JP6300707B2 - エッチングシステム - Google Patents

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に対してエッチング処理を実行するエッチングシステムに関し、特に循環ラインに加圧濾過装置を効果的に配置して、低コストにエッチング液の循環を行うことが可能なエッチングシステムに関する。

液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに利用されるガラス基板は、薄型化の要請がある。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板を薄型化する処理として、一般的にフッ酸を含むエッチング液をガラス基板に接触させるエッチング処理が広く用いられてきた。このようなエッチング処理としては、処理すべきガラス基板をエッチング液が入れられた槽に浸漬したり、エッチング液を処理すべきガラス基板に吹き付けたりする方法がある。

上述のガラス基板に対するエッチング処理を行う場合、発生する排液の処理が重要となる。従来は、排液ライン上にフィルタープレス等の加圧式濾過装置を配置して、排液の固液分離や脱水を適切に行うことによって産廃処理が行われることが多かった（例えば、特許文献１参照。）。その理由は、加圧式濾過装置は、一般的に大きな濾過面積があるため、処理能力が高く大量の排水を処理することが可能であるからである。また、加圧式濾過装置は、濾過圧力が高いため、低含水率のケーキを得ることができ、かつ、浸漬膜方式に比較してイニシャルコストやランニングコストを低く抑えることが可能になるというメリットもある、と言われている。

特許５１４３４４０号

しかしながら、加圧式濾過装置は、排液ラインにて使用するには適しているが、循環ラインにて使用するには不都合があった。その理由は、加圧式濾過装置にて効率的に固液分離を行うためには、一般的に導入される使用済エッチング液に凝集剤を添加する手段が用いられるからである。凝集剤を添加してしまうと、固液分離を効果的に行うことが可能になる反面、濾過後のエッチング液にエッチングに悪影響を与える可能性がある成分が溶解する可能性が高くなり、濾過後のエッチング液を再利用しにくくなるという不都合がある。一方で、凝集剤を用いることなく循環ラインにて加圧式濾過装置を使用した場合、濾過効率が悪くなり循環ラインにおいて十分な濾過を行うことが困難になることがあった。

この発明の目的は、循環ラインにて加圧式濾過装置を効率的に使用し、コストを抑えつつエッチング液の清浄化を行うことが可能なエッチングシステムを提供することである。

本発明に係るエッチングシステムは、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に対してエッチング処理を実行するように構成される。このエッチングシステムは、エッチング装置、循環ライン、膜式濾過装置、および加圧式濾過装置を少なくとも備える。

エッチング装置は、少なくともエッチング液槽を備え、エッチング液槽に収容されたエッチング液をガラス基板に接触させることによりエッチング処理を行うように構成される。循環ラインは、エッチング液槽のエッチング液を外部に取り出すとともに、濾過してエッチング液槽に返送するように構成される。膜式濾過装置は、循環ラインに配置され、導入されたエッチング液を濾過する浸漬膜を備える。加圧式濾過装置は、循環ラインにおける膜式濾過装置の後段に配置され、浸漬膜にて捕捉されたスラリーを受け入れて固液分離するように構成される。

この構成においては、循環ラインに配置された加圧式濾過装置に直接エッチング液が導入されるのではなく、その前段に配置された膜式濾過装置にて捕捉されたスラリーが加圧式濾過装置に導入される。つまり、スラッジ等の不要物の濃度が高くなった状態で加圧式濾過装置に導入されるため、凝集剤を用いることなく効率的に固液分離をすることが可能となる。加圧式濾過装置では、高い濾過圧力を加えることが可能になるため、低含水率のケーキを得ることにより、廃棄物の処理も行い易くなる。

上記の構成において、膜式濾過装置および加圧式濾過装置で濾過されたエッチング液が、それぞれエッチング液槽に返送されるように構成されることが好ましい。この構成によれば、膜式濾過装置および加圧式濾過装置の双方から再利用可能なエッチング液が回収されるため、エッチング液の利用効率が高まる。

また、加圧式濾過装置で濾過されたエッチング液が、循環ラインにおける膜式濾過装置の前段に返送されるようにしても良い。この構成を採用する場合には、加圧式濾過装置にて回収されたエッチング液がさらに膜式濾過装置を経由することになるため、循環ラインからエッチング液槽に返送されるエッチング液の清浄性をより一層向上させることが可能になる。

膜式濾過装置としてはＭＦ膜濾過装置を用い、加圧式濾過装置としてはフィルタープレスを用いることが好ましい。この構成であれば、ＭＦ膜濾過装置およびフィルタープレスの相乗効果にて循環ラインにおける濾過コストを抑えつつ、濾過効率を高めることが可能になる。

本発明によれば、循環ラインにて加圧式濾過装置を効率的に使用し、コストを抑えつつエッチング液の清浄化を行うことが可能になる。

本発明の一実施形態に係るエッチングシステムの概略を示す図である。 エッチングシステムにおける濾過処理の一例を示す図である。 エッチングシステムにて使用されるＭＦ濾過装置の概略図である。 本発明の他の実施形態に係るエッチングシステムの概略を示す図である。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）を用いて、本発明のエッチングシステムの一実施形態に係るエッチングシステム１０を説明する。エッチングシステム１０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板に対してエッチング処理を実行するように構成される。エッチングシステム１０は、エッチング装置１４、循環ライン１５、および濾過処理部１６を少なくとも備える。エッチング装置１４は、エッチング液槽１４５を有するエッチング液供給部１４４と、エッチング液をガラス基板に接触させることによりエッチング処理を行うように構成されたエッチング処理部１４２とを備える。エッチング液槽１４５は、エッチング装置１４にて使用されるエッチング液を収容するように構成される。この実施形態では、５〜２５重量％のフッ酸を含むエッチング液を用いているが、エッチング液の組成はこれには限定されない。

エッチング液供給部１４４は、エッチング液槽１４５内のエッチング液をエッチング処理部１４２に供給するように構成される。エッチング装置１４として、この実施形態では、１または複数のエッチング処理部１４２に対して１枚ずつ連続的にガラス基板１００を搬送しつつ、エッチング処理部１４２にてエッチング液をガラス基板１００に対して噴射するように構成された枚葉式のエッチング装置１４を採用している。このエッチング装置１４においては、エッチング液槽１４５からポンプ等の公知の液送手段によってエッチング液がエッチング処理部１４２に供給される。エッチング処理部１４２ではガラス基板１００の上面、下面、または上下両面にエッチング液が噴射される。

ガラス基板１００に噴射されガラス基板と接触したエッチング液は、エッチング処理部１４２の底部に流れ落ちてエッチング液槽１４５に回収される。この回収されたエッチング液にはガラス基板１００から溶解したケイ素系化合物やアルミ系の化合物が含まれる。このため、エッチングシステム１０は、エッチング液槽１４５のエッチング液を外部に取り出すとともに、濾過してエッチング液槽１４５に返送するように構成された循環ライン１５を備えている。そして、エッチングシステム１０では、随時、エッチング液槽１４５から循環ライン１５を介して濾過処理部１６にエッチング液を送り出し、濾過されたエッチング液をエッチング液槽１４５に戻すことによってエッチング液の品質が維持される。

続いて図２（Ａ）を用いて濾過処理部１６における処理の一例を説明する。濾過処理部１６は、循環ライン１５に配置され、導入されたエッチング液を濾過する浸漬膜を備えたＭＦ濾過装置１８、および循環ライン１５におけるＭＦ濾過装置１８の後段に配置され、浸漬膜にて捕捉されたスラリーを受け入れて固液分離するように構成されたフィルタープレス２０を備えている。ＭＦ濾過装置１８は、本発明の膜式濾過装置に対応し、フィルタープレス２０は本発明の加圧式濾過装置に対応する。ただし、膜式濾過装置として、ＲＯ膜、ＮＦ膜、ＵＦ膜等のＭＦ膜以外の浸漬膜を用いた装置を適用することが可能であり、加圧式濾過装置として、密閉式リーフフィルタ、密閉式多段フィルタ等のフィルタープレス以外の装置を適用することも可能である。

濾過処理部１６は、エッチング装置１４で使用中のエッチング液を清浄化するように構成されている。濾過処理部１６は、汚泥収容槽２２に接続されている。汚泥収容槽２２は、フィルタープレス２０にて圧力を加えられて脱水されたケーキを収容するように構成される。汚泥収容槽２２に収容されたケーキは産業廃棄物として適切に処理される。

ここで、図３を用いて、ＭＦ濾過装置１８について説明する。ＭＦ濾過装置１８はエッチング供給部１４４より使用中のエッチング液が供給され、ＭＦ濾過装置濾過タンク１８２に貯められるよう構成される。供給されたエッチング液はマイクロフィルタ１８４によって吸引濾過され、濾液はエッチング供給部１４４へと戻される。一方、マイクロフィルタ１８４の表面にてスラリーが捕捉される。捕捉されたスラリーは、フィルタの目詰まり防止のために底部に配置された散気管装置１８６から発生させているバブリングによる圧力によりフィルタ表面から剥がれ落ちてスラリー収容槽１８８へと沈殿する。スラリー収容槽１８８は底面が中央に向かって傾斜するように構成されており、スラリーを効率よく回収している。スラリー収容槽１８８は底面にて回収されたスラリーは、公知のスラリーポンプ（ワーマンポンプ等）や配管を介してフィルタープレス２０へと送られる。

ＭＦ濾過装置１８は複数のマイクロフィルタ１８４を浸透させ吸引することで濾過しており、排液の処理量に応じ、マイクロフィルタ１８４の数を増減させることで処理効率を調整することが容易である。

スラリー収容槽１８８より運ばれたスラリーは、フィルタープレス２０によって濾過される。通常、フィルタープレス２０は、濾過すべき液体に対して凝集剤を添加することで効率的に固液分離を行っている。そのため、この実施形態のように使用中のエッチング液を清浄化するための循環ライン１５に配置するのではなく、使用済のエッチング液を排出するための排液ラインに配置されていた。その理由は、循環ライン１５にて凝集剤を用いると濾過後のエッチング液にエッチング処理に悪影響（ガラス基板１００の突起、白濁化等）を与える成分が溶解する可能性が高いからである。この実施形態では、ＭＦ濾過装置１８によって捕捉されたスラリーをフィルタープレス２０に導入するため凝集剤を用いることなく効率的に固液分離を行うことが可能になるため、循環ライン１５にてフィルタープレス２０を効率的に稼働させることができる。

この実施形態では、ＭＦ濾過装置１８およびフィルタープレス２０にて濾過されたエッチング液は、図２（Ａ）に示すように、それぞれエッチング液供給部１４４のエッチング液槽１４５に返送しているが、この構成には限定されない。例えば、図２（Ｂ）に示すように、フィルタープレス２０で濾過されたエッチング液が、循環ライン１５におけるＭＦ濾過装置１８の前段に返送するように構成しても良い。この構成を採用する場合、フィルタープレス２０にて回収したエッチング液をさらにＭＦ濾過装置１８にて濾過した上でエッチング液供給部１４４のエッチング液槽１４５に返送するため、エッチング液の清浄性をより一層向上させることが可能である。

フィルタープレス２０は導入される薬液中にスラリーやスラッジを含めば含むほど効率がよく濾過することができる。本来であれば濾過前タンクに凝集剤を添加する手段が用いられるが、マイクロフィルタ１８４により捕捉された汚泥はスラリー状で、凝集剤を添加せずともフィルタープレス２０にとって最適な汚泥が回収される。よって、上述したように、凝集剤を用いない循環ライン１５においても効率の良い濾過を行うことができる。また、フィルタープレス２０は、濾過圧力が高いため、低含水率のケーキを得ることができる。そのためエッチング液をより多く再利用できる他に、汚泥等の産廃費用を低く抑えることができる。

さらには、膜式濾過装置のみを用いてエッチング液の清浄化および汚泥の処理を行う場合、高価な膜式濾過装置を多段に配置する等の構成が必要になるが、本実施形態のように膜式濾過装置および加圧式濾過装置を効果的に組み合わせて配置することにより、膜式濾過装置のみで構成する場合に比較してコストを大幅に削減することが可能になる。

上述の実施形態では、枚葉搬送方式でかつエッチング液をガラス基板に対してスプレーする方式エッチング装置１４の例を説明したが、エッチング装置１４の例はこれには限定されない。例えば、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、複数のガラス基板１００を一度に処理するバッチ方式でかつエッチング液に浸漬させてエッチングを行うディップ方式のエッチング装置においても本発明を適用することが可能である。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０−エッチングシステム
１４−エッチング装置
１６−濾過処理部
１８−ＭＦ濾過装置
２０−フィルタープレス
２２−汚泥収容槽
１００−ガラス基板
１４２−エッチング処理部
１４４−エッチング液供給部
１８２−ＭＦ濾過タンク
１８４−マイクロフィルタ
１８６−散気管装置
１８８−スラリー収容槽

Claims (1)

1. フラットパネルディスプレイ用ガラス基板に対してエッチング処理を実行するエッチングシステムであって、
   少なくともエッチング液槽を備え、エッチング液槽に収容されたエッチング液を、１枚ずつ連続的に搬送されるガラス基板に対して噴射することによりエッチング処理を行うように構成された枚葉式かつスプレー式のエッチング装置と、
   前記エッチング液槽のエッチング液を外部に取り出すとともに、ガラス基板から溶解した化合物を捕捉するためにガラス基板と接触したエッチング液を濾過して前記エッチング液槽に返送するように構成された、凝集剤を用いない循環ラインと、
   前記循環ラインに配置され、導入されたエッチング液を濾過する浸漬膜を備えた膜式濾過装置であって、前記循環ラインの後段で効率的に固液分離を行うための膜式濾過装置と、
   前記循環ラインにおける前記膜式濾過装置の後段に配置され、前記浸漬膜にて捕捉されたスラリーを受け入れて固液分離するように構成された加圧式濾過装置と、
   を備え、
   前記膜式濾過装置および前記加圧式濾過装置で濾過されたエッチング液が、それぞれ前記エッチング液槽に返送され、かつ、
   前記膜式濾過装置がＭＦ膜濾過装置であり、前記加圧式濾過装置がフィルタープレスであることを特徴とするエッチングシステム。

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