(57)【要約】【課題】ガラス基板上の洗剤を含む液体を接触洗浄ユニットにより除去することにより、ブラックマトリックスの剥がれを抑制できるガラス基板の製造方法等を提供する。【解決手段】ブラックマトリックス樹脂が表面に形成されるカラーフィルタ用のガラス基板の製造方法であって、ガラス基板に対して、界面活性材が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を含む洗浄液を供給して洗浄する洗浄工程と、洗浄工程で前記ガラス基板の表面に付着した洗浄液にリンス液を浸透させるリンス工程と、リンス工程でリンス液が浸透した洗浄液を、ガラス基板の一端から他端に渡って設けられる接触洗浄ユニットに通すことにより除去する除去工程と、を備える。【選択図】  図４
2016049534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラックマトリックス樹脂が表面に形成されるカラーフィルタ用のガラス基板の製造方法であって、
前記ガラス基板に対して、界面活性材が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を含む洗浄液を供給して洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程で前記ガラス基板の表面に付着した洗浄液にリンス液を浸透させるリンス工程と、
前記リンス工程で前記リンス液が浸透した前記洗浄液を、前記ガラス基板の一端から他端に渡って設けられる洗浄ユニットに通すことにより除去する除去工程と、を備える、
ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記除去工程では、前記ガラス基板を前記洗浄ユニットに通す前後の工程のうち、少なくとも後工程に前記洗浄液の乾燥を防止するために前記ガラス基板の表面に液体を供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記除去工程では、
前記ガラス基板を洗浄した前記洗浄液を回収し、回収した洗浄液の濃度を測定し、
測定した前記洗浄液の濃度が低いほど、前記洗浄ユニットを前記表面に押し付ける力を強める、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記除去工程では、
前記洗浄ユニットにより前記洗浄液を除去した後、前記液体で前記ガラス基板を洗浄し、洗浄した前記液体の導電率を測定し、
測定した前記液体の導電率が高いほど、前記洗浄ユニットを前記表面に押し付ける力を強める、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記洗浄ユニットは、前記リンス工程直前の洗浄液の温度に対して温度差が０℃以上２５℃以下のリンス液を前記リンス工程の初期に浸透させ除去する、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項６】
ブラックマトリックス樹脂が表面に形成されるカラーフィルタ用のガラス基板の製造装置であって、
前記ガラス基板に対して、界面活性材が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を含む洗浄液を供給して洗浄する洗浄装置と、
前記ガラス基板の表面に付着した洗浄液にリンス液を浸透させ、前記リンス液が浸透した前記洗浄液を、前記ガラス基板の一端から他端に渡って設けられる洗浄ユニットに通すことにより除去する除去装置と、を備える、
ことを特徴とするガラス基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板の製造方法、及び、ガラス基板の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置などのディスプレイの表示部の部品として平らなガラス板が使用される。以下の説明では、このようなガラス板をディスプレイ用ガラス基板、あるいは単にガラス基板という。例えば、液晶表示装置においては、ガラス基板の間に封入された液晶に印加される電界を変化させ、液晶の配向を変化させることにより、動画の表示が可能になる。液晶表示装置の画像の表示の際に電界を変化させる必要があるため、ガラス基板には、電圧を印加するための透明な電極が形成される。
【０００３】
また、ガラス基板上の電極に印加される電圧のオン・オフを制御するため、高品質な表示が必要なテレビ受像機などに用いられる液晶表示装置では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使ったアクティブ・マトリクス方式の制御が採用されている。このＴＦＴもガラス基板上に形成される。具体的には、液晶ディスプレイでは、光の透過量を制御するＴＦＴ（Thin Film Transistor）と液晶、及びカラーフィルタを構成要素としている。液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタパネルの製造方法は、通常、ガラス基板の表面に黒色のマトリックスを形成し、続いて、赤、緑、青の異なる色相を順次、ストライプ状あるいはモザイク状等の色パターンで形成する方法が用いられている。
【０００４】
ディスプレイの高精細化に伴い、ガラス基板の表面に配置されるブラックマトリックスの線幅およびピッチは小さくなっている。例えば、ディスプレイの高コントラスト化を達成するために、ブラックマトリックスの高細線化・高精細化（具体的には、２０μｍ未満の線幅）による開口率の向上、および、ブラックマトリックスの高い寸法精度による遮光性の向上が必要になっている。また、ディスプレイ画素数の高密度化に伴い、パターンサイズはカラーフィルタの用途並びにそれぞれの色により異なるが、一例としては、赤、緑、青の画素の一辺の寸法は２００〜３００μｍから１００μｍへ、ブラックマトリックスは２０μｍから１０μｍ、さらには５μｍへと進み、これに対応して細線技術が開発されている。
【０００５】
このように、ディスプレイ用ガラス基板のガラス面上に、極めて薄い金属膜や半導体によって電極やアクティブな素子が形成されるため、ガラス基板のガラス表面には、極めて高い平坦性と極めて高い清浄性が要求される。
【０００６】
ところで、ディスプレイ用ガラス基板は、例えば、液晶表示装置に用いられるもの（以下、液晶用ガラス基板という）であれば、薄い長方形の板状の形態を呈する。液晶用ガラス基板は、通常、厚みが０．０５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度と１ｍｍよりも薄く、年々サイズの大型化の要求が高まってきている。
【０００７】
液晶用ガラス基板は、一つの液晶表示装置に必要な大きさのガラス基板の複数枚の大きさに相当する大きさを持つマザーガラスと呼ばれる形態で、液晶表示装置の製造工程に供給される。このマザーガラスの大きさは、慣用的に世代という呼び方で表現され、例えば、第６世代のマザーガラスの大きさは、１５００ｍｍ×１８５０ｍｍである。マザーガラスは、板状に成形されたガラス板を所定の大きさに切断することにより得られる。そして、ガラス板の切断時に生じた汚れや切り屑などを取り除くために、マザーガラスである液晶用ガラス基板の洗浄が必要になる。
【０００８】
このような状況で行われる液晶用ガラス基板のガラス表面の洗浄においては、純水、界面活性剤などの洗剤、および、フッ素化合物などの、種々の液体が用いられる。ガラス表面の洗浄に用いた液体は、噴出気流によって除去され、洗浄工程を終了した後、洗剤除去工程、検査工程などを経て出荷されるが、製品となった液晶ガラス基板の表面に洗剤成分が固着していることがある。
【０００９】
洗剤成分が残り、この洗剤成分の固着が原因でガラス基板上に形成される電極や素子に不良が生じ、液晶表示装置の故障の原因となる。また、液晶表示に必要な部材が液晶用ガラス基板上に形成される際にも洗浄が行われるが、このような場合に行われる洗浄においても、洗剤成分の固着の問題が生じる。また、ガラス基板表面へのブラックマトリックス樹脂の高い密着性が十分に達成できないおそれがある。
【００１０】
そこで、洗剤成分の固着の発生を防止するため、例えば、特許文献１に記載されているように、従来からエアーナイフなどの薄い平面状の噴出気流によって、洗浄後の液晶用ガラス基板のガラス表面から洗浄に用いた洗剤などの液体を除去することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−６２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記技術では、エアーナイフから噴出気流が形成されるものであるため、洗浄に用いた液体を噴出気流によってガラス基板の表面から除去しても、洗剤成分の固着の発生を完全に防止することはできない。エアーナイフからの噴出気流の噴出速度を速くすると、洗浄に用いた液体中の水が揮発し、エアーナイフからの噴出気流の噴出方向に沿って、直線状に洗剤成分が固着することがある。洗剤成分が固着しているガラス基板に、ブラックマトリックス、カラーフィルタを形成すると、接着状態が悪く剥がれるという問題がある。一方、エアーナイフからの噴出気流の噴出速度を遅くすると、洗剤を含む液体がガラス基板に残り、洗剤を除去する洗剤除去工程において、洗剤を除去しきれずに、ガラス基板上に洗剤が残ることがあった。ガラス基板上に洗剤が残っている状態で、ブラックマトリックス、カラーフィルタを形成すると、接着状態が悪く剥がれるという問題がある。
【００１３】
そこで本発明は、ガラス基板上の洗剤を含む液体を洗浄ユニットにより除去することにより、ブラックマトリックスの剥がれを抑制できるガラス基板の製造方法及びガラス基板の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、ブラックマトリックス樹脂が表面に形成されるカラーフィルタ用のガラス基板の製造方法であり、以下の形態を有する。
［形態１］
カラーフィルタ用のガラス基板の製造方法は、
ガラス基板に対して、界面活性材が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を含む洗浄液を供給して洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程で前記ガラス基板の表面に付着した洗浄液にリンス液を浸透させるリンス工程と、
前記リンス工程で前記リンス液が浸透した前記洗浄液を、前記ガラス基板の一端から他端に渡って設けられる洗浄ユニットに通すことにより除去する除去工程と、を備える、
ことを特徴とする。
【００１５】
［形態２］
前記除去工程では、前記ガラス基板を前記洗浄ユニットに通す前後の工程のうち、少なくとも後工程に前記洗浄液の乾燥を防止するために前記ガラス基板の表面に液体を供給する、形態１の製造方法。
【００１６】
［形態３］
前記除去工程では、
前記ガラス基板を洗浄した前記洗浄液を回収し、回収した洗浄液の濃度を測定し、
測定した前記洗浄液の濃度が低いほど、前記洗浄ユニットを前記表面に押し付ける力を強める、形態１または２の製造方法。
【００１７】
［形態４］
前記洗浄ユニットにより前記洗浄液を除去する前後工程において、前記表面に水を加えて、前記表面の乾燥を抑制する、形態１〜３のいずれか１つに記載の製造方法。
【００１８】
［形態５］
前記除去工程では、
前記洗浄ユニットにより前記洗浄液を除去した後、前記液体で前記ガラス基板を洗浄し、洗浄した前記液体の導電率を測定し、
測定した前記液体の導電率が高いほど、前記洗浄ユニットを前記表面に押し付ける力を強める、形態１〜４のいずれか１つに記載の製造方法。
【００１９】
［形態６］
前記洗浄ユニットは、
前記リンス工程直前の洗浄剤温度に対して温度差が０℃以上２５℃以下のリンス液を前記リンス工程の初期に浸透させ除去する、形態１〜５のいずれか１つに記載の製造方法。
【００２０】
本発明の他の態様は、ブラックマトリックス樹脂が表面に形成されるカラーフィルタ用のガラス基板の製造装置であり、以下の形態を有する。
［形態７］
カラーフィルタ用のガラス基板の製造装置は、
ガラス基板に対して、界面活性材が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を含む洗浄液を供給して洗浄する洗浄装置と、
前記ガラス基板の表面に付着した洗浄液にリンス液を浸透させ、前記リンス液が浸透した前記洗浄液を、前記ガラス基板の一端から他端に渡って設けられる洗浄ユニットに通すことにより除去する除去装置と、を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ガラス基板上の洗剤を含む液体を洗浄ユニットにより物理的に除去しつつ、ブラックマトリックスの剥がれを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態のガラス基板の製造方法の一例の概要を説明するためのフローチャートである。
【図２】本実施形態の枚葉洗浄装置の一例の概略図である。
【図３】本実施形態の洗浄ユニットの一例の平面図である。
【図４】図３に示す洗浄ユニットの側面図である。
【図５】本実施形態で用いるニップロールの一例の平面図である。
【図６】洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度とニップロールをガラスシートに押し付ける力との関係の一例を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜ガラスシートの組成＞
ガラスシート（ガラス基板）は、例えば、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を含むディスプレイの製造に用いられるガラスである。以下では、ＦＰＤ用ガラスシートを例にして説明する。このガラスシートは、ブラックマトリックス、および、赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）の光を透過させる波長選択素子であるＲＧＢ画素が表面に配置されることで、カラーフィルタが形成される。ブラックマトリックスは、ＲＧＢ画素領域以外におけるバックライトの光漏れを遮断し、互いに隣接するＲＧＢ画素の混色を防止することで、表示コントラストを向上させる。すなわち、カラーフィルタにおける光の通過領域は、ブラックマトリックスの形状および配置により決定される。ガラスシートの厚みは、例えば、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍである。ガラスシートのサイズは、例えば、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ（Ｇ４サイズ）、２２００ｍｍ×２５００ｍｍ（Ｇ８サイズ）である。
【００２４】
ＦＰＤの製造に用いられるガラスシートは、無アルカリガラス、または、微アルカリガラスが好適である。ガラスシートが無アルカリガラスである場合、ガラスの組成は、例えば、
ＳｉＯ２  ５０質量％〜７０質量％、
Ａｌ２Ｏ３  ０質量％〜２５質量％、
Ｂ２Ｏ３  １質量％〜１５質量％、
ＭｇＯ  ０質量％〜１０質量％、
ＣａＯ  ０質量％〜２０質量％、
ＳｒＯ  ０質量％〜２０質量％、
ＢａＯ  ０質量％〜１０質量％、である。
ここで、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合計の含有量は、５質量％〜３０質量％である。
【００２５】
ガラスシートが、微量のアルカリ金属を含む微アルカリガラスである場合、ガラスの組成は、さらに、０．１質量％〜０．５質量％のＲ’２Ｏを含み、好ましくは、０．２質量％〜０．５質量％のＲ’２Ｏを含む。ここで、Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。なお、Ｒ’２Ｏの含有量の合計は、０．１質量％未満であってもよい。
【００２６】
また、ガラスシートは、上記成分に加えて、
ＳｎＯ２  ０．０１質量％〜１質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．５質量％）、
Ｆｅ２Ｏ３  ０質量％〜０．２質量％（好ましくは、０．０１質量％〜０．０８質量％）、
をさらに含有してもよく、環境負荷を考慮して、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３およびＰｂＯを実質的に含有しなくてもよい。
【００２７】
＜ガラスシートの製造方法の流れ＞
図１は、ガラスシートの製造方法の流れの一例を示すフローチャートである。以下、フローチャートの各ステップＳ１〜Ｓ１０について説明する。
【００２８】
最初に、ステップＳ１において、上述の組成を有するガラスシートを製造するために調整されたガラス原料の加熱により熔融ガラスが生成され、ダウンドロー法、リドロー法またはフロート法等によって熔融ガラスまたはプリフォームガラスから所定の厚みを有するガラスリボンが連続的に成形される。ステップＳ２において、ステップＳ１で生成されたガラスリボンが切断されて、所定のサイズを有する素板ガラスが得られる。ステップＳ３において、ステップＳ２で得られた素板ガラスは、素板ガラスの表面を保護するための合紙を介して積層された積層体として、素板ガラスを搬送および保管するためのパレットに載置される。
【００２９】
次に、ステップＳ４において、素板ガラスの積層体から素板ガラスが取り出され、素板ガラスは、製品であるガラスシートのサイズに切断される。ステップＳ５において、ステップＳ４で得られたガラスシートは、端面の研削および研磨、端面のエッチング等の端面加工処理が行われる。
【００３０】
次に、ステップＳ６において、ガラスシートの洗浄が行われる。ガラスシートの洗浄工程では、ガラスシートの表面に付着した、ガラスの微小片であるカレット、塵、汚れ、粘着性の異物等が除去される。また、ガラスシートの洗浄工程では、洗浄されたガラスシートの表面にこれらの異物が再度付着しないように、界面活性剤が含まれる無機アルカリ系の洗浄剤が用いられる。
【００３１】
次に、ステップＳ７において、ステップＳ６で洗浄されたガラスシートの光学的検査が行われる。ステップＳ８において、ステップＳ７の検査に合格したガラスシートは、ガラスシートの表面を保護するための合紙と交互に積層された積層体として、パレットに載置されて梱包される。ステップＳ９において、梱包されたガラスシートの積層体は、ＦＰＤの製造業者の納入先に出荷される。出荷されるガラスシートの積層体に挟み込まれる合紙は、ガラスシートの表面に、合紙に由来する異物が付着することを防止する観点から、再生紙を含まないパルプ紙が用いられる。
【００３２】
また、ステップＳ３においてパレットに載置された素板ガラスの積層体は、ステップＳ１０において、数週間または数ヶ月の長期間に亘って保管されてもよい。この場合、保管される素板ガラスの積層体に挟みこまれる合紙は、コストおよび環境保護の観点から再生紙が用いられる。長期間保管された素板ガラスの積層体は、上述したように、ステップＳ４の切断工程からステップＳ８の梱包工程までを経て、ステップＳ９において出荷される。なお、ステップＳ８においてパレットに載置され梱包されたガラスシートの積層体が、ステップＳ１０において、数週間または数ヶ月の長期間に亘って保管されてもよい。
【００３３】
＜ガラスシートの洗浄工程の流れ＞
次に、図１のステップＳ６で行われるガラスシートの洗浄工程の詳細について説明する。ガラスシートの洗浄工程は、界面活性剤が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を用いてガラスシート表面の洗浄が行われる。
【００３４】
洗浄工程では、例えば、界面活性剤が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を用いて、ガラスシート表面の洗浄が行われる。無機アルカリ系の洗浄剤は、市販のガラスシート用洗浄液を水で希釈して得られた希釈液に、アルカリ成分を添加することで生成される。ガラスシート用洗浄液としては、例えば、パーカーコーポレーション社製のＰＫ−ＬＣＧシリーズ、あるいは、横浜油脂工業株式会社製のセミクリーンシリーズ等が用いられる。より具体的には、ポリオキシアルキレンエーテルやポリオキシエチレンアルキレンエーテル等が界面活性剤として添加された洗浄液が用いられる。ポリオキシアルキレンエーテルやポリオキシエチレンアルキレンエーテル等は、ノニオン界面活性剤（非イオン界面活性剤）であり、清浄液に使用される他のアニオン界面活性剤（陰イオン界面活性剤）、例えば、アルキルスルホン酸と比べて、ガラスシートの表面に残り易く、ブラックマトリックスの剥がれを引き起こす。ノニオン界面活性剤は、水に溶けてもイオン性を示さないが、ブラックマトリックスをガラスシートの表面に形成する際に、ガラス表面と共有結合のような強い結合を形成できないため、ノニオン界面活性剤上に塗布されたブラックマトリックスは現像により剥離する。しかし、ノニオン界面活性剤は洗浄力を満たす為に必要な成分であり、使用されている。。ガラスシート用洗浄液は、例えば、１質量％〜５質量％の濃度になるように、水で希釈される。希釈液のアルカリ成分の濃度は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の濃度に換算して、例えば、０．０２質量％〜０．１５質量％である。洗浄剤を希釈するための水は、イオン交換処理、ＥＤＩ（Electrodeionization）処理、逆浸透膜（ＲＯ膜）によるフィルタ処理、および、脱炭酸ガス装置を通した脱炭酸ガス処理を施した純水または超純水であることが、ガラスシート表面を清浄に保つ点で好ましい。また、溶解性の有機物を除去するために、水を活性炭に通す処理を行うことが好ましい。具体的には、フィルタを用いて微粒子等の異物を水から除去し、次に、水を活性炭に通して有機物を除去し、次に、イオン交換処理、ＥＤＩ処理、逆浸透膜によるフィルタ処理、および、脱炭酸ガス装置を通した脱炭酸ガス処理を施すことが好ましい。イオン交換処理では、水に含まれるイオン性物質、例えば、塩素イオンやナトリウムイオン等を、イオン交換樹脂膜を用いて水から除去する。ＥＤＩ処理では、イオン交換樹脂膜を用い、かつ、電極に電位を与えて形成された電位勾配を利用して、イオン性物質を高い精度で水から除去する。逆浸透膜によるフィルタ処理では、イオン性物質、塩類および有機物を水から除去する。脱炭酸ガス処理では、脱炭酸ガス装置を用いて炭酸ガスを水から除去する。
【００３５】
本実施形態では、ガラスシート用洗浄液の希釈液に、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＥＴＤＡ（エチレンジアミン４酢酸）−４Ｎａ、ＥＴＤＡ−４Ｋ、Ｎａ４Ｐ２Ｏ７（テトラナトリウムピロリン酸塩）およびＫ４Ｐ２Ｏ７（テトラカリウムピロリン酸塩）からなる群から選択される１種以上のアルカリ成分が添加されることにより、洗浄工程で用いられる洗浄剤が生成される。この洗浄剤のアルカリ成分の濃度は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の濃度に換算して、１質量％以上である。上記のアルカリ成分は、他のアルカリ成分と比較して、ガラスに対するエッチング性が高く、かつ、溶解性に優れている。特に、エッチング性、溶解性、および、ガラスシートに形成される薄膜トランジスタに対する悪影響を防止する観点から、アルカリ成分としてＫＯＨを単独で用いることが好ましい。また、ＫＯＨおよびＮａＯＨは、他のアルカリ成分と比較して、排水処理の点で有利である。
【００３６】
なお、洗浄工程で用いられる洗浄剤は、アルカリ成分の濃度が高いほど、ガラスシートから異物を除去する洗浄力が強い。しかし、アルカリ成分の濃度が高すぎると、ガラスシートの洗浄装置が腐食して、洗浄剤中に結晶が生成される等の問題が生じる。そのため、洗浄剤のアルカリ成分の濃度は１０質量％を超えないことが好ましい。また、洗浄剤の取り扱いを容易にするために、洗浄剤のアルカリ成分の濃度は５質量％を超えないことがより好ましい。
【００３７】
本実施形態において、ガラスシートの洗浄方法には、枚葉洗浄およびバッチ洗浄の２種類の洗浄方法がある。最初に、枚葉洗浄によるガラスシートの洗浄方法について説明する。図２は、枚葉洗浄を行うガラスシートＧの枚葉洗浄装置の一例の概略図である。枚葉洗浄装置１は、洗浄工程を行う洗浄ユニット１０から構成される。ガラスシートＧは、洗浄ユニット１０において、界面活性剤が添加された無機アルカリ系の洗浄剤で洗浄される。
【００３８】
図３は、洗浄ユニット１０の平面図であり、図４は、洗浄ユニット１０の側面図である。図３および図４において、ガラスシートＧを搬送する搬送装置は省略されている。
【００３９】
洗浄ユニット１０は、図３に示されるように、ブラシユニット１２と、スポンジユニット１４と、シャワーユニット１６と、ニップロール（ニップローラ）１５，１７とを備えている。これらのユニットは、ガラスシートＧの搬送方向の上流側から下流側に向かって、この順番に配置されている。洗浄ユニット１０は、図４に示されるように、さらに、洗浄剤タンク１８と、純水タンク１９と、ノズル１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１９ａ，１９ｂを備えている。
【００４０】
ブラシユニット１２は、洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂを有する。洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂは、ガラスシートＧの搬送方向に沿って配置されている。洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂは、それぞれ、搬送されるガラスシートＧの両表面を洗浄可能なように、ガラスシートＧの上下に一対配置される。洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂは、それぞれ、図３に示すように、ガラスシートＧの搬送方向を横切るように配置される。洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂの外周面には、複数の洗浄ブラシが取り付けられている。洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂの軸回転によって、搬送されるガラスシートＧの表面に洗浄ブラシが接触して、ガラスシートＧの表面が洗浄される。図３において、洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂは、ガラスシートＧの搬送方向に沿って２列配置されているが、１列のみ配置されてもよく、３列以上配置されてもよい。
【００４１】
スポンジユニット１４は、洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂを有する。洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂは、ガラスシートＧの搬送方向に沿って配置されている。洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂは、それぞれ、搬送されるガラスシートＧの両表面を洗浄可能なように、ガラスシートＧの上下に一対配置される。洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂは、それぞれ、図３に示すように、ガラスシートＧの搬送方向を横切るように配置される。洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂの外周面には、洗浄スポンジが取り付けられている。洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂの軸回転によって、搬送されるガラスシートＧの表面に洗浄スポンジが接触して、ガラスシートＧの表面が洗浄される。図３において、洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂは、ガラスシートＧの搬送方向に沿って２列配置されているが、１列のみ配置されてもよく、３列以上配置されてもよい。
【００４２】
ニップロール１５，１７は、ガラスシートＧの表裏面に付着した洗剤、液体を除去するために、ガラスシートＧの上下に一対配置され、ガラスシートＧの搬送方向と直交する方向の、ガラスシートＧの一端から他端に渡って設けられるスポンジを備える洗浄装置の一部である。ニップロール１５，１７は、ガラスシートＧに接触することにより、洗剤、液体を除去する洗浄ユニット（物理洗浄ユニット）である。図５は、ニップロールの一例の平面図である。同図に示すように、ニップロール１５，１７は、洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂと同様に、ガラスシートＧの搬送方向を横切るように配置される。ニップロール１５，１７の外周面には、洗浄スポンジが取り付けられている。ニップロール１５，１７は、洗浄剤を用いて洗浄されてガラスシートＧに付着した洗浄剤を主に除去する。ニップロール１５，１７とガラスシートＧとの距離は、ニップロール１５，１７の位置制御装置（図示せず）により、適宜制御され、ニップロール１５，１７がガラスシートＧに接触した状態で軸回転することにより、搬送されるガラスシートＧの表面に洗浄スポンジが接触して、ガラスシートＧの表面に付着した洗剤、液体が除去される。ニップロール１５は、スポンジユニット１４とシャワーユニット１６との間に配置され、ニップロール１７は、シャワーユニット１６の下流側に配置される。ニップロール１５の上流側及び／又は下流側には、ガラスシートＧの乾燥防止のためにシャワー装置（図示せず）が設けられる。シャワー装置は、例えば、純水または超純水を放出し、ガラスシートＧを濡らすことにより、洗浄工程において、ガラスシートＧが乾燥することを防止する。ガラスシートＧが乾燥すると、ガラスシートＧに付着している洗浄剤が固着し、ニップロール１５，１７、及び、シャワーユニット１６を用いても、除去することが困難となる。このため、ガラスシートＧを濡らして乾燥を防ぐことにより、ニップロール１５等を用いての洗浄剤の除去が容易になる。なお、シャワー装置は、ニップロール１５、１７に、シャワー装置から出る純粋、超純粋等のリンス液が直接当たらない範囲で近くに設ける方がよい。また、ニップロール１５，１７のサイズは、シートガラスＧの搬送中、シートガラスＧの表裏面全体を覆うことができればよく、ガラスシートＧの大きさによって適宜変更できる。また、ニップロール１５，１７の外周両面を覆うスポンジの形状、厚み、材料は、使用する洗浄剤、シャワー装置から放出する純水量等によって、適宜変更できる。
【００４３】
洗浄ユニット１０の洗浄剤タンク１８は、洗浄工程で用いられる、界面活性剤が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を貯留する。洗浄剤タンク１８は、例えば、５０℃〜８０℃の温度範囲に洗浄剤を加熱して保温する機能を有する。ノズル１８ａ，１８ｂは、洗浄剤タンク１８から供給される洗浄剤を、ブラシユニット１２内を搬送されるガラスシートＧの両表面に噴射する。ノズル１８ｃ，１８ｄは、洗浄剤タンク１８から供給される洗浄剤を、スポンジユニット１４内を搬送されるガラスシートＧの両表面に噴射する。洗浄剤タンク１８から供給され、ガラスシートＧの両表面に噴射された洗浄剤は、ガラスシートＧから離れて落下し、洗浄剤回収タンク（図示せず）に回収される。
【００４４】
純水タンク１９は、上述の純水または超純水を貯留する。純水タンク１９は、例えば２５℃〜８０℃の温度範囲に純水または超純水を加熱して保温する機能を有する。ノズル１９ａ，１９ｂは、純水タンク１９から供給される純水または超純水を、シャワーユニット１６内を搬送されるガラスシートＧの両表面に噴射する。純水タンク１９から供給され、ガラスシートＧの両表面に噴射された純水または超純水は、ガラスシートＧから離れて落下し、純水剤回収タンク（図示せず）に回収される。
【００４５】
なお、本実施形態では、図４に示されるように、ブラシユニット１２およびスポンジユニット１４は共通の洗浄剤タンク１８を用いているが、別々の洗浄剤タンク１８を用いてもよい。この場合、ブラシユニット１２およびスポンジユニット１４は、異なる濃度の洗浄剤を用いてガラスシートＧを洗浄してもよい。
【００４６】
次に、枚葉洗浄装置１におけるガラスシートＧの洗浄の流れについて説明する。最初に、洗浄ユニット１０のブラシユニット１２において、ガラスシートＧのブラシ洗浄が行われる。具体的には、ノズル１８ａ，１８ｂから噴射された無機アルカリ系の洗浄剤が、ガラスシートＧの両表面に付着して、洗浄ブラシロール１２ａ，１２ｂの軸回転によってガラスシートＧの両表面が洗浄される。
【００４７】
次に、洗浄ユニット１０のスポンジユニット１４において、ガラスシートＧのスポンジ洗浄が行われる。具体的には、ノズル１８ｃ，１８ｄから噴射された無機アルカリ系の洗浄剤が、ガラスシートＧの両表面に付着して、洗浄スポンジロール１４ａ，１４ｂの軸回転によってガラスシートＧの両表面が洗浄される。
【００４８】
次に、洗浄ユニット１０のニップロール１５において、ガラスシートＧのスポンジ洗浄が行われる。具体的には、ニップロール１５の上流側に設けられたシャワー装置（図示せず）が噴射するリンス液（例えば、純水または超純水）が、ガラスシートＧの表裏面を濡らし乾燥を防ぐことにより、スポンジユニット１４によって除去できなかった表裏面に付着する洗浄剤が固着するのが抑制される。ガラスシートＧが上流から下流に向かって進行する際に、ガラスシートＧの表裏面に設けられた一対のニップロール１５が回転し、ガラスシートＧの表裏面に付着した付着物を除去する。ニップロール１５は、スポンジ部分をガラスシートＧに押し込んで（押し付けて）、軸回転によってガラスシートＧの両表面に残っている洗浄剤を除去する。ニップロール１５をガラスシートＧに押し付ける力は、ガラスシートＧに供給され洗浄剤回収タンク（図示せず）に回収された洗浄剤を含む洗浄液の濃度によって制御される。洗浄剤回収タンクには、洗浄液を含む液体が回収されるが、ガラスシートＧに洗浄液が付着すると、洗浄剤回収タンクに回収される洗浄液の量が減少する。つまり、洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度は、洗浄剤タンク１８に貯蔵された供給前の洗浄液の濃度より低くなる。このため、洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度を測定することにより、ガラスシートＧに洗浄液が付着したことによるガラスシートＧの汚染度を測定することができる。ガラスシートＧの汚染度が高い場合、つまり、洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度が低い場合には、ニップロール１５をガラスシートＧに押し付ける力を強めて、ニップロール１５による洗浄力を向上させ、ガラスシートＧの汚染度が低い場合、つまり、洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度が高い場合には、ニップロール１５をガラスシートＧに押し付ける力を弱めて、ニップロール１５による洗浄力を低下させる。図６は、洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度と、ニップロール１５をガラスシートＧに押し付ける力との関係の一例を示したグラフである。同図に示すように、洗浄液の濃度が低いほど、洗浄液がガラスシートＧに付着し、ガラスシートＧの表裏面が汚染されているため、ニップロール１５をガラスシートＧに押し付ける力を強めて、ガラスシートＧを洗浄する。一方、洗浄液の濃度が高いほど、洗浄液がガラスシートＧに付着しておらず、ガラスシートＧの表裏面が汚染されていないため、ニップロール１５をガラスシートＧに押し付ける力を弱めて、ガラスシートＧを洗浄する。洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度が低いほど、ニップロール１５とガラスシートＧとの距離を縮め、ニップロール１５をガラスシートＧに押し付ける力を強める。これにより、ガラスシートＧに付着した洗浄剤を除去しつつ、洗剤成分の固着の発生を抑制することができる。そして、ニップロール１５の下流側に設けられたシャワー装置（図示せず）が噴射する純水または超純水が、ガラスシートＧの表裏面を濡らすことにより、ガラスシートＧの乾燥を防ぎながら、ガラスシートＧが下流に搬送される。
【００４９】
次に、洗浄ユニット１０のシャワーユニット１６において、ガラスシートＧの表面に付着した無機アルカリ系の洗浄剤が除去されるリンス工程が行われる。具体的には、ノズル１９ａ，１９ｂから噴射された、温度制御されたリンス液（例えば、純水または超純水）が、ガラスシートＧの両表面に付着することで、ガラスシートＧの表面が純水または超純水ですすがれて、表面に付着した無機アルカリ系の洗浄剤が洗い流される。ここで、温度制御とは、リンス工程直前の洗浄剤温度に対して、例えば温度差を０℃以上２５℃以下のリンス液をリンス工程の初期に浸透させることである。洗浄ユニット１０は、リンス工程直前の洗浄剤温度に対して温度差（洗剤温度−リンス液温度）を０℃以上２５℃以下のリンス液をリンス工程の初期に浸透させ除去する。これにより、ガラスシートＧの表面に付着した無機アルカリ系の洗浄剤の除去効率を向上させることができる。なお、シャワーユニット１６を通過したガラスシートＧの表面は、純水または超純水が付着してウェットな状態にある。洗浄ユニット１０を通過したガラスシートＧは、表面がウェットな状態のまま、ニップロール１７が設けられた位置まで搬送される。ニップロール１７は、ニップロール１５と同様に、シャワー装置（図示せず）により濡れた状態にあるガラスシートＧを洗浄する。ニップロール１７により、純水または超純水を除去する除去工程が行われる。ニップロール１７をガラスシートＧに押し付ける力は、ガラスシートＧに供給され純水回収タンク（図示せず）に回収された純水の導電率によって制御される。純水回収タンクには、洗浄剤を含む純水が回収されるが、ニップロール１７によりガラスシートＧに付着した洗浄剤が除去されると、純水回収タンクに回収される純水に含まれる洗浄剤の量が増えるために、回収された純水の導電率が高くなる。このため、純水回収タンクに回収された純水の導電率を測定することにより、ガラスシートＧのクリーン度を測定することができる。ガラスシートＧのクリーン度が高い場合、つまり、上流側のニップロール１５等によってガラスシートＧに付着した洗浄剤が除去でき、導電率が低い場合には、ニップロール１７をガラスシートＧに押し付ける力を弱めて洗浄し、ガラスシートＧのクリーン度が低い場合、つまり、洗浄剤が純水回収タンクに流れ込み導電率が高い場合には、ニップロール１７をガラスシートＧに押し付ける力を強めて、ニップロール１７による洗浄力を向上させる。純水回収タンクに回収された純水の導電率が高いほど、ニップロール１７とガラスシートＧとの距離を縮め、ニップロール１７をガラスシートＧに押し付ける力を強める。これにより、ガラスシートＧに付着した洗浄剤を除去して、洗剤成分の固着の発生を抑制することができる。ガラスシートＧから洗浄剤を除去し、洗剤成分の固着の発生を抑制できるため、ガラスシートＧにブラックマトリックス等を形成する際に、ブラックマトリックスの接着不良、接着後の剥がれを抑制することができる。ニップロール１７の下流側に設けられたシャワー装置（図示せず）が噴射する純水または超純水が、ガラスシートＧの表裏面を濡らすことにより、ガラスシートＧの乾燥を防ぎながら、ガラスシートＧが下流に搬送される。洗浄ユニット１０を通過したガラスシートＧは、表面がウェットな状態のまま搬送される。これにより、洗浄ユニット１０を通過したガラスシートＧの表面の異物の付着量のコントロールが可能となる。
【００５０】
洗浄液の濃度、純水の導電率を測定する方法は、任意の測定器を用いて、一般的な方法で測定することができる。また、ニップロール１５，１７が、ガラスシートＧを押し込む力は、ガラスシートＧの搬送速度、洗浄液の濃度、純水の導電率等によって適宜変更できる。また、ニップロール１５，１７による洗浄後に、純水を用いてガラスシートＧを洗浄する純水洗浄工程を設けてもよい。
【００５１】
以上、枚葉洗浄によるガラスシートの洗浄方法について説明した。このような洗浄により、ガラスシートに付着した洗浄剤を除去でき、エアーナイフを用いることがないため、シートガラスが乾燥するのを抑制でき、シートガラスに洗浄剤が残留することにより発生する洗剤成分の固着を防ぐことができる。また、ガラスシートにブラックマトリックス等を形成する際に、ブラックマトリックスの接着不良、接着後の剥がれを抑制することができる。
【００５２】
＜特徴＞
従来、ガラスシートの表面に付着している有機物を除去するために、無機アルカリ系の洗浄剤を用いてガラスシートの表面を洗浄する方法が用いられている。ＦＰＤの製造に用いられるガラスシートの表面には、ＴＦＴ等の半導体素子が形成される。このようなガラスシートは、剥離帯電や短絡等による半導体素子の破壊を抑制するために、表面に極めて高い清浄度が要求される。そのため、無機アルカリ系の洗浄剤を用いてガラスシートの表面を洗浄することで、極めて高い清浄度を有するガラスシートを製造する方法が用いられている。
【００５３】
しかし、高い清浄度を目的としてＫＯＨまたはＮａＯＨ系の無機アルカリ系の洗浄剤を用いて洗浄されたガラスシートは、表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性が低く、ブラックマトリックスがガラスシートの表面から剥離してしまう問題を有していることが分かってきた。特に、近年、ディスプレイの高精細化に伴い、ガラスシートの表面に配置されるブラックマトリックスの線幅およびピッチが小さくなっているので、ガラスシート表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性の低下は、重要な問題である。
【００５４】
また、ガラスシートの表面に付着している特定の有機物（特に洗剤に含まれる界面活性剤）が、ガラスシート表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性の低下の原因である可能性がある。具体的には、界面活性剤が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を用いてガラスシートの表面を洗浄すると、ガラスシート表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性が低下する。そのため、界面活性剤に由来する有機物が、ブラックマトリックス樹脂の密着性の低下の原因である可能性がある。また、ブラックマトリックス樹脂の密着性の低下に起因する有機物には、例えば、ガラスシートの積層体に含まれる合紙に由来する有機物、および、ガラスシートの積層体の保管および搬送環境下における雰囲気中の有機物も含まれる可能性がある。
【００５５】
本実施形態では、界面活性剤が添加された無機アルカリ系の洗浄剤を用いてガラスシート表面を洗浄する洗浄工程において、エアーナイフを用いずに、ニップロールによりガラスシートを洗浄することにより、洗剤成分の固着の発生を抑制しつつ、洗浄剤を除去して、極めて高い清浄度を有しつつ、ブラックマトリックス樹脂の密着性が低下しないガラスシートを製造することができる。洗浄工程で使用された洗浄剤に含まれる界面活性剤に由来する有機物が、洗浄工程によってガラスシートの表面から除去される。この有機物は、ガラスシート表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性の低下の原因となる有機物である。この有機物は、ＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析計）における保持時間が１８分以上である有機物であり、例えば、芳香族化合物やノニオン界面活性剤である。本実施形態に係る製造方法は、ガラスシート表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性を向上させることができる。なお、ＧＣ／ＭＳで使用されるキャピラリーカラムとして、ジーエルサイエンス株式会社製の無極性カラムＴＣ−１が用いられる。
【００５６】
本実施形態において、ガラスシートの洗浄工程後におけるガラスシートの表面に付着している特定の有機物（特に洗剤に含まれる界面活性剤）の質量は、ガラスシート表面１ｃｍ2当たり０．０５ｎｇ〜０．５０ｎｇであることが好ましく、０．０５ｎｇ〜０．２５ｎｇであることがより好ましい。有機物の質量が多いほど、ガラスシート表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性は低下するため、ガラスシート表面に付着する特定の有機物の質量は少ないほどよいが、本実施形態では、ガラスシート表面１ｃｍ2当たり０．０５ｎｇ〜０．５０ｎｇにコントロールすることにより、ブラックマトリックス樹脂の密着性を向上させることができる。
上述したように、洗浄剤回収タンクに回収された洗浄液の濃度、純水回収タンクに回収された純水の導電率を測定することにより、ガラスシートＧのクリーン度を測定することができる。このため、洗浄液の濃度、純水の導電率に基づいて、ガラスシート表面１ｃｍ2当たり０．０５ｎｇ〜０．５０ｎｇにコントロールすることにより、ブラックマトリックス樹脂の密着性を向上させることができる。
【００５７】
また、本実施形態に係る製造方法は、ブラックマトリックスの線幅およびピッチが小さいカラーフィルタパネルの製造に、特に有効である。カラーフィルタパネルは、ブラックマトリックスおよびＲＧＢ画素が表面に配置されて、カラーフィルタが形成されたガラスシートである。本実施形態に係る製造方法で製造されたガラスシートは、１０μｍ未満の線幅を有するブラックマトリックスを表面に配置しても、ブラックマトリックスの剥離が十分に抑制されるガラスシートである。従って、このガラスシートは、３μｍ〜５μｍの線幅を有する高精細のブラックマトリックスを表面に配置することができる。
【００５８】
本実施形態では、洗浄ユニット１０のブラシユニット１２およびスポンジユニット１４において、無機アルカリ系の洗浄剤でガラスシートＧの表面が洗浄された後、ニップロール１５による洗浄を行う。ニップロール１５において、ガラスシートＧの表面に付着した無機アルカリ系の洗浄剤が、純水または超純水で洗い流されて除去される。また、洗浄ユニット１０のシャワーユニット１６において、ガラスシートＧの表面が洗浄された後、ニップロール１７による洗浄を行う。エアーナイフを用いないためガラスシートＧの乾燥が抑制され、ニップロール１５、１７によりガラスシートＧの表面に付着した無機アルカリ系の洗浄剤が除去される。また、ニップロール１５直前の洗剤温度とニップロール１５直後の純水温度の差を０℃以上２５℃以下とすることでガラスシートＧの表面に付着した無機アルカリ系の洗浄剤の除去効率が向上される。
【００５９】
洗浄工程で用いられる無機アルカリ系の洗浄剤は、界面活性剤を含んでいる。界面活性剤は、上述したように、ガラスシート表面へのブラックマトリックス樹脂の密着性の低下の原因となる有機物である。この界面活性剤に、ノニオン界面活性剤（非イオン界面活性剤）を用いると、アニオン界面活性剤（陰イオン界面活性剤）を用いた場合に比べて、ガラスシートの表面に界面活性剤残り易く、ブラックマトリックスの剥がれを引き起こす。洗浄工程の最後に、ニップロールによりガラスシートを洗浄し、ガラスシートの表面をニップロール直前の洗剤温度に対して温度差を０℃以上２５℃以下に制御した純水または超純水ですすいで、ガラスシートＧの表面に付着している洗浄剤を洗い流すことで、ガラスシートの表面に付着した有機物を除去する効果を向上させることができる。
【００６０】
本実施形態では、洗浄工程で使用される洗浄剤は、市販のガラス基板用洗浄液を水で希釈して得られた希釈液に、ＫＯＨ等のアルカリ成分を添加して生成される。具体的には、ガラス基板用洗浄液の希釈液に、ＫＯＨ等のアルカリ成分を添加して、１質量％以上の濃度を有する洗浄剤が生成される。アルカリ成分を添加することにより、アルカリ成分の濃度が非常に高い洗浄液を製造および取り扱うことなく、アルカリ成分の濃度が高い洗浄剤を容易に生成することができる。アルカリ成分の濃度が高い洗浄剤は、ガラスシートのエッチング性を向上させ、かつ、カレットや塵等の異物、および、荷重を受けた状態でガラスシートの表面に付着した粘着性の異物等を、ガラスシートの表面から剥離させて効果的に除去することができる。
【００６１】
また、ガラス基板用洗浄液の希釈液にアルカリ成分を添加することで生成される洗浄剤の表面張力は、希釈液よりも低い。すなわち、界面活性剤を含むガラス基板用洗浄液の希釈液に、ＫＯＨ等のアルカリ成分を添加することで、アルカリ成分を単独で純水に添加する場合ではほとんど得られない、洗浄剤の表面張力を低下させる効果を得ることができる。これにより、洗浄剤が粘着異物とガラス板との間に浸透しやすくなる。さらに、洗浄剤によるガラスシートのエッチング性の向上との相乗効果により、ガラスシートに付着した異物がより効果的に除去される。
【００６２】
本実施形態で製造されるガラスシート（ガラス基板）は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、例えば、液晶ディスプレイ用ガラス基板あるいは、有機ＥＬディスプレイ用のガラス基板として好適である。さらに、本実施形態で製造されるガラス基板は、高精細ディスプレイに用いるＬＴＰＳ（Low-temperature poly silicon）・ＴＦＴディスプレイ用ガラス基板、あるいは、酸化物半導体・ＴＦＴディスプレイ用のガラス基板として特に好適である。
【００６３】
以上、本発明のガラス基板の製造方法及び製造装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例等に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６４】
１  枚葉洗浄装置
１０  洗浄ユニット
１２  ブラシユニット
１４  スポンジユニット
１５  ニップロール
１６  シャワーユニット
１７  ニップロール
１８  洗浄剤タンク
１９  純水タンク
Ｇ  ガラスシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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