JP4035947B2 - 基板乾燥装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶基板の四角形状を有する基板を乾燥するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
薄板基板として、例えば液晶パネルを構成するガラス基板があり、例えば、ＴＦＴ型の液晶パネルはＴＦＴ基板とカラーフィルタとからなる２枚の基板で構成される。このＴＦＴ基板を製造するに当っては、成膜、レジスト膜形成、露光、現像、エッチング、レジスト膜の剥離等の工程を順次経ることにより基板表面にＴＦＴ素子を形成するが、これらの工程において、処理の前や後に繰り返し洗浄が行われ、また基板洗浄後にはその乾燥が行われる。一方、カラーフィルタはフォトリソグラフィ法等により製造されるが、その前工程及び工程間において、適宜基板の洗浄及び乾燥がなされる。さらに、ＴＦＴ型以外の液晶パネル、その他四角形状のガラス，樹脂等からなる基板に対して所定の処理を行う際にも洗浄及び乾燥が行われる。
【０００３】
基板の洗浄後に行われる乾燥方法は様々なものが知られているが、処理乃至加工におけるライン上を搬送する間に連続的に洗浄及び乾燥を行う場合、つまりインライン処理を行う場合には、エアナイフ効果を利用した乾燥を行うのが一般的である。このエアナイフによる乾燥は次のようにして行われる。
【０００４】
基板を水平または僅かに搬送方向と直交する方向（左右方向）に傾けた状態にして搬送するローラやベルト等からなる搬送手段の所定の位置に、加圧されたエアを吹き付け噴射領域が設定される。このエア噴射領域には、基板の表面に対向するようにして細長いスリット状の通路からなるノズル口を有するエアナイフノズルが配置される。このエアナイフノズルからは高い圧力のクリーンエアを基板の搬送方向に対して直交する方向における全長に及ぶように吹き付けることによって、基板の表面に付着している液滴や液膜等が基板表面から剥離されるようにして乾燥される。
【０００５】
ここで、エアナイフノズルによるエアの噴射角は、搬送手段上における基板に対して、その搬送方向とは反対方向、つまり搬送方向の後方側に向けて所定の角度となし、しかもエアナイフノズルのノズル口を基板表面に近接させるようにする。これによって、エアナイフノズルからは細い帯状のエアが基板の表面に入射されるようになる結果、このエアの圧力で基板表面の液は、この基板の搬送方向における後方側に向けて移動するようにして剥離されて、最終的には基板のエッジ部分から排出されることになる。
【０００６】
搬送手段により搬送される基板の表面に付着している液をより円滑かつ確実に除去するには、エアナイフノズルを基板の搬送面と平行な面内で、この基板の搬送方向に対して直交する方向に対して所定の角度傾斜させるように配置するのが望ましい。これによって、エアの圧力により基板表面に沿って液が移動する方向は、基板の搬送方向ではなく、エアナイフノズルを傾けた分だけ斜め方向に向けて移動することになる。その結果、基板の搬送方向における後端部だけでなく、その側部からも液が除去されるので、液の移動距離が短くなり、もって基板表面から円滑かつ迅速に除去できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エアナイフノズルからは常時エアが噴射されるか、あるいは少なくともこのエアナイフノズルによるエアが噴射されるエア噴射領域に基板が搬送される前の段階からエアが噴射される。エアナイフノズルと基板とは相対的に角度を持っているので、このエアナイフノズルから噴射されるエアはまず基板の一方の角隅部に突入した後、基板のエッジ部にエアが衝突した後に、基板の表面に沿って流れ始めることになる。特に、搬送手段により搬送される基板の表面に多量の液が付着していると、この基板のエッジ部にエアが衝突した時に、その衝撃で液が周囲に飛散することになり、周囲の壁等に跳ね返って、基板のうちの乾燥された部分に付着するおそれがある。また、飛散した液がミストとなって、周囲に浮遊するようになり、やはり基板の乾燥した部分にミストが付着することにもなる。このように、基板表面のうち、一度乾燥した部位に液滴なりミストなりが付着すると、基板表面が再度汚損されて、しみ等が発生する不都合が生じる。特に、基板の表裏両面を乾燥させるために、エアナイフノズルを基板の表裏両面に向けて配置した時には、基板が突入する前の段階では、上下のエアナイフノズルからの噴射エアが基板の突入位置で衝突する状態となって、乱流が生じているので、さらに基板に付着している液の飛散の度合いが大きくなる。しかも、基板の乾燥を処理をより効率的に行うために、搬送手段による基板の搬送を高速化すればするほど、またエアの噴射圧を高くすればするほど、液の飛散やミストの発生量が増加する。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、基板をエアナイフ効果で乾燥させる際において、基板の角隅部がエアナイフノズルによるエアの噴射領域への突入時に、基板表面からの液の飛散を防止することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、薄板の基板を搬送手段により水平または所定の角度傾斜した状態で搬送する間に、エアナイフノズルからこの基板搬送方向と直交する方向の全長に及び、かつ基板搬送方向の後方側に向けて鋭角となるようにして、加圧されたエアをスリット状に噴射させて、この基板表面に付着している液を剥離するようにして乾燥する基板乾燥装置であって、前記エアナイフノズルは前記基板の搬送面と平行な面内で、その搬送方向と直交する方向に対して所定角度傾斜させるように配置し、前記エアナイフノズルによるエアの噴射領域であり、かつ前記搬送手段による基板搬送領域の外側あり、しかも前記基板の側部に近接した位置に、このエアナイフノズルから噴射されるエアを前記基板の搬送面方向に向くようにガイドする整流板を配置する構成としたことをその特徴とするものである。
【００１０】
ここで、基板の側部に配置されている整流板は、エアナイフノズルから基板に向けてエアが最初に突入する角隅部の近接位置を含むように配置するのが基板表面からの液の飛散防止に最も効果的である。そして、基板の表面のみを乾燥させる場合には、エアナイフノズルは、例えば基板の上部位置に配置すれば良いが、基板の表裏両面を乾燥させる場合には、エアナイフノズルは基板の搬送面を挟んで上下両側の位置に設けるように構成する。また、整流板による基板表面へのエアのガイドをより確実に行うには、この整流板は搬送手段により搬送される基板にできるだけ近接させるようにする。しかも、基板における乾燥すべき表面と整流板の表面とは実質的に同じ面になるように配置する。従って、特に上下のエアナイフノズルにより基板の表裏両面を乾燥させるように構成した場合には、整流板の厚みは基板の厚みとほぼ一致するものなし、かつこの整流板を基板とほぼ同じ高さ位置に配置することがさらに望ましいものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明は以下に示す実施の形態に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００１２】
まず、図１に基板の乾燥工程の概略構成を示す。図中において、Ｓは基板、１は液切りステージ、２は乾燥ステージである。基板Ｓは前工程で、例えばシャワー洗浄等により洗浄されて、液切りステージ１において、表面における付着液量をできるだけ減少させた後に乾燥ステージ２に搬入される。
【００１３】
液切りステージ１及び乾燥ステージ２はそれぞれハウジングにより区画形成されており、またこれら両ステージ１，２間には隔壁３が設けられている。液切りステージ１には基板Ｓの搬入部１ａが、また乾燥ステージ２には基板Ｓの搬出部２ａが設けられており、さらに隔壁３には基板Ｓの走行経路を構成する細い開口３ａが形成されている。液切りステージ１においては、純水供給手段４が設置されており、この純水供給手段４で滴下される純水によって基板Ｓの表面全体が濡れた状態に保持されることになる。また、乾燥ステージ２内には、基板Ｓを挟むように上下にエアナイフ乾燥装置５が設けられている。そして、乾燥ステージ２内は洗浄液のミスト等が入り込まないようにするために陽圧状態となし、また液切りステージ１内は陰圧状態にする。このために、乾燥ステージ２には雰囲気加圧装置６が設置されており、また液切りステージ１には排気部７が装着されている。さらに、液切りステージ１の下部に排液部８が設けられている。
【００１４】
ここで、基板Ｓは例えば長方形の薄板ガラス基板等からなり、この基板Ｓは、前工程から、液切りステージ１及び乾燥ステージ２を経て、後工程に至るまで、概略水平状態乃至僅かに左右に傾斜させた状態で搬送される。従って、基板Ｓを搬送するために、図２に示した搬送手段としてのコンベア手段１０を備えている。コンベア手段１０は、例えばローラコンベアで構成されており、このコンベア手段１０は所定のピッチ間隔をもって設けた回転軸１１にその長手方向に複数のローラ１２を装着したもので構成され、両端のローラ１２ａ，１２ａには鍔部１３が連設されている。基板Ｓは、その長辺を両鍔部１３，１３に当接するようにして位置決めされ、その表面を水平にした状態で図２の矢印方向に搬送されることになる。このために、各回転軸１１の一端にはギア１４が連結して設けられ、これら各回転軸１１のギア１４は伝達ギア１５を介して順次係合しており、従って１本の回転軸１１のギア１４を回転駆動すると、全ての回転軸１１が回転して、基板Ｓが搬送されることになる。
【００１５】
液切りステージ１を通った基板Ｓは隔壁３の開口から乾燥ステージ２に移行して、この乾燥ステージ２に設けたエアナイフ乾燥装置５を用いて乾燥される。エアナイフ乾燥装置５は、図３及び図４から明らかなように、エアナイフノズル２０を有し、このエアナイフノズル２０は、細長い長尺のケーシング２１を有し、このケーシング２１内には加圧したエアが導入される加圧エアチャンバ２２が形成されている。そして、ケーシング２１の側面部にはエア流出通路２３が形成されており、その先端は細いスリット状のノズル口２４となっている。エア流出通路２３は、ノズル口２４からエアが噴出する際に細いライン状となるように整流するために必要な通路長を有するものである。さらに、ケーシング２１には加圧エアチャンバ２２内に加圧エアを供給するためのエア供給配管２５が１乃至複数箇所接続されている。
【００１６】
以上の構成を有するエアナイフノズル２０は、乾燥ステージ２内において、コンベア手段１０からなる基板Ｓの搬送経路を挟んで上下に配置されている。そこで、上部側のエアナイフノズルを２０Ｕ，下部側のエアナイフノズルを２０Ｌとし、それらのノズル口を２４Ｕ，２４Ｌとし、さらに基板Ｓの表面側をＳＵ，裏面側をＳＬとしたときに、エアナイフノズル２０Ｕ及び２０Ｌは基板Ｓの表裏両面ＳＵ，ＳＬから等しい距離だけ離間し、かつこれら各面ＳＵ，ＳＬと平行な面に位置している。また、エアナイフノズル２０Ｕにおけるノズル口２４Ｕから噴射されるエアの俯角と、エアナイフノズル２０Ｌのノズル口２４Ｌの仰角とは同じであって、コンベア手段１０による基板Ｓの搬送方向の後方側に向けて所定の角度を持つようにして配置されている。また、エアナイフノズル２０Ｕ及び２０Ｌは、基板Ｓの搬送方向と直交する方向に配置されているのではなく、前述した面内で所定角度θだけ傾斜させて配置されている。さらに、エアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌのノズル口２４Ｕ，２４Ｌは、コンベア手段１０上を搬送される基板Ｓの表面に対して、その搬送方向と交差する方向の全長に及ぶようになっている。
【００１７】
前述のように構成することによって、コンベア手段１０により搬送される基板Ｓがエアナイフノズル２０Ｕ，Ｌからエアが吹き出される領域、つまりエア噴射領域にまず突入するのは、図５に示した角隅部Ｃａであり、この角隅部Ｃａがエア噴射領域に突入した後、前端部Ｌａ側からエア噴射領域に入り込んで行き、角隅部Ｃｂがエア噴射領域に到達すると、基板Ｓの幅方向の全長にエアが及ぶことになる。さらに、基板Ｓの角隅部Ｃｃがエア噴射領域を通過し、後端部Ｌｂが順次エア噴射領域から離脱して、角隅部Ｃｄがエア噴射領域を通過すると、基板Ｓの乾燥工程が終了する。
【００１８】
そこで、エア噴射領域において、コンベア手段１０による基板Ｓの搬送領域の外側であって、基板Ｓの角隅部Ｃａ−Ｃｃ間の側部Ｌｃと平行となる位置には、整流板３０が固定的に配置されている。この整流板３０は、基板Ｓの搬送と干渉しない位置であって、しかも基板Ｓの側部Ｌｃに極めて近接した位置、つまりコンベア手段１０におけるローラ１２ａの鍔部１３と接触しない位置であって、この鍔部１３との間に実質的に隙間が生じないようにして、適宜の位置に固定的に配置されている。ここで、整流板３０は、図示したものでは四角形の薄板からなり、その厚み寸法は基板Ｓの厚みと実質的に同じ寸法となっており、しかも基板Ｓの搬送面と実質的に同じ高さ位置に配置されている。従って、整流板３０の表裏両面は、基板Ｓの表面ＳＵ，ＳＬと実質的に同じ高さとなる。また、この整流板３０はエア噴射領域、つまりエアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌのノズル口２４Ｕ，２４Ｌから噴射されるエアの交点位置を含み、その前後、特に基板Ｓの搬送方向における後方側に所定の長さだけ延在されている。なお、整流板の形状は、必ずしも四角形としなければならないものではなく、三角形や菱形、さらには円形等を含む任意の形状のものとすることができる。
【００１９】
本発明は以上のように構成されるものであって、次にその作動について説明する。基板Ｓは、前工程でロールブラシ洗浄、シャワー洗浄、超音波洗浄等種々の方式で洗浄された後に、コンベア手段１０に搬送されて、液切りステージ１内に送り込まれて、純水を滴下させて表裏両面が濡れた状態に保ちながら、余分な洗浄液を除去される。そして、液切りステージ１を経た後の基板Ｓは隔壁３の開口３ａから乾燥ステージ２に移行する。
【００２０】
乾燥ステージ２内において、コンベア手段１０による基板Ｓの搬送面の上下にエアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌが配置されており、これらエアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌからは常時エアが噴射している。従って、上下のエアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌから噴射されたエアは図５にＰＬで示した位置で交差することになる。ここで、図５の位置（イ）では、図６に示したように、両エアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌの交差位置でノズル口２４Ｕ，２４Ｌから噴射されるエアが衝突することから乱流状態となる。しかしながら、図５の位置（ロ）では、両エアの交差位置には整流板３０が配置されているので、図７に示したように、ノズル口２４Ｕ，２４Ｌから噴出するエアはこの整流板３０により隔離され、しかもエアは整流板３０の表面にガイドされて、整流状態で流れることになる。
【００２１】
基板Ｓがコンベア手段１０に搬送されて、エア噴射領域にまで進行する。エアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌはこの基板Ｓの搬送方向と直交する方向に対して所定角度θ傾斜している関係から、エア噴射領域は基板Ｓに対して傾斜した状態となり、まず基板Ｓの角隅部Ｃａがエア噴射領域に突入する。この時において、エアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌから噴射されているエアは、斜め前方から基板Ｓの角隅部Ｃａに吹き付けられるから、角隅部Ｃａには、整流板３０から乗り越えて来たエアの流れが及ぶようになる。この整流板３０によって、エアはほぼ基板Ｓの表裏両面に沿う方向に整流された状態にして流れるから、たとえ基板Ｓの表面乃至裏面に多量の液が付着していたとしても、また基板Ｓを高速で搬送し、かつエアの噴射圧を高くしても、この高圧エアが基板Ｓの角隅部Ｃａに衝突して、液を周囲に飛散させたり、ミストを発生させたりするおそれはない。
【００２２】
また、このようにして基板Ｓの角隅部Ｃａが突入した後には、この基板Ｓの前端部Ｌａが順次エア噴射領域に入り込むようになるが、この前端部Ｌａに対してはエアが斜め方向から乗り上げるようになる。従って、基板Ｓの前端部Ｌａに乗り上げる直前までは、上下に位置するエアナイフノズル２０Ｕ，２０Ｌのノズル口２４Ｕ，２４Ｌからのエアが交差することによって乱流状態となっているにしても、既に基板Ｓの表裏両面に沿ったエアの流れが形成されて、液の除去が既に進行しているので、基板Ｓに付着している液そのものが少なくなっている。このために、基板Ｓへのエアの突入時に多少乱流状態となっていたとしても、液が飛散したり、ミストが発生したりするおそれはない。
【００２３】
以上のことから、基板Ｓをエアナイフ効果によって、その表裏両面から液を剥離させるようにして乾燥させるに当って、エアの作用により基板Ｓから液が飛散して、乾燥が終了した後の基板Ｓに液滴が付着することはない。また、液の飛散によるミストの発生を最小限に抑制できる。その結果、エアナイフ効果による基板Ｓの乾燥を極めて高精度かつ高速で行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、基板をエアナイフ効果で乾燥させる際において、基板の角隅部がエアナイフノズルによるエアの噴射領域への突入時に、基板表面からの液の飛散を防止できる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】基板の乾燥機構を示す概略構成図である。
【図２】基板乾燥装置の平面図である。
【図３】エアナイフノズルの断面図である。
【図４】エアナイフノズルの外観斜視図である。
【図５】基板の表面に対するエアの噴射状況を示す説明図である。
【図６】図５の位置（イ）における上下のエアナイフノズルからの噴射エアの作用を示す説明図である。
【図７】図５の位置（ロ）における上下のエアナイフノズルからの噴射エアの作用を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 液切りステージ ２ 乾燥ステージ
３ 隔壁 ５ エアナイフ乾燥装置
１０ 搬送手段 ２０ エアナイフノズル
２１ ケーシング ２２ 加圧チャンバ
２３ エア流出通路 ２４ ノズル口
３０ 整流板 Ｓ 基板

Claims (4)

1. 薄板の基板を搬送手段により水平または所定の角度傾斜した状態で搬送する間に、エアナイフノズルからこの基板搬送方向と直交する方向の全長に及び、かつ基板搬送方向の後方側に向けて鋭角となるようにして、加圧されたエアをスリット状に噴射させて、この基板表面に付着している液を剥離するようにして乾燥する基板乾燥装置において、
   前記エアナイフノズルは前記基板の搬送面と平行な面内で、その搬送方向と直交する方向に対して所定角度傾斜させるように配置し、
   前記エアナイフノズルによるエアの噴射領域であり、かつ前記搬送手段による基板搬送領域の外側であり、しかも前記基板の側部に近接した位置に、このエアナイフノズルから噴射されるエアを前記基板の搬送面方向に向くようにガイドする整流板を配置する
   構成としたことを特徴とする基板乾燥装置。
2. 前記基板の側部に配置されている前記整流板は、前記エアナイフノズルから前記基板に向けてエアが最初に突入する角隅部の近接位置を含むように配置する構成としたことを特徴とする請求項１記載の基板乾燥装置。
3. 前記エアナイフノズルは前記搬送手段による前記基板の搬送面を挟んだ上下両側の位置に設ける構成としたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板乾燥装置。
4. 前記整流板の厚みは前記基板の厚みとほぼ一致するものであり、この整流板を基板とほぼ同じ高さ位置に配置する構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の基板乾燥装置。

Images