一種清洗裝置和清洗方法
2023-04-26 13:29:31 1
一種清洗裝置和清洗方法
【專利摘要】本發明涉及清潔工具【技術領域】，特別涉及一種清洗裝置及清洗方法，用於在不損傷物體表面的情況下，利用該清洗裝置和清洗方法可以有效地去除物體表面異物。本發明公開的清洗裝置包括：使清洗液產生自由基的自由基產生器；與自由基產生器連通、接收從自由基產生器輸出的含有自由基的清洗液的暫存箱，暫存箱具有將含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體表面的至少一個噴頭；相對設置且形成覆蓋待清洗物體表面的電場的陽極和陰極，含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體表面後，清洗液中的自由基在陽極和陰極形成的電場作用下運動並與待清洗物體表面的異物發生化學反應，使待清洗物體表面的異物脫離待清洗物體表面。
【專利說明】一種清洗裝置和清洗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及清潔工具【技術領域】，特別涉及一種清洗裝置和清洗方法。
【背景技術】
[0002]目前，在顯示面板如液晶顯示面板的製造過程中，通常在將基板組裝前對基板表面進行清潔處理，以去除基板表面附著的微粒等異物，從而提高顯示面板的良品率。所採用的清潔工具為超聲波清洗裝置，具體清洗過程為:首先將待清洗基板放入裝有清洗液的清洗槽中，超聲波發生器對清洗液施加超聲波，利用超聲波的振動使得清洗液中產生大量的氣泡或空穴，當這些氣泡或空穴破裂時，會衝擊基板表面附著的微粒等異物，從而將微粒等異物從基板表面剝離，進而達到去除基板表面異物的目的。
[0003]不過，本申請發明人發現，在利用超聲波製造對基板進行清洗後，基板表面還存在一些頑固微粒，特別是具有取向膜層的基板，這些頑固微粒的存在將會影響顯示面板的良品率,如果通過減小超聲波的頻率來加大超聲波的振幅來去除這些頑固微粒,可能會損傷基板表面或取向膜層表面。因此，如何提供一種可以有效地去除待清洗物體表面的異物、同時又不損傷待清洗物體表面的清洗裝置成為當前急需解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種清洗裝置和清洗方法，在不損傷待清洗物體表面的情況下，利用該清洗裝置和清洗方法可以有效地去除待清洗物體表面的異物。
[0005]為了實現上述目的，本發明提供以下技術方案:
[0006]一種清洗裝置，包括:
[0007]使清洗液產生自由基的自由基產生器；
[0008]與所述自由基產生器連通、接收從所述自由基產生器輸出的含有自由基的清洗液的暫存箱，所述暫存箱具有將含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體表面的至少一個噴頭;
[0009]相對設置且形成覆蓋所述待清洗物體表面的電場的陽極和陰極，含有自由基的清洗液噴射到所述待清洗物體的表面後，清洗液中的自由基在所述陽極和陰極形成的電場作用下運動並與所述待清洗物體表面的異物發生化學反應，使所述待清洗物體表面的異物脫離待清洗物體表面。
[0010]優選地，所述陽極和所述陰極分別為平板狀電極。
[0011]優選地，所述陽極為圓筒狀電極，所述陰極為圓柱狀電極，或，所述陰極為圓筒狀電極，所述陽極為圓柱狀電極。
[0012]進一步地，上述清洗裝置還包括:用於回收從各個所述噴頭噴出的清洗液的清洗槽，所述清洗槽中設置有用於支撐待清洗物體的支撐件。
[0013]優選地，所述清洗槽為矩形槽，所述陽極和所述陰極分別為平板狀電極；所述陽極和所述陰極分別設置於所述矩形槽的相對的兩個側壁上。[0014]進一步地，上述清洗裝置還包括:位於所述暫存箱旁、用於增加所述暫存箱內的自由基的活性的超聲波發生器，以及與所述超聲波發生器信號連接、以控制所述超聲波發生器的頻率的控制器。
[0015]優選地，所述清洗槽位於所述暫存箱的下方，放置於所述支撐件上的待清洗物體與各個所述噴頭相對；所述超聲波發生器位於所述暫存箱的上方，所述超聲波發生器增加所述暫存箱內自由基活性的同時，也使所述清洗槽中的清洗液產生振動以衝擊待清洗物體表面的異物。
[0016]進一步地，上述清洗裝置還包括:與所述自由基發生器連通的氣液混合泵，通過輸液管路與所述氣液混合泵連通的液體加壓罐，通過輸氣管路與所述氣液混合泵連通的氣體加壓罐，以及設置於所述輸液管路上的液體控制閥，設置於所述輸氣管路上的氣體控制閥；清洗液所需的液體和氣體分別進入所述液體加壓罐中和所述氣體加壓罐中加壓，並通過對應的所述輸液管路和所述輸氣管路輸出至所述氣液混合泵中混合形成所需的清洗液。
[0017]優選地，所述液體控制閥和所述氣體控制閥分別與所述控制器信號連接，所述控制器通過控制所述液體控制閥的開度和所述氣體控制閥的開度來控制所述清洗液中的氣液比率。
[0018]本發明同時還提供了一種利用上述技術方案所提的清洗裝置去除待清洗物體表面的異物的清洗方法，包括:
[0019]將待清洗物體放置於所述陽極和所述陰極形成的電場內，並與所述至少一個噴頭相對；
[0020]清洗液經過所述自由基產生器後輸出給所述暫存箱含有自由基的清洗液，含有自由基的清洗液從各個所述噴頭噴淋到待清洗物體表面；
[0021]清洗液中的自由基在所述陽極和陰極形成的電場作用下運動並與所述待清洗物體表面的異物發生化學反應，使所述待清洗物體表面的異物脫離待清洗物體表面。
[0022]當採用本發明提供的清洗裝置對待清洗物體進行表面異物清洗時，首先將待清洗物體放置於陽極和陰極形成的電場內，並與各個噴頭相對，以保證清洗液可以噴淋到待清洗物體的需要清潔的面上；接下來供應清洗液，清洗液首先進入自由基產生器中，在自由基產生器中的交變高頻電磁場作用下，清洗液中產生大量的自由基，然後，含有自由基的清洗液通過各個噴頭噴淋到待清洗物體的表面並形成清洗液膜層，因清洗液中含有大量的自由基，因此，大量的自由基在陽極和陰極形成的電場作用下，正性自由基朝向陰極運動，負性自由基朝向陽極運動，當自由基與待清洗物體表面的異物相遇時，會發生化學反應，生成溶於清洗液的物質，從而去除了待清洗物體表面的異物。
[0023]從上述技術方案可知，與現有技術採用超聲波清洗裝置對待清洗物體進行清洗相t匕，本發明提供的清洗裝置可以在不損傷待清洗物體表面的情況下，有效地去除待清洗物體表面的異物。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明實施例提供的一種清洗裝置的結構示意圖；
[0025]圖2為圖1中A向視圖；
[0026]圖3為本發明實施例提供的另一種清洗裝置的結構示意圖。[0027]附圖標記:
[0028]1-待清洗物體，10-自由基產生器，
[0029]20-暫存箱，21-噴頭，
[0030]30-陽極，31-陰極，
[0031]40-清洗槽，41-支撐件，
[0032]50-超聲波發生器，60-控制器，
[0033]70-氣液混合泵，80-液體加壓罐，
[0034]81-輸液管路，82-液體控制閥
[0035]90-氣體加壓泵，91-輸氣管路，
[0036]92-氣體控制閥。
【具體實施方式】
[0037]現有使用超聲波清洗裝置來清除物體表面的異物，但存在清除不徹底，加大超聲波能量又會損傷物體表面，有鑑於此，本發明提供了一種在不損傷物體表面的情況下、有效地去除物體表面異物的清洗裝置，包括自由基產生器，與自由基產生器連通的暫存箱，以及相對設置形成覆蓋待清洗物體表面的電場的陽極和陰極，含有自由基的清洗液噴射到所述待清洗物體表面後，清洗液中的自由基在所述陽極和陰極形成的電場作用下運動並與所述待清洗物體表面的異物發生化學反應，使所述待清洗物體表面的異物脫離待清洗物體表面。
[0038]為了使本領域技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合說明書附圖對本發明實施例進行詳細的描述。
[0039]請參閱圖1和圖2，其中，圖1為本發明實施例提供的一種清洗裝置的結構示意圖；圖2為圖1中A向視圖。
[0040]本發明實施例提供的清洗裝置包括:
[0041]使清洗液產生自由基的自由基產生器10 ；
[0042]與自由基產生器10連通、接收從自由基產生器10輸出的含有自由基的清洗液的暫存箱20，暫存箱20具有將含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體I表面的至少一個噴頭21 ；
[0043]相對設置且形成覆蓋待清洗物體I表面的電場的陽極30和陰極31，含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體I的表面後，清洗液中的自由基在陽極30和陰極31的電場作用下運動並與待清洗物體I表面的異物發生化學反應，使待清洗物體I表面的異物脫離待清洗物體I表面。
[0044]具體實施時，上述暫存箱20用於暫時存儲含有自由基的清洗液，以及將含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體I的表面；暫存箱20包括:箱體，以及與箱體連通用於將含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體I表面的至少一個噴頭21，為了到達噴淋效果，通常在各個噴頭21分別與箱體連通的各個管道上，分別設置一個加壓泵，以便於將含有自由基的清洗液噴淋的噴淋到待清洗物體I表面；或者，上述箱體採用密封箱體，含有自由基的清洗液進入密封箱體後，會增加密封箱體內壓力，進而使清洗液從各個噴頭21噴淋到待清洗物體I表面。噴頭21的數量和設置方式可以根據待清洗物體I形狀和大小而定，例如，當待清洗物體I為基板時，通常將基板水平放置，以防止基板變形以及便於在基板的待清洗面上清洗液膜層，此時，各個噴頭21 —般位於待清洗物體I的上方，如圖1所示，各個噴頭21位於箱體的底部、待清洗基板的上方。
[0045]在上述實施例中，陽極30與陰極31的形狀及大小的可以根據需要批量清洗的待清洗物體I的形狀和大小而定，例如:當需要批量清洗的待清洗物體I的形狀為板狀結構時，如基板、掩模板、半導體板或電路板，陽極30和陰極31分別為板狀電極。如圖1所示，在需要對板狀結構的待清洗物體I進行時，待清洗物體I可以放置在陽極30和陰極31之間，也可以不放置於陽極30和陰極31之間，但需要保證陽極30和陰極31形成的電場覆蓋待清洗物體I。
[0046]又如，當需要批量清洗的待清洗物體I的形狀為圓筒狀結構時，如圓柱狀水杯、圓柱狀燈管等，優選地，陽極30為圓筒狀電極，陰極31為圓柱狀電極，或，陰極31為圓筒狀電極，陽極30為圓柱狀電極；在對待清洗物體I進行清洗時，待清洗物體I放置於圓筒狀電極的圓筒內，圓柱狀電極插入待清洗物體I的圓筒內。
[0047]當採用上述實施例提供的清洗裝置對待清洗物體I進行清洗時，首先將待清洗物體I放置於陽極30和陰極31形成的電場內，優選地將待清洗物體I放置於陽極30和陰極31之間，且待清洗物體I與各個噴頭21相對，以保證清洗液可以噴淋到待清洗物體I的需要清潔的面上；接下來供應清洗液，清洗液首先進入自由基產生器10中，在自由基產生器10中的交變高頻電磁場作用下，在清洗液中產生大量的自由基，然後，含有自由基的清洗液通過各個噴頭21噴淋到待清洗物體I的表面並形成清洗液膜層，因清洗液中含有大量的自由基，因此，清洗液膜層中的自由基在陽極30和陰極31形成的電場作用下會產生運動，即正性自由基朝向陰極31運動，負性自由基朝向陽極30運動，當自由基與待清洗物體I表面的異物相遇時，會發生化學反應，生成溶於清洗液的物質，從而去除了待清洗物體I表面的異物。
[0048]從上述技術方案可知，採用本發明實施例提供的清洗裝置對待清洗物體I進行清洗，利用自由基產生器10使清洗液產生大量的自由基，利用相對設置的陽極30和陰極31形成的電場，也可以說利用相對設`置的陽極30和陰極31形成的電泳裝置，當含有自由基的清洗液噴淋到待清洗物體I表面後，自由基會發生運動，當自由基與待清洗物體I表面的異物相遇時，會發生化學反應，生成溶於清洗液的物質，從而可以在不損傷待清洗物體表面的情況下，有效地去除待清洗物體I表面的異物。
[0049]值得一提的是，上述清洗液的選擇可以根據待清洗物體I的材質以及待清洗物體I表面的異物的化學性質而定，例如，在對玻璃基板類待清洗物體I進行清洗時，優選地清洗液為碳酸溶液、亞碳酸溶液、其它弱酸酐(如無機酸)類溶液或弱鹼類溶液，清洗液經過自由基產生器10後會產生氫自由基(H+)或羥基游離基(0H_)。具體地，例如當採用碳酸溶液作為清洗液時，經過自由基產生器10後所產生的自由基為H+自由基、HC03_自由基和C03_自由基，碳酸溶液電離過程分兩步，具體如下方程式:
[0050]H2CO3=HCO3^H+
[0051]HCO3=CO3^H+
[0052]這些自由基在電場的作用下會朝向與其異性的電極運動，當自由基與待清洗物體I表面的異物相遇時，會發生化學反應，生成溶於清洗液的物質，從而去除了待清洗物體I表面的異物。此外，因碳酸類溶液中包含水，在通過自由基產生器10時，水被交變高頻電磁場激勵後，水分子被激活，締結連狀被打斷，成為單個小分子，水中電子被動地從低能階軌道躍遷向高能階軌道，使電子云的分布和形態發生變化；非極性分子H2、02、N2被交變高頻電磁場的外界力誘導成極性分子，水中的偶極矩增加，滲透壓增強，活性增加，PH值增大，導電率下降。水中的鹽類陰、陽離子被偶極子包圍，使之不能任意運動。交變高頻電磁場由於不斷改變磁力線的方向，在二極性分子產生異極吸引同極排斥的作用下。使水分子振動頻率增強、滲透壓增強、活性增加，激勵基板表面的微粒失去原有引力，回復游離狀態，懸浮在水中。基板表面的微粒在很短時間內逐漸被激成懸浮態被水流帶走，從而具有很好的去微粒效果。
[0053]再者，交變高頻電磁場使碳酸類溶液中水的自由基發生變化，產生對有微粒等異物破壞性極強的活性氧(02、H2O2, OH、O3)，因此能夠有效地去除基板表面的有機汙物。
[0054]在上述實施方式的基礎上，上述清洗裝置還包括:用於回收從各個噴頭21噴出的清洗液的清洗槽40，清洗槽40中設置有用於支撐待清洗物體I的支撐件41 ;如此設計，一方面可以回收清洗液，以免汙染環境；另一方面，還可以利用這些清洗液衝洗待清洗物體
I。具體地，繼續參閱圖1和圖2，清洗槽40形狀為矩形槽，支撐件41為設置於清洗槽40內的多個導輥，既可以用於支撐待清洗物體1，又可以用於傳輸待清洗物體1，以便於實現連續清洗，從而提高清洗效率；陽極30和陰極31分別為平板狀電極，且陽極30和陰極31分別設置於矩形槽的相對的兩個側壁上，既可以相對設置於矩形槽內，也可以相對設置於矩形槽外；如圖2所示，陽極30和陰極31分別設置於矩形槽內，可以形成水平方向的電場；當然，陽極30和陰極31還可以上下設置，以形成豎直方向的電場，如將陽極30設置於矩形槽底部，陰極31設置於陽極30的上方，或，將陰極31設置於矩形槽底部，陽極30設置於陰極31的上方。
[0055]請參閱圖3，為本發明實施例提供的另一種清洗裝置的結構示意圖；在上述各實施方式的基礎上，清洗裝置還包括:位於暫存箱20旁、用於增加暫存箱20內的自由基的活性的超聲波發生器50，以及與超聲波發生器50信號連接、以控制超聲波發生器50的頻率的控制器60。具體地，超聲波發生器50可以設置於暫存箱20的左側、右側或上側，利用超聲波使暫存箱20內的清洗液產生振動，以此來增加清洗液中的自由基的活性，從而提高對待清洗物體I表面的清潔效果。
[0056]進一步地，清洗槽40位於暫存箱20的下方，放置於支撐件21上的待清洗物體I與各個噴頭21相對；超聲波發生器50位於暫存箱20的上方,超聲波發生器50在增加暫存箱20內自由基活性的同時，也使清洗槽40中的清洗液產生振動以衝擊待清洗物體表面的異物，從而進一步提高對待清洗物體I表面的清潔效果。
[0057]繼續參閱圖3，上述清洗裝置還包括:與自由基發生器10連通的氣液混合泵70，通過輸液管路81與氣液混合泵70連通的液體加壓罐80，通過輸氣管91與氣液混合泵70連通的氣體加壓罐90，以及設置於輸液管路81上的液體控制閥82，設置於輸氣管路91上的氣體控制閥92 ;清洗液所需的液體和氣體分別進入液體加壓罐80中和氣體加壓罐90中加壓，並通過對應的輸液管路81和輸氣管路91輸出至氣液混合泵70中混合形成所需的清洗液。也就是說，利用液體加壓罐80、氣體加壓罐90和氣液混合泵70可以製作清洗裝置所需的清洗液。例如，當清洗液選用碳酸溶液時，清洗液的製作過程如下:[0058]首先將水(H2O)充入進液體加壓罐80中加壓，將二氧化碳(CO2)氣體充入氣體加壓罐90中加壓，然後通過控制液體控制閥82的開度和氣體控制閥92的開度，控制氣液混合比率，使CO2和H2O經氣液混合泵70中混合後形成超飽和碳酸溶液，即形成所需的清洗液。
[0059]為了便於控制氣液混合比率，優選地，液體控制閥82和氣體控制閥92分別與控制器60信號連接，控制器60通過控制液體控制閥82的開度和氣體控制閥92的開度來控制所述清洗液中的氣液比率；在此，上述液體控制閥82和氣體控制閥92具體為電磁控制閥、氣動控制閥、旋轉控制閥或步進電機控制閥等，首先在控制器6中預設有多種氣液混合比率，然後根據需要使控制器60選擇的相應的氣液混合比率，通過控制液體控制閥82的開度和氣體控制閥92的開度來實現所需的氣液比率。
[0060]本發明實施例同時還提供了一種利用上述技術方案所提的清洗裝置去除待清洗物體表面的異物的清洗方法，包括:
[0061]將待清洗物體I放置於陽極30和陰極31形成的電場內，並與至少一個噴頭20相對；
[0062]清洗液經過自由基產生器10後輸出給暫存箱20含有自由基的清洗液，含有自由基的清洗液從各個噴頭21噴淋到待清洗物體I表面；
[0063]清洗液中的自由基在陽極30和陰極31形成的電場作用下運動並與待清洗物體I表面的異物發生化學反應，使待清洗物體I表面的異物脫離待清洗物體I表面。
[0064]值得一提的是，在實際生產過程中，首先可以利用現有的超聲波清洗裝置對待清洗物體進行初步清洗處理，以去除待清洗物體表面附著的大部分異物，然後再利用本發明提供的清洗裝置對待清洗物體表面的頑固異物進行清洗，從而有效地去除待清洗物體表面的異物。
[0065]綜上所述，採用本發明提供的清洗裝置對待清洗物體進行表面異物清洗時，利用自由基產生器使清洗液產生大量的自由基，利用相對設置的陽極和陰極形成的電場，當含有自由基的清洗液噴淋到待清洗物體表面後，自由基會發生運動，當自由基與待清洗物體表面的異物相遇時，會發生化學反應，生成溶於清洗液的物質，從而可以在不損傷待清洗物體表面的情況下，有效地去除待清洗物體表面的異物。
[0066]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種用於去除待清洗物體表面的異物的清洗裝置，其特徵在於，包括: 使清洗液產生自由基的自由基產生器； 與所述自由基產生器連通、接收從所述自由基產生器輸出的含有自由基的清洗液的暫存箱，所述暫存箱具有將含有自由基的清洗液噴射到待清洗物體表面的至少一個噴頭；相對設置且形成覆蓋所述待清洗物體表面的電場的陽極和陰極，含有自由基的清洗液噴射到所述待清洗物體的表面後，清洗液中的自由基在所述陽極和陰極形成的電場作用下運動並與所述待清洗物體表面的異物發生化學反應，使所述待清洗物體表面的異物脫離待清洗物體表面。
2.如權利要求1所述的清洗裝置，其特徵在於，所述陽極和所述陰極分別為平板狀電極。
3.如權利要求1所述的清洗裝置，其特徵在於，所述陽極為圓筒狀電極，所述陰極為圓柱狀電極，或，所述陰極為圓筒狀電極，所述陽極為圓柱狀電極。
4.如權利要求1所述的清洗裝置，其特徵在於，還包括:用於回收從各個所述噴頭噴出的清洗液的清洗槽，所述清洗槽中設置有用於支撐待清洗物體的支撐件。
5.如權利要求4所述的清洗裝置，其特徵在於，所述清洗槽為矩形槽，所述陽極和所述陰極分別為平板狀電極；所述陽極和所述陰極分別設置於所述矩形槽的相對的兩個側壁上。
6.如權利要求4或5所述的清洗裝置，其特徵在於，還包括:位於所述暫存箱旁、用於增加所述暫存箱內的自由基的活性的超聲波發生器，以及與所述超聲波發生器信號連接、以控制所述超聲波發生器的頻率的控制器。
7.如權利要求6所述的清洗裝置，其特徵在於， 所述清洗槽位於所述暫存箱的下方，放置於所述支撐件上的待清洗物體與各個所述噴頭相對； 所述超聲波發生器位於所述暫存箱的上方，所述超聲波發生器在增加所述暫存箱內自由基活性的同時，也使所述清洗槽中的清洗液產生振動以衝擊待清洗物體表面的異物。
8.如權利要求1所述的清洗裝置，其特徵在於，還包括:與所述自由基發生器連通的氣液混合泵，通過輸液管路與所述氣液混合泵連通的液體加壓罐，通過輸氣管路與所述氣液混合泵連通的氣體加壓罐，以及設置於所述輸液管路上的液體控制閥，設置於所述輸氣管路上的氣體控制閥；清洗液所需的液體和氣體分別進入所述液體加壓罐中和所述氣體加壓罐中加壓，並通過對應的所述輸液管路和所述輸氣管路輸出至所述氣液混合泵中混合形成所需的清洗液。
9.如權利要求7所述的清洗裝置，其特徵在於，所述液體控制閥和所述氣體控制閥分別與所述控制器信號連接，所述控制器通過控制所述液體控制閥的開度和所述氣體控制閥的開度來控制所述清洗液中的氣液比率。
10.一種用於去除待清洗物體表面的異物的清洗方法，其特徵在於，包括: 將待清洗物體放置於所述陽極和所述陰極形成的電場內，並與所述至少一個噴頭相對； 清洗液經過所述自由基產生器後輸出給所述暫存箱含有自由基的清洗液，含有自由基的清洗液從各個所述噴頭噴淋到待清洗物體表面；清洗液中的自由基在所述陽極和陰極形成的電場作用下運動並與所述待清洗物體表面的異物發生化學反應`，使所述待清洗物體表面的異物脫離待清洗物體表面。
【文檔編號】B08B11/04GK103691714SQ201310710172
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】井楊坤 申請人:合肥京東方光電科技有限公司, 京東方科技集團股份有限公司