JP4001209B2

JP4001209B2 - 薄型化されたガラス基板の後処理装置

Info

Publication number: JP4001209B2
Application number: JP2006106644A
Authority: JP
Inventors: 智弘西山
Original assignee: 西山ステンレスケミカル株式会社
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: SG136855A1; JP2007279451A

Description

本発明は、化学研磨処理などによって薄型化されたガラス基板を、次の工程に円滑に移行させる後処理装置に関し、特にフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の後処理装置に関する。

フラットパネルディスプレイ（以下ＦＰＤと称す）は、ＣＲＴディスプレイのブラウン管のように膨らみを持った表示装置と対比される用語であり、奥行きが少なく省スペースで、且つ、表示パネルに膨らみがない点に大きな特徴があり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが実用化されている。ＦＰＤのうち、特に、液晶ディスプレイは、テレビ受像機だけでなく、携帯電話機やコンピュータ機器などの表示装置としても広く普及している。

ところで、液晶ディスプレイの軽量化と薄型化の要請に基づき、最近では、液晶ディスプレイを構成する貼合せガラス基板を極限まで化学研磨する方法が好適に採用されている。具体的には、複数の表示パネル領域ＰＮ・・・ＰＮを設けた第一と第二のガラス基板６０，６０を貼合せ、貼り合わせガラス基板ＧＬの外周６２を厳重に封止した状態で、フッ酸を含んだ水溶液に浸漬させて化学研磨して薄型化している（図５参照）。この化学研磨方法によれば、複数枚の表示パネルＰＮ・・・ＰＮをまとめて製造できるだけでなく、機械研磨に比べて処理速度が速いので、生産性に優れるという利点がある。また、貼合せガラス基板ＧＬを限界まで薄型化できるので表示パネルＰＮの薄型化と軽量化の更なる要請にも応えることができる。

しかし、貼合せガラス基板ＧＬを薄型化すればするほど、化学研磨後の処理が極めて煩雑であるという問題がある。すなわち、化学研磨された貼合せガラス基板ＧＬを、その後の研磨液洗浄処理や板厚測定処理に移行させる場合に、万一、この過程で貼合せガラス基板を傷付けたのでは、それまでの作業が全部無駄になり生産効率や生産コストを著しく悪化させる。なお、貼合せガラス基板の価格は、例えば、数万円／枚のように高価であり、化学研磨処理後の後工程で破損させるか否かは極めて重大な意味をもつ。以上の点は、液晶ディスプレイ用のガラス基板に固有の問題ではなく、他のＦＰＤ用のガラス基板にも同様に問題となる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされものであり、益々薄型化されるＦＰＤ用のガラス基板を適切に扱うことのできる後処理装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、薄型化処理されたガラス基板を受入れて、その後の処理を実行する後処理装置であって、同一平面上に設けられた複数の回転ローラによって前記ガラス基板を搬送する搬送路と、受入れたガラス基板を前記搬送路の回転ローラに引き渡す導入部とを備えて構成され、前記導入部は、ガラス基板を保持する載置部と、前記載置部を起立及び降下させる駆動部とを有し、前記駆動部の往復運動に対応して、前記載置部が降下状態と起立状態とに切り換るようになっており、前記載置部は、前記回転ローラと同一の配列ピッチで本体部から突出された櫛歯部を有して全体として櫛状に形成された左右一対の回動アームと、自らの左右両端が前記櫛歯部に保持される複数の支持板とを有して構成され、前記複数の支持板の上にガラス基板を載置した状態で、前記回動アームを降下させると、隣接する前記回転ローラの間に前記櫛歯部が前記支持板と共に進入することで、前記回転ローラの上にガラス基板が引き渡されるようになっている。

本発明のガラス基板は、好ましくは、一対のガラス基板を貼合わせた貼合せガラス基板である。更に好ましくは、液晶ディスプレイ用の貼合せガラス基板である。

前記薄型化処理は、好ましくは、フッ酸を含有する化学研磨液を用いて実行される。また、前記搬送路を移動する前記ガラス基板に対して、洗浄処理と液切り処理とを施すのが好ましい。更にまた、前記搬送路を移動する前記ガラス基板に対して、板厚計測処理を施すのが好ましい。

前記駆動部は、好ましくは、出力軸の両端を回転可能に軸支する保持部と、前記出力軸に固着される連結腕と、前記連結腕を揺動させる駆動源とを備えて構成され、前記回動アームに一体化された固定部のキー溝と前記出力軸のキーとが嵌合されて連結されている。

上記した本発明は、ガラス基板を保持する載置部と、前記載置部を起立及び降下させる駆動部とを有する導入部を特徴的に具備するので、ガラス基板を如何に薄型化しても、これを適切に扱うことができる。

以下、本発明を実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、化学研磨処理によって薄型化したガラス基板について、洗浄処理、乾燥処理、及び板厚測定処理を連続的に実行する後処理装置ＥＱＵを図示したものである。図１には、後処理装置ＥＱＵの平面図（ａ）と、正面図（ｂ）と、左側面図（ｃ）とが概略的に図示されている。

ここで、ガラス基板ＧＬは、特に限定されないが、本実施例では、二枚のガラス基板６０，６０の間に、液晶封入領域６１を設けた液晶ディスプレイ用の貼合せガラス基板ＧＬを対象としている（図５参照）。また、化学研磨処理も、特に限定されないが、前記した貼合せガラス基板ＧＬの周縁６２が耐酸性の封止剤で封止された状態で、例えば、フッ酸を主成分とする研磨液中に浸漬されることで均一に薄型化される。

図１に示す後処理装置ＥＱＵは、研磨処理を終えた貼合せガラス基板ＧＬを受入れる導入部１と、受入れた貼合せガラス基板ＧＬの上下面を水洗浄する洗浄部２と、エアーナイフＡＫを用いた水切り部３と、乾燥した貼合せガラス基板ＧＬの板厚を計測する計測部４と、計測処理を終えた貼合せガラス基板ＧＬを取り出す導出部５とで構成されている。

そして、導入部１から導出部５に向けて、同一平面上に複数の回転ローラＲＬ・・・ＲＬが設けられ、この回転ローラＲＬの上を貼合せガラス基板ＧＬが搬送される過程で、研磨液の洗浄処理と、乾燥処理と、板厚測定処理とが自動的に実行される。なお、導入部１と導出部５とは、実質的に同一構成であるが、正反対の動作をする。

図２及び図３は、導入部１（導出部５）の構成を示す斜視図であり、貼合せガラス基板ＧＬを保持する載置部１０と、載置部１０を起伏させる駆動部２０とを図示している。載置部１０と駆動部２０は、駆動部２０の出力軸２１を通して連結されており、駆動部２０のピストン往復運動に対応して、載置部１０が水平面に位置する降下状態（図２参照）と、６０〜８０°程度の姿勢に立ち上がる起立状態に切り換るようになっている。

図２を参照しつつ載置部１０について更に説明すると、図示の載置部１０は、櫛状に形成された一対の回動アーム１１，１１と、回動アーム１１の基端に固着される固定ブロック１２，１２と、貼合せガラス基板ＧＬを支持する複数の支持板１３・・・１３とを中心に構成されている。

これら各部１１〜１３は、例えば、アルミ合金からなり、回動アーム１１と固定ブロック１２とは、アルミ溶接その他の方法で一体化されている。そして、回動アーム１１と固定ブロック１２には、出力軸２１を受入れる貫通穴が形成されている。なお、貫通穴はキー溝ＫＹを有しており、このキー溝ＫＹに、出力軸２１のキーが嵌合することで、出力軸２１の回転が回動アーム１１，１１に確実に伝達されるようになっている。

図２（ｂ）に示すように、回動アーム１１は、全体としてＬ字状の本体部ＢＤＹと、本体部ＢＤＹから突出する櫛歯部ＣＭＢとで一体的に構成されている。櫛歯部ＣＭＢの配列ピッチは、回転ローラＲＬの配列ピッチと同一であるが、櫛歯部ＣＭＢと回転ローラＲＬとは互いに半ピッチずれており、回動アーム１１の降下状態（図２）では、隣接する回転ローラＲＬ，ＲＬの間に、櫛歯部ＣＭＢが進入するようになっている。但し、櫛歯部ＣＭＢには、一箇所だけ欠落部ＳＰが設けられており、この欠落部ＳＰを利用して、作業員が貼合せガラス基板ＧＬの裏面まで手を延ばし、確実に貼合せガラス基板ＧＬを把持できるようにしている。なお、回動アーム１１の最降下状態では、それまで回動アーム１１に保持されていた貼合せガラス基板ＧＬは、回転ローラＲＬに保持される（図２（ｂ）参照）。

図２（ｂ）に示すように、櫛歯部ＣＭＢの先端はＵ字状に突出しており、言い換えると、櫛歯部ＣＭＢの先端には、支持板１３の板厚に対応した切欠１４が形成されている。そして、支持板１３の両端が切欠１４に嵌合された状態で、回動アーム１１の先端に阻止板１５が固着され、この阻止板１５によって支持板１３が回動アーム１１に固定的に保持される。

支持板１３は、詳細には、上下幅の異なる二種類の支持板１３Ａ，１３Ｂに区分される。このうち、回動アーム１１の基端側に配置される支持板１３Ａは、その他の支持板１３Ｂより幅広であり、支持板１３Ａの貼合せガラス基板ＧＬ周縁との接触面には、クッション材１６が貼着されて貼合せガラス基板ＧＬを保護している。

一方、その他の支持板１３Ｂには、各々複数個のＯリング１７が巻着されて、支持板１３Ｂ上の貼合せガラス基板ＧＬの裏面を保護している。但し、先に説明した通り、図２に示す載置部１０の降下状態では、貼合せガラス基板ＧＬは、Ｏリング１７との接触を離れて、回転ローラＲＬに接触している。

図３は、駆動部２０の具体的構成を例示する斜視図である。この駆動部２０は、出力軸２１の両端を回転可能に軸支する保持部２２Ａ，２２Ｂと、一方側の保持部２２Ａから突出する出力軸２１に固着される連結腕２３と、連結腕２３を揺動させる駆動源２４とで構成されている。

駆動源２４は、揺動自在に配置されたシリンダ２５と、不図示の制御装置に制御されて往復運動するピストン２６とで構成されている。ここで、ピストン２６の先端には、円柱穴が径方向に貫通して設けられており、この円柱穴に挿通された貫通ピン２７が連結腕２３に固定されている。なお、貫通ピン２７は、ピストン２６の円柱穴に遊嵌されており、その結果、連結腕２３とピストン２６とは、互いに回動可能に連結される。また、シリンダ２５の基端部は、支持軸２８によって軸支されており、駆動源２４全体として揺動可能に構成されている。

連結腕２３と駆動源２４は上記の通りに連結されているので、ピストン２６がシリンダ２５に引き込まれる第１状態では（図１（ｄ）参照）、載置部１０が水平状態まで降下する。一方、ピストン２６がシリンダ２５から突出する第２状態では（図１（ｂ）参照）、載置部１０が水平状態から６０°〜８０°程度立ち上がって起立する。

以上の点も踏まえて図１に示す後処理装置ＥＱＵの動作内容を説明する。係員が制御装置（不図示）に対する適宜なスイッチ操作を行うと、導入部１の駆動部２０は、第１状態から第２状態に移行し、その結果、導入部１の載置部１０は、降下状態から起立状態に立ち上がる。

この時、導入部１の位置には、化学研磨処理を終えた貼合せガラス基板ＧＬが搬送されているので、係員はその貼合せガラス基板ＧＬを１枚保持し、起立状態の載置部１０に載せる。この載置作業時に係員は、貼合せガラス基板ＧＬの上下方向中央の左右縁を把持するが、回動アーム１１，１１には櫛歯の欠落部ＳＰが設けられているので、この欠落部ＳＰを利用することで、把持した貼合せガラス基板ＧＬをやさしく載置部１０に載せることが可能となる。なお、この載置状態では、貼合せガラス基板ＧＬの下方周縁は、支持板１３Ａのクッション材１６に当接し、貼合せガラス基板ＧＬの裏面は、支持板１３ＢのＯリング１７に当接する。

その後、係員が更にスイッチ操作を行うと、導入部１の駆動部２０は、第２状態から第１状態にゆっくり移行し、導入部１の載置部１０は、起立状態から降下状態に戻る。先に説明した通り、載置部１０の最降下状態では、貼合せガラス基板ＧＬの裏面は、Ｏリング１７との接触を離れて、回転ローラＲＬに接触している。

そのため、載置部１０が最降下状態に至った状態で回転ローラＲＬを回転させることで、導入部１に受け入れられた貼合せガラス基板ＧＬは、水洗浄部２に送られることになる。水洗浄部２を移動する貼合せガラス基板ＧＬの表裏面には、洗浄水が流されるので、化学研磨処理で付着したガラス表面の研磨液が洗い流されることになる。

このような水洗浄部２の動作を経た貼合せガラス基板ＧＬは、その後、水切り部３に送られる。そして、水切り部３では、図１の右方向に搬送中の貼合せガラス基板ＧＬに対して、細い線状に形成された高圧エアーが、勢い良く吹き付けられることによって、貼合せガラス基板ＧＬの表裏面に付着している洗浄水が確実に除去される。そして、貼合せガラス基板ＧＬのその後の搬送によって、貼合せガラス基板の表裏面は乾燥状態となる。

このようにして表裏面が清浄化された状態で、貼合せガラス基板ＧＬは、計測部４を通過する。計測部４は、搬送路を移動する貼合せガラス基板ＧＬの上下位置に配置された二組のレーザ変位計４１，４２を備えて構成されている（図４（ａ）参照）。この計測部４では、貼合せガラス基板ＧＬの外表面及び外裏面で反射される各レーザ光ＲＹ１，ＲＹ２に基づいて、レーザ変位計４１，４２と貼合せガラス基板ＧＬとの距離Ｄ１，Ｄ２を特定している。

そして、二台のレーザ変位計４１，４２の離間距離Ｄ０は、予め正確に特定されているので、Ｗ＝Ｄ０−Ｄ１−Ｄ２の計算に基づいて、貼合せガラス基板ＧＬの板厚Ｗを正確に算出することができる。また、この実施例では、各貼合せガラス基板ＧＬについて、その幅方向の３箇所の測定ラインＬＮ１〜ＬＮ３について、サンプリング周期毎に板厚を測定している。したがって、各貼合せガラス基板ＧＬの板有のバラツキなどの管理データは、貼合せガラス基板ＧＬの計測部４の通過時に自動的に取得できることになる。

その後、貼合せガラス基板ＧＬは、導出部５の位置に移動して停止する。導出部５は、図２及び図３に示す導入部１と同一構成であり、貼合せガラス基板ＧＬが搬入された状態では、導出部５の載置部１０は、降下状態で待機している。

載置部１０の上に貼合せガラス基板ＧＬが搬入された状態で、係員が適宜なスイッチ操作を行うと、これに応答して載置部１０はゆっくり上昇動作を開始し、それまで回転ローラＲＬに保持されていた貼合せガラス基板ＧＬは、載置部１０の支持板１３Ｂに引き渡されて上昇する。なお、この上昇過程で、ガラス基板ＧＬが、支持板１３ＢのＯリング１７上を滑ろうとするが、貼合せガラス基板ＧＬの下方側の周縁はクッション材１６で受け止められるので、貼合せガラス基板ＧＬが滑って破損するおそれはない。

載置部１０は、限界位置まで上昇して静止するので、その後、係員は、回動アーム１１の欠落部ＳＰを利用して、貼合せガラス基板ＧＬの裏側に手を回しガラス基板ＧＬを把持する。そして、把持した貼合せガラス基板を導出部５から取り出す。取り出された貼合せガラス基板ＧＬは、化学研磨処理によって所定厚さまで薄型化されているので、その後は、貼合せガラス基板ＧＬの周縁の封止を解除して、液晶の封入工程などの次処理に移行される。

以上の通り、本実施例では、特徴的な構成を有する導入部１と導出部５を備えるので、高価な貼合せガラス基板ＧＬを破損するおそれなく、迅速に化学研磨工程からその後の処理に移行させることができる。典型的には、その後、各表示パネルＰＮの領域毎に切断分離されて、液晶の封入処理や偏光膜の貼着処理に移行される。

実施例に係る後処理装置の全体構成を図示したものである。導入部の一部を示す斜視図である。導入部の別の一部を示す斜視図である。計測部の構成と動作を図示したものである。貼合せガラス基板の概略構成を図示したものである。

符号の説明

ＧＬガラス基板
ＥＱＵ後処理装置
１導入部
５導出部
１０載置部
２０駆動部

Claims

薄型化処理されたガラス基板を受入れて、その後の処理を実行する後処理装置であって、同一平面上に設けられた複数の回転ローラによって前記ガラス基板を搬送する搬送路と、受入れたガラス基板を前記搬送路の回転ローラに引き渡す導入部とを備えて構成され、
前記導入部は、ガラス基板を保持する載置部と、前記載置部を起立及び降下させる駆動部とを有し、前記駆動部の往復運動に対応して、前記載置部が降下状態と起立状態とに切り換るようになっており、
前記載置部は、前記回転ローラと同一の配列ピッチで本体部から突出された櫛歯部を有して全体として櫛状に形成された左右一対の回動アームと、自らの左右両端が前記櫛歯部に保持される複数の支持板とを有して構成され、
前記複数の支持板の上にガラス基板を載置した状態で、前記回動アームを降下させると、隣接する前記回転ローラの間に前記櫛歯部が前記支持板と共に進入することで、前記回転ローラの上にガラス基板が引き渡されるようになっていることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の後処理装置。
前記薄型化処理は、フッ酸を含有する化学研磨液を用いて実行される請求項１に記載の後処理装置。
前記搬送路を移動する前記ガラス基板に対して、洗浄処理と液切り処理とが実行される請求項１又は２に記載の後処理装置．
前記搬送路を移動する前記ガラス基板に対して、板厚計測処理が実行される請求項１〜３の何れかに記載の後処理装置。
前記駆動部は、出力軸の両端を回転可能に軸支する保持部と、前記出力軸に固着される連結腕と、前記連結腕を揺動させる駆動源とを備えて構成され、前記回動アームに一体化された固定部のキー溝と前記出力軸のキーとが嵌合されて連結されている請求項１〜４の何れかに記載の後処理装置。