JP4920765B2 - ガラス基板温調用ノズル構造 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイなどに用いられるガラス基板に、ノズルから温調空気を吹き付けて所定の温度に保つためのガラス基板温調用ノズル構造に関するものである。

液晶用ガラス基板は、現在第８世代が用いられているが、最近ではさらに大型化が進み、最大サイズである第１０世代では、寸法にして２８８０×３１３０ｍｍのガラス基板を用いて液晶ディスプレイが生産されるようになってきている。これまで、第８世代のガラス基板からは、３２インチの液晶ディスプレイは１８枚作れるが、第１０世代のガラス基板からは、３２インチ用が２８枚、４２インチ用が１５枚が作れるため、効率化を図ることができると共により安価にディスプレイが生産できるように開発されてきている。

このような大型のガラス基板は、露光装置にて、種々の印刷処理がなされるが、大型になるほど、ガラスのもつ線膨張率（８．５×１０^-6／℃）による印刷ズレが大きくなるため、露光前にガラス基板温度を一定に保つ温調制御が必要となる。

特許文献１では、ガラス基板に対して対向して設けられた給気ボックスの面に、前後左右１０〜５０ｍｍ間隔で多数のノズルを取り付け、給気ボックスから２３±０．１℃の温調空気を、各ノズルから風速数ｍ〜数１０ｍ／ｓｅｃでガラス基板に吹き付けることで、タクトタイム（１分）以内にガラス基板の温度を２３±０．１℃にすることが提案されている。

特開２００２−７２４９２号公報

ところで、ガラス基板をタクトタイム内で、２３±０．１℃に精密温度制御するためには、ガラス基板の一平方メートル当たり、１５００本／ｍ²のノズルを給気ボックスに取り付ける必要がある。このため第１０世代のような超大型のガラス基板では、１３５００本ものノズルを給気ボックスに取り付けなければならず、その取り付けコストも膨大になると共にノズルと給気ボックスの総重量が大きくなってしまう問題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ガラス基板に温調空気を吹き付けるノズルを簡単に給気ボックスに取り付けることができるガラス基板温調用ノズル構造を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１の発明は、ガラス基板に温調空気を吹き付けるガラス基板温調用ノズル構造において、プレートに多数のノズルを縦横に並びかつそのプレートの面から突出するように一体に形成したプレートノズルを、金型とエンジニアリングプラスチックを用いて多数枚樹脂成形し、かつ上記ノズルは、先端の穴径が１〜３ｍｍに形成され、上記プレート上に、１０〜３０ｍｍ間隔で千鳥状に或いは碁盤目状に配置されて上記プレートノズルが成形され、このプレートノズルを、ガラス基板の大きさに合わせて複数枚並べて支持すると共に温調空気を供給する給気ボックスに取り付けたことを特徴とするガラス基板温調用ノズル構造である。

請求項２の発明は、エンジニアリングプラスチックに帯電防止剤を加えてプレートノズルが成形される請求項１記載のガラス基板温調用ノズル構造である。

請求項３の発明は、エンジニアリングプラスチックは、ポリアセタール、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレートのいずれかからなり、帯電防止剤が導電性粉体やノニオン系又はアニオン系界面活性剤からなる請求項２記載のガラス基板温調用ノズル構造である。

請求項４の発明は、ノズルが逆ロート状に形成される請求項１記載のガラス基板温調用ノズル構造である。

本発明によれば、先端の穴径が１〜３ｍｍに形成された多数のノズルを、プレート上に、１０〜３０ｍｍ間隔で千鳥状に或いは碁盤目状に配置したプレートノズルを、金型を用いて樹脂成形にて同一形状に形成し、これを並べて温調用空気ヘッダーに取り付けることで、ガラス基板の大型化に対応したノズル構造とすることができるという優れた効果を発揮するものである。

本発明の一実施の形態を示す全体正面図である。 図１の要部拡大断面図である。 図１のガラス基板温調用ノズル構造の組み立て部分斜視図である。 図１、図２において、プレートノズルを取り付けた支持枠の裏面図である。 図１のガラス基板温調用ノズル構造の組み立て全体斜視図である。 本発明におけるプレートノズルの平面図である。 図５のＡ−Ａ線端面図である。 図５の裏面図である。 本発明の他の実施の形態を示す要部拡大断面図である 本発明のさらに他の実施の形態を示す全体正面図である 本発明の他の実施の形態を示す組み立て斜視図である

以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

先ず、図６〜図８により、本発明のガラス基板温調用ノズル構造に用いるプレートノズル１０を説明する。

図６〜図８において、プレートノズル１０は、薄型箱状に形成されたプレート１１に多数のノズル１２を縦横にそのプレート１１と一体に樹脂成形して形成される。

ノズル１２は、図示例では正三角形の千鳥状に配置され、斜めに隣接するノズル１２同士の間隔は、１０〜３０ｍｍ、ノズル先端穴径は１〜３ｍｍに形成される。図示例ではノズル１２は２１ｍｍ間隔で形成され、ノズル１２の先端部１２ａの穴径が２ｍｍで底部１２ｂの穴径が１５ｍｍの逆ロート状に形成され、プレート１１の表面からの高さが２０ｍｍに形成される。

プレート１１の寸法は、３２インチディスプレイ（約７００ｍｍ×４００ｍｍ）のガラス基板に対して、２枚のプレート１１で温度制御できるように約４４０×４００ｍｍ角に形成され、そのプレート１１に、縦２１列、横２４列で合計５０４本のノズル１２が一体に形成される。またプレートノズル１０の最外周のノズル１２は、プレートノズル１０を並べた際に、プレートノズル１０、１０間で斜めに隣接するノズル１２，１２同士が上記した２１ｍｍ間隔になるようにされる。

このノズル１２は図示例では千鳥状に配置したが、横２０列、縦２０列の合計４００本で碁盤目状に配置するように形成してもよい。

プレート１１の周囲の側壁１３には、後述するビス止めのためのビス用溝１４が各辺に３箇所形成される。

また薄型箱状のプレート１１内には、縦と斜めに補強リブ１６が一体に形成される。この補強リブ１６は、補強リブ１６で区画された空間が相互に繋がるように、プレート１１の高さより低く形成される。

このプレートノズル１０は、金型を用いて樹脂成形にてプレート１１とノズル１２が一体成形される。

使用する樹脂は、エンジニアリングプラスチックで、ポリアセタール、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレートのいずれかを選択できる。

また、プレートノズル１０は、取付作業時や使用時に帯電しやすくなるため、エンジニアリングプラスチックには帯電防止剤を添加する。この帯電防止剤としては、カーボンブラックや黒鉛粉末、酸化亜鉛など導電性粉体やノニオン系又はアニオン系界面活性剤を用いることができ、その添加量はエンジニアリングプラスチック１００質量部に対して１〜１５質量部添加するのが好ましい。

さらにエンジニアリングプラスチックには、着色剤や酸化防止剤などを添加してもよい。

次にこのプレートノズル１０を用いたガラス基板温調用ノズル構造を図１〜図５により説明する。

先ず、プレートノズル１０は、ＳＵＳやアルミニウムなど金属角パイプで形成した支持枠２０に並べて支持される。この支持枠２０は、図４に示すように、プレートノズル１０を４×４枚支持する方形枠２１、２１を連結して形成される。方形枠２１は、方形枠体２２に横部材２３と縦部材２４とを井桁状に組み合わせて形成され、横部材２３と縦部材２４でプレートノズル１０を支持する枠部２５が形成され、その枠部２５に図３に示すようにプレートノズル１０をビス止めするためのダボ穴２６が形成される。

また、プレートノズル１０を支持枠２０に取り付ける際に、その間をシールするシール材２７が設けられる。シール材２７は、支持枠２０を構成する方形枠体２２と同様に井桁状の枠体形状に形成され、また支持枠２０のダボ穴２６と一致する位置にビス穴２８が形成される。

支持枠２０へのプレートノズル１０の取り付けは、図３に示すように支持枠２０上に枠状のシール材２７を載置し、そのシール材２７上にプレートノズル１０を前後左右に並べ、その状態で、隣接するビス用溝１４同士で、図２に示すようにビス挿入穴１５が形成され、そのビス挿入穴１５を通してビス１８を、シール材２７のビス穴２８を通して支持枠２０のダボ穴２６にねじ込むことで、取り付けられる。

このようにプレートノズル１０は、シール部材２７を介して支持枠２０にビス止めして取り付けられるが、その支持枠２０は、給気ボックス３１に予め取り付けておき、その後、上述したようにシール材２７を介して支持枠２０にプレートノズル１０を取り付けてガラス基板温調用ノズル構造３０が構成される。

この給気ボックス３１を図５により説明する。

図５に示すように給気ボックス３１は、角パイプで直方体状に形成されたボックスフレーム３２からなり、そのボックスフレーム３２の各側面に側板３３が側板用シール材３４（図２参照）を介して取付られ、さらにボックスフレーム３２の上面に、シール材（図示せず）を介して給気ボックス天板３５が取付られると共にその給気ボックス天板３５に高性能エアフィルタ４１が収容されたフィルタボックス４０が取り付けられて構成される。

ボックスフレーム３２の上部には、そのボックスフレーム３２と一体に取付枠３６が形成され、取付枠３６で、図１に示した支持装置３７に支持されるようになっている。

この給気ボックス３１のボックスフレーム３２の下面には、支持枠用シール材３８を介して支持枠２０が、ポップナットなどのボルト・ナット３９（図２参照）にて取り付けられ、さらにその支持枠２０にシール材２７を介してプレートノズル１０が取り付けられてガラス基板温調用ノズル構造３０が構成される。

このガラス基板温調用ノズル構造３０は、温調するガラス基板５０の大きさに応じて、プレートノズル１０の配置数が決定される。支持枠２０は、プレートノズル１０の配置数に合わせて、その大きさと枠数が設定され、またボックスフレーム３２も支持枠２０に応じてその大きさが設定される。

フィルタボックス４０は、ＨＥＰＡからなる高性能エアフィルタ４１が収容され、そのフィルタボックス４０に給気ダクト４２が接続される。給気ダクト４２は、温湿度制御された温調空気（２３±０．１℃）を供給する温調空気供給装置（図示せず）に接続される。フィルタボックス４０は、ガラス基板５０の大きさに合わせて複数（図示例では４台）集合させて、給気ボックス天板３５に、フィルタボックス４０のフランジ４３にて取り付けられる。

このガラス基板温調用ノズル構造３０の取付枠３６を、支持用ピン５１に保持されたガラス基板５０の上方に位置するように支持装置３７に支持し、その状態で、各ノズル１２から温調空気を風速１０〜４０ｍ／ｓｅｃの噴流で吹き出してガラス基板５０をタクトタイム内で、設定の２３±０．１℃に温度制御する。

本発明においては、プレートノズル１０を、支持枠２０を介して給気ボックス３１に取り付けるため、特許文献１のようにノズル一本一本を取り付ける手間がなくその取り付け作業が格段に向上させることができる。

またプレートノズル１０はエンジニアリングプラスチックで形成され、その重量も軽くできるためガラス基板温調用ノズル構造３０自体の総重量を軽くすることが可能となる。従ってガラス基板５０の温度制御を行う際に、ガラス基板温調用ノズル構造３０自体を支持装置３７で、ノズル間隔（１０〜３０ｍｍ）分、前後左右に往復移動させることが可能となり、これによりノズル１２間の温度分布ムラもなくすことが可能となる。

プレートノズル１０は、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックで成形されるが、このプラスチックに帯電防止剤を添加してプレートノズル１０を形成することで、プレートノズル１０がその取付作業時や使用時などに帯電することがなく、従来の金属ノズルと同様に、プレートノズル１０に電荷がたまることを防止することが可能となる。

この帯電防止剤はエンジニアリングプラスチック１００質量部に対して１質量部未満では帯電防止効果を発揮することができず、１５質量部を超えると機械的強度が低下して好ましくない。また帯電防止剤を添加するのに代えてプレートノズル１０の表裏面にアルミ蒸着膜やアルミめっき膜を形成するようにしてもよい。

図９〜図１１は、それぞれガラス基板温調用ノズル構造３０の他の実施の形態を示したものである。

図９の実施の形態においては、図１〜５で説明した給気ボックス３１を用いずに、支持枠２０に直接フィルタボックス４０を取り付けてガラス基板温調用ノズル構造３０を構成するようにしたものである。

この場合、フィルタボックス４０のフランジ４３を支持枠２０の上面にシール材４４を介して載置し、その状態で、アングル材４５を用いてフィルタボックス４０を支持枠２０に取り付ける。この際、フィルタボックス４０の内周面にはシール材４６が設けられ、そのフィルタボックス４０がネジ４７にて取り付けられ、支持枠２０がシール材４４を介してアングル材４５に同じくネジ４７にて取り付けられる。

この実施の形態においては、支持枠２０が直接フィルタボックス４０に取り付けられるため、ガラス基板５０のサイズの小さなものに適している。

図１０は、図９に示したガラス基板温調用ノズル構造３０を複数集合させる実施の形態を示したもので、支持枠２０にフィルタボックス４０に取り付けたガラス基板温調用ノズル構造３０を集合させ、その各フィルタボックス４０の上部を吊り用支持金具４８で連結し、その吊り用支持金具４８をワイヤー４９でつり下げるようにしたものである。

この実施の形態においては、集合させたガラス基板温調用ノズル構造３０がワイヤー４９でつり下げられるため、前後左右に簡単にスイングすることができると共にそのスイング幅も自在に変えることができるため、ガラス基板５０の温度分布のムラをより一層なくすことが可能となる。

図１１は、図９に示したガラス基板温調用ノズル構造３０を、ぞれぞれ独立して並べたときの組み立て分解図を示したもので、各フィルタボックス４０に支持枠２０が取り付けられ、その支持枠２０の下面にシール材２７を介してそれぞれプレートノズル１０を取り付けてガラス基板温調用ノズル構造３０を構成するようにしたものである。

この各ガラス基板温調用ノズル構造３０は、図１０で説明したように一体に集合させるようにしても、或いはそれぞれ独立して支持させてガラス基板５０上に設けるようにしてもよい。

１０ プレートノズル
１１ プレート
１２ ノズル
２０ 支持枠
３１ 給気ボックス
４０ フィルタボックス
５０ ガラス基板

Claims (4)

1. ガラス基板に温調空気を吹き付けるガラス基板温調用ノズル構造において、プレートに多数のノズルを縦横に並びかつそのプレートの面から突出するように一体に形成したプレートノズルを、金型とエンジニアリングプラスチックを用いて多数枚樹脂成形し、かつ上記ノズルは、先端の穴径が１〜３ｍｍに形成され、上記プレート上に、１０〜３０ｍｍ間隔で千鳥状に或いは碁盤目状に配置されて上記プレートノズルが成形され、このプレートノズルを、ガラス基板の大きさに合わせて複数枚並べて支持すると共に温調空気を供給する給気ボックスに取り付けたことを特徴とするガラス基板温調用ノズル構造。
2. エンジニアリングプラスチックに帯電防止剤を加えてプレートノズルが成形される請求項１記載のガラス基板温調用ノズル構造。
3. エンジニアリングプラスチックは、ポリアセタール、ポリイミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレートのいずれかからなり、帯電防止剤が導電性粉体やノニオン系又はアニオン系界面活性剤からなる請求項２記載のガラス基板温調用ノズル構造。
4. ノズルが逆ロート状に形成される請求項１記載のガラス基板温調用ノズル構造。

Images