構６０を洗浄槽１３に設けている。クリーニング機構６０は、供給リール６１と回収リール６２とガイドローラ６３とクリーニングテープ６４とを備えて構成している。供給リール６１からはクリーニングテープ６４を順次送り出す構成となっており、送り出されたクリーニングテープ６４はガイドローラ６３を経由して、回収リール６２により回収される。ガイドローラ６３はブラシ４１と接触する位置に設けてあり、ガラス基板１とブラシ４１との接触位置に対して１８０度反対の位置に設けてある。ブラシ４１は、その端部においてガラス基板１の有機汚れを掻き出しており、ガイドローラ６３もブラシ４１の端部と接触する位置設けている。
【００４６】
従って、ガラス基板１から掻き出してブラシ４１に転写した有機汚れは、ガイドローラ６３に臨んでいるクリーニングテープ６４に転写される。図７に示すように、クリーニングテープ６４の送り方向とブラシ４１の回転方向とを逆方向にすると、ブラシ４１に転写した有機汚れは、クリーニングテープ６４に擦り取られるようにして転写されていく。従って、ブラシ４１に付着していた有機汚れを綺麗にクリーニングすることができるようになる。そして、クリーニングテープ６４は順次送り出すようにしているため、有機汚れを擦り取ったクリーニングテープ６４の部位では、再度クリーニングを行なうことがなく、回収リール６２に回収されていき、クリーニングテープ６４の新たな部位でブラシ４１のクリーニングを行なう。従って、クリーニングテープ６４が擦り取った有機汚れが再度ブラシ４１に付着することがなく、ガラス基板１に有機汚れを戻すようなことがなくなる。なお、供給リール６１から送り出されるクリーニングテープ６４の残量がなくなる前に、新たな供給リール６１に交換することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、ガラス基板１を水平搬送する場合を説明したが、搬送方向と直交する方向に傾斜させて搬送させるものであってもよい。この場合には、少なくともブラシユニット１９Ａ、１９Ｂも傾斜した状態で搬送されるガラス基板１に合わせて傾斜させて配置させておく。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】基板を重ね合わせて層にした積層体の外観図である。
【図２】基板洗浄装置を構成する各槽の説明図である。
【図３】洗浄槽の構成を示す図である。
【図４】ブラシユニットが離間している状態のブラシユニットと昇降ユニットとの構成を示す斜視図である。
【図５】ブラシユニットが近接している状態のブラシユニットと昇降ユニットとの構成を示す斜視図である。
【図６】カム板に作用する力を説明する図である。
【図７】クリーニング機構の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ ガラス基板 ２ 合紙
３ 積層体 １０ 基板洗浄装置
１１ ローダ槽 １２ プレ加熱槽
１３ 洗浄槽 １４ シャワー槽
１５ 乾燥槽 １６ アンローダ槽
１７ 搬送ローラ １８ 温水シャワー
１９ ブラシユニット ２０ 温水ノズル
４５ フォロワ ４６ カム板
４８ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に付着した汚れを洗浄する基板洗浄装置、この基板洗浄装置を適用したフラットパネルディスプレイの製造装置及びこの製造装置により製造されたフラットパネルディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイとしての液晶ディスプレイは、透明なガラス基板に対して現像やエッチング等の工程を経てＴＦＴ回路を形成したＴＦＴ基板と、顔料塗布等の工程を経てカラーフィルタを形成したカラーフィルタ基板とを貼り合わせてパネル基板を構成している。従って、パネル基板の基本的な構成要素となるガラス基板上に対して種々の工程を施していくことから、ガラス基板は厳重に保護されなければならない。例えば、ガラス基板にキズや破損、汚れ等がある状態で各工程を施していくと、最終的な製品として表示不良等を起こし、不良品となる。
【０００３】
ガラス基板が製造されて搬送されるときや保管を行なうとき等は、スペースの問題や運搬性等の観点から、単体で搬送ないしは保管されるのではなく、複数のガラス基板を層にして重ね合わせた積層体にして行う。特に、近年の液晶ディスプレイは大型化の一途を辿っており、大型のガラス基板を単体で運搬するよりは複数枚のガラス基板を積層体として運搬することにより、運搬が非常に容易になる。このとき、ガラス基板の面をキズや破損、汚れ等から保護すべく、各ガラス基板の間に保護層を形成する。この保護層としては、ガラス基板の間に合紙を挟みこむようにするものがあるが、他にもガラス基板の面にフィルムを形成するものもある。合紙を保護層とする場合には、合紙をガラス基板の面に粘着剤または接着剤により密着させるようにし、フィルムを保護層とする場合には、粘着フィルムを用いてガラス基板の面に密着させるようにする。いずれにしろ、ガラス基板を保護するものは基板の面に密着させなければならないことから、接着剤や粘着剤等がガラス基板の面に形成される。
【０００４】
運搬・保管時には、ガラス基板の間に保護層を介装するが、ＴＦＴ回路を形成する工程やカラーフィルタを形成する工程においては、各ガラス基板から保護層を剥離して１枚のガラス基板に戻す。接着剤や粘着剤等は強力にガラス基板の面に密着していることから、剥離後のガラス基板の面には、接着剤や粘着剤等が有機汚れとなって残存しており、ガラス基板の面を前もって綺麗に洗浄しなければならない。
【０００５】
ガラス基板に付着している汚れがパーティクル汚れであれば、純水を用いて簡単に洗浄することができるが、面に付着している汚れは接着剤や粘着剤等の有機汚れであるため、それに適した洗浄が必要となる。一般的には、特許文献１で開示されているように、基板に対して紫外線を照射してガラス基板の表面改質を起こさせ、アルカリ液等の薬液をガラス基板に供給して、ロールブラシ等を用いてガラス基板上の有機汚れを除去するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−１０８８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１にもあるように、ガラス基板に付着した有機汚れは、紫外線の照射と薬液による洗浄との２つの工程により行なっているが、有機汚れを溶解させる薬液は、環境に対して影響を与えることから、できる限り使用しないことが望まれている。また、やむを得ず薬液を使用する場合には、排液処理機構を設けて薬液を処理しなければならなくなり機構が複雑化する。そして、排液として処理されるため、一度使用された薬液は再利用することができなくなり、薬液の消費量が増大し、結果として大幅にコストが増加する。従って、紫外線を照射して、薬液により基板を洗浄する従来の方式では、環境負荷の問題は勿論、紫外線を照射する機構や排液処理機構による機構の複雑化や大型化、薬液の消費量増加による高コスト化といった各種の問題を生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、紫外線や薬液を使用することなく、ガラス基板に貼り付いている有機汚れを除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１の基板洗浄装置は、基板を水平搬送する搬送経路の上部に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上部に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降させる昇降ユニットと、前記搬送経路の上部に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備えたこと、を特徴とする。
【０００９】
この基板洗浄装置によれば、基板に対して加熱および加湿していることから、ガラス基板に付着した有機汚れが軟化して密着強度が低下し、この状態で、擦動部材を基板に押し付けて回転洗浄することにより、密着強度が弱化した有機汚れを基板から綺麗に掻き取って除去することができるようになる。
【００１０】
本発明の請求項２の基板洗浄装置は、請求項１記載の基板洗浄装置において、前記昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、前記カム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする。
【００１１】
この基板洗浄装置によれば、カム板を溝カムとしてフォロワを嵌合させており、擦動部材が基板から反発を受けたとしても、フォロワを嵌合している溝の面により反発力が規制されるため、浮き上がることなく、強く基板に対して擦動部材を押し付けることができるようになる。
【００１２】
本発明の請求項３の基板洗浄装置は、基板を水平搬送する搬送経路の上下位置に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上下位置に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降動作させる昇降ユニットと、前記搬送経路の上下位置に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備え、上部側の擦動部材と下部側の擦動部材とが前記基板を挟み込むようにして、前記基板の洗浄を行うこと、を特徴とする。
【００１３】
この基板洗浄装置によれば、加熱加湿手段と擦動ユニットと純水供給手段とは基板に対して上下に配置され、上下の擦動部材により基板を挟持させるようにして洗浄させることができる。基板に対して上下方向から擦動部材を押し付けることにより、基板に対する擦動部材の加圧方向を相互に逆方向にすることができ、擦動部材を強く掻き込ませることができるようになる。従って、高い洗浄効果を得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項４の基板洗浄装置は、請求項３記載の基板洗浄装置において、上部側の昇降ユニットおよび下部側の昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、少なくとも前記上部側の昇降ユニットのカム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする。
【００１５】
この基板洗浄装置によれば、上下に擦動部材を配置したときには、基板に対して上下から均等な力で擦動部材を押し付けるようにして洗浄を行なうが、カム板を溝カムとしていることにより、下部側だけではなく上部側からも強く基板に対して擦動部材を押し付けることができるようになる。
【００１６】
本発明の請求項５のフラットパネルディスプレイの製造装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板洗浄装置を備えたこと、を特徴としている。また、本発明の請求項６のフラットパネルディスプレイは、請求項５記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたこと、を特徴としている。
【００１７】
基板洗浄装置は液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの製造装置に適用することができる。フラットパネルディスプレイの製造装置の１つの構成として基板洗浄装置を備えることにより、ガラス基板の有機汚れは綺麗に洗浄された状態で、エッチング工程や現像工程等の後続の工程に搬送していくことで、有機汚れのないガラス基板を各工程に供給することができるようになる。フラットパネルディスプレイとしては、他に有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等を適用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の基板洗浄装置は、基板を予め加熱および加湿することにより、基板上の有機汚れの密着強度を弱めておき、純水を供給しながら擦動部材を基板に押し付けて回転洗浄しているため、有機汚れを掻き出して除去することができる。従って、薬液や紫外線照射機構を使用することなく基板の有機汚れを洗浄することができるため、環境に負荷を与えることがなく、機構を簡略化・小型化、そして低コスト化を実現することができる。また、カム機構を用いて擦動部材を昇降動作させるときには、溝カムにしてフォロワを転動させていることにより、溝の面から押し付け力を作用させることができるため、基板から擦動部材に反発力が作用しても、反発力に抗して擦動部材を基板に押し込んで洗浄することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態において、洗浄される基板としては、液晶ディスプレイを構成するガラス基板を適用したものについて説明する。ガラス基板は、液晶ディスプレイを構成するＴＦＴ基板またはカラーフィルタ基板の何れの基板であってもよい。また、液晶ディスプレイ以外のディスプレイ、例えば有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等を構成するガラス基板であってもよい。また、ガラス基板以外の任意の基板に付着した有機汚れを洗浄するものであっても良い。
【００２０】
図１において、ガラス基板１は複数枚重ね合わせられて積層構造となっており、各ガラス基板１の面には保護層としての合紙２が挟み込まれている。この積層構造を積層体３とする。近年の液晶ディスプレイは大型化の傾向にあり、ガラス基板１の搬送や保管等を行なうときには、単体の基板のみで行なうのではなく、積層構造となった積層体３によって行なうようにしている。このとき、運搬や保管時にガラス同士が接触して生じる破損や、ガラス間に異物が混入して擦れることによるキズ等を防止すべく、各ガラス基板１の間に合紙２を挟みこんで保護を図るようにしている。合紙２はガラス基板１の面に非常に密着した状態にしているため、合紙２に接着剤を形成して、ガラス基板１の表面に貼り付けるようにしている。なお、合紙２には粘着剤を形成するものであってもよいし、合紙２ではなく粘着フィルムを保護層とするものであってもよい。
【００２１】
ガラス基板１に現像工程やエッチング工程等を施していくときには、積層体３から保護層としての合紙２を剥離して、１枚のガラス基板１に戻す。合紙２の剥離時には、接着剤の一部がガラス基板１の面に貼り付いたまま残存する。このため、実際にガラス基板１に対して各種工程の処理を行う前段階で、ガラス基板１の面を洗浄して接着剤を完全に洗い落とさなければならない。このための基板洗浄装置を図２に示す。
【００２２】
図２において、基板洗浄装置１０は、ローダ槽１１とプレ加熱槽１２と洗浄槽１３とシャワー槽１４と乾燥槽１５とアンローダ槽１６との５つの槽を備えて構成しており、各槽にガラス基板１を水平搬送するための搬送経路としての搬送ローラ１７を設けている。ローダ槽１１は、ガラス基板１を搬入するための槽であり、後続のプレ加熱槽１２に向けてガラス基板１を搬出する。プレ加熱槽１２は、搬送ローラ１７の上下位置に温水シャワー１８を備えており、ガラス基板１に対して表面および裏面から高温純水（温水）を供給して、ガラス基板１の面を加温および加湿する。
【００２３】
洗浄槽１３は、搬送ローラ１７の上下位置にブラシユニット１９と温水ノズル２０とを備えており、ブラシユニット１９はガラス基板１の表面および裏面を回転擦動しながら洗浄を行っている。ブラシユニット１９には昇降動作する手段を設けてあり、洗浄するときには、ブラシユニット１９をガラス基板１の表面および裏面に対して押し付けて回転洗浄を行うようにしている。また、ブラシユニット１９による洗浄を行うときには、ブラシユニット１９とガラス基板１との間に向けて、温水ノズル２０から温水（高温純水）を噴射して、洗浄を行っている。
【００２４】
シャワー槽１４は純水シャワー２１を備えており、ガラス基板１の表面および裏面に対して純水を供給して、洗浄槽１３でガラス基板１から剥離された有機汚れの残存物を洗い流している。乾燥槽１５はエアナイフノズル２２を備えており、湿潤状態で搬送されてきたガラス基板１に対してエアを吹き付けることにより、ガラス基板１の液膜を除去して面を乾燥している。アンローダ槽１６は、乾燥槽１５から搬送されてきたガラス基板１を搬出している。
【００２５】
プレ加熱槽１２、洗浄槽１３、シャワー槽１４で使用される液は全て純水であり、プレ加熱槽１２の温水シャワー１８および洗浄槽１３の温水ノズル２０で使用される純水は加熱された高温純水である。一方、シャワー槽１４で使用される水は純水であれば、加温されていない常温の純水であってもよい。プレ加熱槽１２では、温水シャワー１８により温水（高温純水）を供給しているが、純水を高温のスチームにしてガラス基板１に供給するものであってもよい。要は、ガラス基板１を加温および加湿するものであればよい。温水ノズル２０から噴射する温水は高温状態ではあるが気化していない純水であるため、その温度はおおよそ８０度前後にすることが望ましい。
【００２６】
従って、プレ加熱槽１２により温水が供給されることにより、ガラス基板１の表面および裏面に付着している有機汚れは加温および加湿されることにより軟化して、付着強度が弱化する（ふやけた状態になる）。そして、洗浄槽１３において、ブラシユニット１９がガラス基板１に対して押し付け力を作用させて、付着強度が弱化している有機汚れを回転しながら掻き出すようにしている。これにより、ガラス基板１に付着していた有機汚れが完全に剥離される。ガラス基板１から掻き出された有機汚れは、シャワー槽１４により洗い流されることにより、ガラス基板１から有機汚れを綺麗に洗い流すことができる。
【００２７】
図３を用いて、洗浄槽１３について説明する。搬送ローラ１７によりプレ加熱槽１２から搬送されてきたガラス基板１は、搬入部３１から洗浄槽１３に搬入され、搬出部３２から搬出されていく。搬送ローラ１７の上下位置には一対の回転可能なブラシユニット１９を２箇所に設けてあり、上下のブラシユニット１９は相互に近接・離間する方向に動作可能にしている。また、搬送ローラ１７の上下位置であって、ブラシユニット１９を避けた位置に一対の温水ノズル２０を２箇所に設けてあり、温水ノズル２０の先端部はブラシユニット１９とガラス基板１との間に向けている。一対のブラシユニット１９と温水ノズル２０とは、それぞれ２箇所に配置しているが、１箇所に配置されるものであってもよいし、３箇所以上に配置されるものであってもよい。
【００２８】
搬送ローラ１７の下部位置の２箇所に液受け部３３を設けている。液受け部３３は擂り鉢状の形状をしており、温水ノズル２０から噴射された温水およびガラス基板１から溢れ出た温水を受けている。各液受け部３３の最下部にはそれぞれ回収配管３４を接続しており、液受け部３３が受けた温水を流している。２本の回収配管３４は途中で合流して１本の配管となり、液回収部３５に接続されている。従って、各回収配管３４を流れてきた温水は液回収部３５に回収される。液回収部３５には２本の供給配管３６を接続してあり、各供給配管３６にはフィルタ３７とポンプ３８とを設けている。また、２本の供給配管３６は、それぞれ一対の温水ノズル２０に接続されている。液回収部３５に回収された温水は、ブラシユニット１９で洗浄した後にガラス基板１から剥離された有機汚れも含まれており、フィルタ３７により不純物を取り除いた状態で、ポンプ３８の圧力により温水ノズル２０に戻している。ポンプ３８と温水ノズル２０との間にはヒータ３９を設けて、再供給する温水を加温している。以上により、液循環系を構成している。
【００２９】
ガラス基板１の洗浄に薬液を使用していないため、以上のような液循環系を備えることにより、使用済みの純水を再利用することができる。この液循環系を、プレ加熱槽１２およびシャワー槽１４にも設けることにより、各槽において使用される全ての純水を再利用することができるようになる。また、プレ加熱槽１２と洗浄槽１３とシャワー槽１４とは全て同じ純水が使用されているため、プレ加熱槽１２と洗浄槽１３とシャワー槽１４とに備えられる液回収部を１つに共通化することもできる。各槽の液受け部に接続される配管を共通の液回収部に全て接続し、この液回収部から再び各槽に不純物を除去した状態で戻すようにすることもできる。プレ加熱槽１２および洗浄槽１３には高温純水を戻す必要があるためヒータにより加温するが、このヒータにも共通のヒータを用いることができる。一方、シャワー槽１４に使用される純水は高温でなくてもよいため、ヒータを設ける必要はない。以上のように、液回収部およびヒータを共通化することにより、機構を簡略化することができる。
【００３０】
ブラシユニット１９の機構について説明する。図４は、一対のブラシユニット１９（上部側のブラシユニットを１９Ａ、下部側のブラシユニットを１９Ｂとする）が相互に離間した状態を示し、図５は近接した状態を示している。ブラシユニット１９は、回転軸４０とブラシ回転モータ４０Ｍとブラシ４１とにより主に構成されている。回転軸４０の一端には支持部材によりブラシ回転モータ４０Ｍが接続されている。ブラシ４１としては、例えばナイロン毛やスポンジ等を円筒形状に植設することにより形成しており、回転軸４０が回転することによりブラシ４１が回転する。ブラシ４１を設けた部位はガラス基板１の幅寸法よりも広くなっており、水平搬送されるガラス基板１にブラシ４１を押し当てて回転することにより、ガラス基板１の面全体を回転擦動により洗浄する。また、基板搬送方向において、ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂは、搬送ローラ１７の間に設けている。
【００３１】
ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂは、回転軸４０の両端が軸受ブロック４２に回転自在に支承されている。軸受ブロック４２はリニアガイド４３に沿って上下方向に変位可能な構成を採用しており、軸受ブロック４２の昇降動作に伴ってブラシユニット１９Ａ、１９Ｂも昇降動作を行い、ガラス基板１に対して近接・離間するようになっている。軸受ブロック４２にはそれぞれ水平部と垂直部とを有する連結ブロック４４を連結しており、連結ブロック４４の水平部には軸受ブロック４２を連結し、垂直部にはフォロワ４５を設けている。
【００３２】
フォロワ４５はカム板４６に連結されるが、カム板４６の態様が上部側のカム板（４６Ａとする）と下部側のカム板（４６Ｂとする）とで異なる。上部側のカム板４６Ａは、このカム板４６Ａの外周面に沿った溝を形成した溝カムであり、下部側のカム板４６Ｂは板カムである。この下部側のカム板４６Ｂの外周に形成されているカム面４７をフォロワ４５が転動するようになっている。一方、上部側のカム板４６Ａでは、フォロワ４５はカム板４６Ａの内部に形成してある溝４８に嵌合されており、溝４８に沿って転動するようになっている。ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂは、両端のカム板４６、４６の間は連結軸４９により連結されており、この連結軸４９にはカム駆動モータ５０が取り付けられている。
【００３３】
下部側のブラシユニット１９Ｂでは、カム駆動モータ５０が時計回りに回転駆動することにより、カム板４６の外周をフォロワ４５が転動して、連結ブロック４４が上昇する。連結ブロック４４が上昇すると、回転軸４０およびブラシ４１が上昇して、ガラス基板１に近接していく。一方、上部側のブラシユニット１９Ａでは、カム駆動モータ５０が反時計回りに回転駆動することにより、カム板４６の溝４８に沿ってフォロワ４５が転動して、連結ブロック４４が下降する。連結ブロック４４が下降すると、回転軸４０およびブラシ４１が下降して、ガラス基板１に近接していく。
【００３４】
上部側のブラシユニット１９Ａまたは下部側のブラシユニット１９Ｂの何れであっても、ガラス基板１とブラシ４１とが接触したときには、ブラシ４１にはガラス基板１からの反発力が作用する。ここで、洗浄槽１３は高温状態の雰囲気下にあるため、ブラシ４１には耐熱性に優れた素材を使用しなければならない。そして、ブラシ４１は、ガラス基板１の有機汚れを掻き出して剥離を行なっており、しかも繰り返してガラス基板１に強力に押し付けているため、ブラシ４１が消耗して、所謂へたりが生じた状態になり、有機汚れを掻き取る効果が低下する。そこで、ブラシ４１には、柔らかい素材ではなく、高剛性・高強度の弾力性を持つ素材を使用する。例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やステンレス等がブラシ４１の素材として好適である。
【００３５】
従って、高剛性・高強度のブラシ４１はガラス基板１からの強い反発力を受けることになり、この反発力は上部側のフォロワ４５（４５Ａとする）にも作用し、また下部側のフォロワ４５（４５Ｂとする）にも作用する。まず、下部側のフォロワ４５Ｂについて説明すると、図６（ａ）に示すように、下部側のフォロワ４５に作用する反発力Ｒ１は、カム板４６Ｂのカム面４７に対して法線方向に対して作用する。フォロワ４５にはカム面４７から垂直抗力Ｐ１が作用するため、カム駆動モータ５０の回転駆動力により、Ｐ１＞Ｒ１となり、フォロワ４５は反発力Ｒ１に抗して上昇する。従って、ガラス基板１から反発力Ｒ１が作用したとしても、ブラシ４１をガラス基板１に対して押し付けることが可能になり、ブラシ４１の回転洗浄により、有機汚れを掻き出して剥離させることができる。
【００３６】
一方、上部側のカム板４６Ａにおいては、図６（ｂ）に示すように、ガラス基板１からの反発力Ｒ２は、前記の反発力Ｒ１とは逆方向になる。従って、下部側のカム板４６Ｂと同様にカム面を転動させるようにすると、カム面からの垂直抗力により反発力Ｒ２を抑えることができなくなり、反発力Ｒ２に抗する力は重力のみとなる。前述したように、高剛性・高強度の素材からなるブラシ４１を使用しているため、ガラス基板１からの反発力Ｒ２は強くなり、重力だけでは反発力Ｒ２を抑制することができない。その結果、反発力Ｒ２が重力よりも大きくなり、フォロワ４５はカム板４６Ａから浮き上がってしまう。このため、ブラシ４１をガラス基板１に対して押し込むことができなくなり、ガラス基板１の有機汚れを掻き取ることができなくなる。
【００３７】
本発明では、図６（ｂ）に示すように、上部側のブラシユニット１９Ａのカム板４６には溝４８を形成し、溝４８に沿ってフォロワ４５Ａが転動するようにしている。つまり、図中に示すように、フォロワ４５Ａは溝４８の外周側の面に沿って転動するため、フォロワ４５Ａにはこの面からの垂直抗力Ｐ２が作用する。そうすると、反発力Ｒ２が作用したとしても、カム駆動モータ５０の回転駆動力により、Ｐ２＞Ｒ２となり、フォロワ４５は反発力Ｒ２に抗して下降する。従って、ガラス基板１から反発力Ｒ２が強く作用しても、上部側のブラシ４１についてもガラス基板１に対して押し付けることが可能になり、有機汚れを掻き出して剥離させることができる。
【００３８】
また、上部側のブラシ４１を上昇させるときには、カム駆動モータ５０を時計回りに回転させることにより、溝４８の内周側の面に沿ってフォロワ４５が転動するため、この動作に応じてブラシ４１が上昇するようになる。従って、フォロワ４５は溝４８の外周側の面および内周側の面に沿って転動するため、溝４８の幅はフォロワ４５の外径寸法と同程度に設定することが望ましい。
【００３９】
ここで、ブラシユニット１９は搬送ローラ１７の上下位置に設けたものについて説明したが、ガラス基板１の一面のみを洗浄するのであれば、ブラシユニット１９は上下のうち何れか一方に設ければよい。また、ブラシユニット１９を上下のうち一方に設けるのであれば、温水シャワー１８や温水ノズル２０等の各部についても、ブラシユニット１９を配置する側の一方に設けるものであってもよい。ただし、この場合、ブラシユニット１９Ａまたはブラシユニット１９Ｂからガラス基板１に作用する押し付け力は全て搬送ローラ１７が受けることになる。搬送ローラ１７は単にガラス基板１を搬送するための手段であるため、ガラス基板１の有機汚れを掻き出すために強い押し付け力を作用させることは好ましくはない。
【００４０】
そこで、ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂを上下に設けることにより、ガラス基板１の表面と裏面とに対して上下から挟み込むようにして洗浄を行うようにする。そうすると、上部側のブラシユニット１９Ａからの押し付け力は下部側のブラシユニット１９Ｂが受け、下部側のブラシユニット１９Ｂからの押し付け力は上部側のブラシユニット１９Ａが受けることになり、搬送ローラ１７に対して強い圧力が加わることはない。
【００４１】
また、前述したように、ブラシ４１にはＰＰＳ等の高剛性・高強度の素材を用いているため、簡単にはへたりを生じることなくガラス基板１の有機汚れを掻き取っていく。ただし、ブラシ４１は大量の基板を洗浄していくため、最初はへたりを生じないような高剛性・高強度の素材であったとしても、繰り返しガラス基板１に押し付けられることにより、徐々にへたりを生じるようになってくる。ブラシ４１にへたりが生じると反りを生じ、ブラシ４１とガラス基板１との間隔が変化することになる。従って、ブラシ４１が固定された位置にあると、へたりを生じたときに、ガラス基板１との間隔が変化してしまい、ブラシ４１による掻き取り効果が低下する。このため、ガラス基板１の洗浄度にも影響を与える。
【００４２】
そこで、ブラシ４１の上下位置を可変にする機構としてブラシユニット１９を昇降動作する昇降ユニットを設けて、ガラス基板１とブラシ４１との間隔調整を可能にしている。図４および図５に示すように、軸受ブロック４２、リニアガイド４３、連結ブロック４４、フォロワ４５、カム板４６、連結軸４９、カム駆動モータ５０の各部材が昇降ユニットに相当する。ブラシ４１にへたりが生じて、ガラス基板１との間に隙間が出来た場合には、カム駆動モータ５０によりカム板４６を回転させて、上部側のブラシユニット１９Ａは下方に向けて移動し、下部側のブラシユニット１９Ｂは上方に向けて移動して、その位置が変化する。このため、多少へたりを生じた程度の場合には、ガラス基板１に対して上部側及び下部側のブラシ４１がより近接するために、ブラシ４１はガラス基板１に十分に押し付けられるようになる。なお、ブラシ４１に過剰な反りが生じた場合には、ブラシ４１とガラス基板１との位置関係を変化させても、十分な洗浄効果を得られない場合もあるため、このときにはブラシ４１を交換するようにしてもよい。
【００４３】
また、ガラス基板１は搬送ローラ１７により水平搬送されてブラシ４１による洗浄が行われるが、ガラス基板１がブラシ４１の位置に進入するときにはブラシ４１はガラス基板１から離間させておき、直後にブラシ４１をガラス基板１に近接させるようにしてもよい。ガラス基板１の搬送方向に対して逆向きの回転をブラシ４１に与えることにより、ガラス基板１の有機汚れの掻き取り効果をより高くすることができる。ただし、ガラス基板１はガラス素材であり、そのエッジは鋭利になっているため、ガラス基板１のエッジとブラシ４１とが反対方向から押し付けられると、ブラシ４１にダメージが与えられ、その損傷度が大きくなる。そこで、ガラス基板１のエッジとブラシ４１とを接触させないために、ガラス基板１の進入時にはブラシ４１はガラス基板１と離間させておき、直後からガラス基板１の面に対してブラシ４１を押し付けるようにすれば、ブラシ４１に与えられるダメージを非常に少なくすることができるようになる。
【００４４】
このために、搬送ローラ１７のブラシユニット１９Ａ、１９Ｂよりも上流側の位置に適宜のセンサを設けて、ガラス基板１の通過を検出し、ガラス基板１の通過をセンサが検出したときに、このセンサに接続される適宜の制御装置がカム駆動モータ５０を駆動させるようにする。これにより、ブラシユニット１９Ａ、１９Ｂはガラス基板１より離間した状態から近接させることができる。このように、ガラス基板１の搬送タイミングにより、昇降ユニットの離間・近接のタイミング制御を行なうようにする。このときに、上部側のカム板４６Ａを溝カムとしているため、ガラス基板１からブラシ４１に反発力が作用しても、浮き上がることなく、確実に押し付けることができる。
【００４５】
次に、ブラシ４１のクリーニング機構６０について説明する。上下のブラシ４１は、ガラス基板１の有機汚れの洗浄を行うに応じて、掻き出した有機汚れが転写していく。従って、有機汚れが転写した状態のブラシ４１によりガラス基板１を洗浄していくと、再びガラス基板１に有機汚れが付着してしまうことになる。そこで、図７に示すように、ブラシ４１のクリーニング機構６０を洗浄槽１３に設けている。クリーニング機構６０は、供給リール６１と回収リール６２とガイドローラ６３とクリーニングテープ６４とを備えて構成している。供給リール６１からはクリーニングテープ６４を順次送り出す構成となっており、送り出されたクリーニングテープ６４はガイドローラ６３を経由して、回収リール６２により回収される。ガイドローラ６３はブラシ４１と接触する位置に設けてあり、ガラス基板１とブラシ４１との接触位置に対して１８０度反対の位置に設けてある。ブラシ４１は、その端部においてガラス基板１の有機汚れを掻き出しており、ガイドローラ６３もブラシ４１の端部と接触する位置設けている。
【００４６】
従って、ガラス基板１から掻き出してブラシ４１に転写した有機汚れは、ガイドローラ６３に臨んでいるクリーニングテープ６４に転写される。図７に示すように、クリーニングテープ６４の送り方向とブラシ４１の回転方向とを逆方向にすると、ブラシ４１に転写した有機汚れは、クリーニングテープ６４に擦り取られるようにして転写されていく。従って、ブラシ４１に付着していた有機汚れを綺麗にクリーニングすることができるようになる。そして、クリーニングテープ６４は順次送り出すようにしているため、有機汚れを擦り取ったクリーニングテープ６４の部位では、再度クリーニングを行なうことがなく、回収リール６２に回収されていき、クリーニングテープ６４の新たな部位でブラシ４１のクリーニングを行なう。従って、クリーニングテープ６４が擦り取った有機汚れが再度ブラシ４１に付着することがなく、ガラス基板１に有機汚れを戻すようなことがなくなる。なお、供給リール６１から送り出されるクリーニングテープ６４の残量がなくなる前に、新たな供給リール６１に交換することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、ガラス基板１を水平搬送する場合を説明したが、搬送方向と直交する方向に傾斜させて搬送させるものであってもよい。この場合には、少なくともブラシユニット１９Ａ、１９Ｂも傾斜した状態で搬送されるガラス基板１に合わせて傾斜させて配置させておく。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】基板を重ね合わせて層にした積層体の外観図である。
【図２】基板洗浄装置を構成する各槽の説明図である。
【図３】洗浄槽の構成を示す図である。
【図４】ブラシユニットが離間している状態のブラシユニットと昇降ユニットとの構成を示す斜視図である。
【図５】ブラシユニットが近接している状態のブラシユニットと昇降ユニットとの構成を示す斜視図である。
【図６】カム板に作用する力を説明する図である。
【図７】クリーニング機構の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ ガラス基板 ２ 合紙
３ 積層体 １０ 基板洗浄装置
１１ ローダ槽 １２ プレ加熱槽
１３ 洗浄槽 １４ シャワー槽
１５ 乾燥槽 １６ アンローダ槽
１７ 搬送ローラ １８ 温水シャワー
１９ ブラシユニット ２０ 温水ノズル
４５ フォロワ ４６ カム板
４８ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平搬送する搬送経路の上部に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、
前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上部に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、
前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降させる昇降ユニットと、
前記搬送経路の上部に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備えたこと、を特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、
前記カム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
基板を水平搬送する搬送経路の上下位置に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、
前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上下位置に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、
前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降動作させる昇降ユニットと、
前記搬送経路の上下位置に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備え、
上部側の擦動部材と下部側の擦動部材とが前記基板を挟み込むようにして、前記基板の洗浄を行うこと、を特徴とする基板洗浄装置。
【請求項４】
上部側の昇降ユニットおよび下部側の昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、
少なくとも前記上部側の昇降ユニットのカム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする請求項３記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板洗浄装置を備えたこと、を特徴とするフラットパネルディスプレイの製造装置。
【請求項６】
請求項５記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたフラットパネルディスプレイ。
【請求項１】
基板を水平搬送する搬送経路の上部に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、
前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上部に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、
前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降させる昇降ユニットと、
前記搬送経路の上部に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備えたこと、を特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、
前記カム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
基板を水平搬送する搬送経路の上下位置に配置され、前記基板を加熱および加湿する加熱加湿手段と、
前記搬送経路の前記加湿加熱手段よりも下流側の上下位置に配置され、回転駆動手段に取り付けられた回転軸に擦動部材を装着した擦動ユニットと、
前記擦動部材を前記基板に対して押し付けるために、前記擦動ユニットを昇降動作させる昇降ユニットと、
前記搬送経路の上下位置に配置され、前記擦動部材が前記基板を擦動する部位に向けて高温純水を供給する純水供給手段と、を備え、
上部側の擦動部材と下部側の擦動部材とが前記基板を挟み込むようにして、前記基板の洗浄を行うこと、を特徴とする基板洗浄装置。
【請求項４】
上部側の昇降ユニットおよび下部側の昇降ユニットは、回転モータに接続されるカム板と、このカム板と前記回転軸を回転自在に支承する軸受部材とを連結する連結部材と、を備えて構成し、
少なくとも前記上部側の昇降ユニットのカム板に、このカム板の外面に沿った溝を形成し、前記連結部材に設けたフォロワを前記溝に嵌合させた構成としたこと、を特徴とする請求項３記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の基板洗浄装置を備えたこと、を特徴とするフラットパネルディスプレイの製造装置。
【請求項６】
請求項５記載のフラットパネルディスプレイの製造装置により製造されたフラットパネルディスプレイ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２２３０８４（Ｐ２００９−２２３０８４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６８８０２（Ｐ２００８−６８８０２）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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