JP2004196479A

JP2004196479A - 基板保持搬送用ハンドならびにそれを用いた基板保持搬送方法

Info

Publication number: JP2004196479A
Application number: JP2002366616A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Sakamoto; 研一郎坂本; Kazuo Yoshida; 和夫吉田
Original assignee: Advanced Display Inc
Current assignee: Advanced Display Inc
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-07-15
Also published as: TWI225677B; TW200411807A

Abstract

【課題】大型または板厚の薄いガラス基板のたわみを抑制し、ガラス基板のカセットへの挿入ならびに取出しを容易にするとともに搬送時の振動による破損を防止し、かつ、大型化するマザーガラスに対応した寸法の支持部材の配置が可能な基板保持搬送用ハンドを提供する。
【解決手段】基板３にたわみを生じた状態で保持および搬送が可能なように、当該基板３のたわみの中心に対して両側それぞれに少なくとも２ヵ所の支持部材１ｄ，１ｅが高低差を有して配設され、該支持部材１ｄ，１ｅがハンド１の長手方向に複数組配設されてなる基板保持搬送用ハンド１。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置を製造するためのガラス基板などの基板を保持および搬送するための基板保持搬送用ハンドならびにそれを用いた基板保持搬送方法に関する。さらに詳しくは、大型または板厚の薄いガラス基板に生じるたわみを許容しながら基板の保持および搬送を行なうことができる基板保持搬送用ハンドならびにそれを用いた基板保持搬送方法に関する。なお、本明細書では基板の例として、ガラス基板を用いて以下の説明をしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、たわみが生じるおそれのあるすべての基板に対して本発明を適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
図１１〜１４は、従来のガラス基板保持および搬送用ハンド（以下、ハンドという）を示すそれぞれ平面図、側面図、およびカセットからハンドを用いてガラス基板を取り出す状態の断面図である。図において、ハンド３１のハンド本体３１ａおよび３１ｂの上面には、ガラス基板３３を載置するための柔らかい材質、たとえばゴムなどで作製された受け部３１ｄが複数個設けられている。また、ハンド３１は、ガラス基板３３を搬送するためのロボット３２のロボットアーム３２ａに部材３１ｃを介して取り付けられている。ガラス基板３３は、図１４に示されるように、カセット３４に収納され、カセット３４内では、ガラス基板３３は支持部材３４ａによって支持され、第１の支持座３４ｂおよび第２の支持座３４ｃがガラス基板３３に接している。
【０００３】
このような従来のハンドにおいては、従来より用いられる一般的な大きさまたは板厚のガラス基板３３がカセット３４に収納されると、ガラス基板３３の自重によりδ₁のたわみ（ただし、図１４におけるたわみは、分かりやすくするために実際のたわみよりも誇張して図示されている）を生じるが、そのたわみ量は比較的小さいため、ハンド３１がカセット内に挿入されガラス基板３３を取り出したり、またはガラス基板３３を載置するなどの動作を行なっても、ガラス基板３３内で上下のガラス基板３３間の隙間Ｃは充分確保され、運用に支障をきたすレベルに至らず、問題は発生していなかった。
【０００４】
また、従来では、基板収納装置に収納された基板の小さいたわみを抑制して収納効率を低下させることなく、基板の破損を防止することができる基板収納装置および基板収納方法も種々提案されている（特許文献１〜４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−８７０１４号公報
【特許文献２】
特開平１１−２６０９０２号公報
【特許文献３】
特開２００１−１２７１４６号公報
【特許文献４】
実用新案登録第３０３５５６９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年では、液晶表示装置の大型化または薄型化が指向され、これに伴い、ガラス基板のサイズ（マザーガラスサイズ）も大型化したり、または板厚が薄くなる傾向が顕著になってきつつある。ガラスの板厚が大きくなったり、または薄くなると、一般の４辺単純支持の場合のたわみδの式
δ＝ｋ₁×ｐａ⁴／Ｅｈ³ （１）
で示されるように、短辺の長さａの４乗に比例し、かつ板厚ｈの３乗に反比例したたわみδを生じる。ここでδ：たわみ量、ｋ₁：ガラス基板の長辺／短辺の比で決まる定数、ｐ：等分布荷重、ａ：ガラス基板の短辺の長さ、Ｅ：ヤング率、ｈ：板厚である。
【０００７】
したがって、仮に短辺の長さａが１．５倍になるとたわみδは５倍、板厚ｈが７０％になると、たわみδは約３倍に増加する。
【０００８】
前述した従来のハンドを大型のガラス基板または薄い板厚のガラス基板の搬送のために使用すると、図１４に示されるように、たわみδ₁が大きくなるとともに上下のガラス基板３３の隙間Ｃが小さくなり、場合によっては上下２枚の基板同士が接触したり、さらには干渉して破損するなどの問題がある。
【０００９】
また、大型のガラス基板になるとハンドの寸法が大きくなり、ガラス重量、ハンド自重が大きくなり、ハンド全体が極めて振動しやすくなるので、基板搬送時の振動により基板が破損するという問題が懸念される。
【００１０】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、大型または板厚の薄いガラス基板のたわみを抑制し、ガラス基板のカセットへの挿入ならびに取出しを容易にするとともに搬送時の振動による破損を防止し、かつ、大型化するマザーガラスに対応した寸法の支持部材の配置が可能な基板保持搬送用ハンドならびにそれを用いた基板保持搬送方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の基板保持搬送用ハンドは、基板にたわみを生じた状態で保持および搬送が可能なように、当該基板のたわみの中心に対して両側それぞれに少なくとも２ヵ所の支持部材が高低差を有して配設され、該支持部材がハンドの長手方向に複数組配設されてなることを特徴としている。
【００１２】
本体である第１のハンド部分にほぼ直交して配設され、少なくとも１ヵ所に基板支持部材が設けられた第２のハンド部分を有するのが好ましい。
【００１３】
前記支持部材が、前記基板のたわみの中心に対して両側それぞれの前記第１のハンド部分および前記第２のハンド部分に、前記高低差を有して配設されてなるのが好ましい。
【００１４】
前記第１のハンド部分が先端に向かうにつれて厚さが薄くなるようにされてなるのが好ましい。
【００１５】
前記第１のハンド部分が先端に向かうにつれて当該第１のハンド部分を構成する部材のそれぞれの幅が狭くなるようにされてなるのが好ましい。
【００１６】
前記第１のハンド部分が鉄よりも比重が軽い金属によって一体的に作製されてなるのが好ましい。
【００１７】
前記第１のハンド部分が鉄系金属またはその合金からなる板材を曲げて溶接することにより作製された中空構造からなるのが好ましい。
【００１８】
本発明の基板保持搬送方法は、前記基板保持搬送用ハンドを用いた基板保持搬送方法であって、
基板収納容器内に保管される基板のたわみとほぼ同程度のたわみを生じた状態で、基板を前記基板保持搬送用ハンドで支持し、当該基板を前記基板収納容器内に収納することを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明の基板保持搬送用ハンドならびにそれを用いた基板保持搬送方法をさらに詳細に説明する。
【００２０】
実施の形態１
図１〜４は本発明の実施の形態１にかかわるガラス基板保持搬送用ハンドを示すそれぞれ平面図、側面図、正面断面図、およびカセットからハンドを用いてガラス基板を取り出す状態断面図である。図において、ハンド１のハンド本体１ａおよび１ｂには、ガラス基板３、１３を載置するための柔らかい材質たとえばゴムなどでそれぞれ製作された、複数組の第１の受け具１ｄおよび第２の受け具１ｅが、ハンドの長手方向に配設されている。それぞれの組では、第２の受け具１ｅは、第１の受け具１ｄよりも長くなっている。また、ハンド１は、ガラス基板３、１３を搬送するためのロボット２のロボットアーム２ａに部材１ｃを介して取り付けられている。
【００２１】
なお、図において、Ｔ₁はハンド１ａの取付部の厚さ、Ｔ₂は同じく先端部での厚さを示し、Ｗ₁はハンド１ａの取付部での幅、Ｗ₂は同じく先端部での幅を示す。
【００２２】
ガラス基板３、１３はカセット４に収納され、カセット４内では、ガラス基板３、１３は、支持部材４ａによって支持され、第１の支持座４ｂおよび第２の支持座４ｃが、ガラス基板３、１３に接している。支持部材４ａは、固定板４ｄによって外箱４ｅに固定されている。図４において、Ｒ₁はハンド１でガラス基板３を支持したときのガラス基板３のたわみの曲率半径、Ｒ₂はカセット４内にガラス基板１３が収納されたときのガラス基板１３のたわみの曲率半径を示す。
【００２３】
このように構成されたハンドにおいては、カセット４に収納されたガラス基板１３の曲率半径Ｒ₂に合わせてハンド１上の曲率半径Ｒ₁をあらかじめ設定しておけば上下のガラス基板３とガラス基板１３とのあいだの中央部の隙間Ｃ₁はガラス基板３の端部における隙間Ｃ₂とほぼ均等に保たれるとともに、Ｗ₁→Ｗ₂、Ｔ₁→Ｔ₂と先端に向かって寸法を縮小することでＸ方向たわみ（前垂れ）に影響を及ぼすハンド１の自重によるたわみを抑え、ハンド１が挿入および取出し動作を行なった場合でもガラス基板３、１３が接触したり、場合によっては干渉し合って破損するなどの不具合を解消することができる。また、カセットのピッチＰも最小限に抑えられるため、カセットの高さも低く抑えることができ、カセットの寸法および重量を抑制することが可能となり、枚葉方式などの生産方式に切替えることなく従来のカセットを使った生産方式が可能となる。
【００２４】
実施の形態２
つぎに本発明の他の実施の形態について説明する。図５〜１０は本発明の実施の形態２であるガラス基板保持搬送用ハンドを示すそれぞれ平面図、側面図、正面断面図、およびカセットからハンドを用いてガラス基板を取り出す状態断面図、ハンド本体１ａの断面図、ハンド１がカセット４に挿入された状態の平面図である。図において、第１のハンド部分１ａ、１ｂに直交して、複数本の第２のハンド部分１ｆが配設されている。ガラス基板３、１３のための支持部材である第１の受け具１ｄおよび第２の受け具１ｅは、ハンドの長手方向に複数組配設されている。図７に示されるＬは、第１の受け具１ｄと第２の受け具１ｅとのあいだの寸法を示す。
【００２５】
第１の受け具１ｄおよび第２の受け具１ｅは、ガラス基板３のたわみの中心に対して両側それぞれの第１のハンド部分１ａおよび第２のハンド部分１ｆに、高低差を有して配設されている。具体的には、第２のハンド部分１ｆの先端に設けられた第２の受け具１ｅは、第１のハンド部分１ａに設けられた第１の受け具１ｄよりも高くなっている。このように構成されたハンドでは、図１０に示すようにカセット側の隣接する２本の支持部材４ａのあいだを第２のハンド部分１ｆが上下するため、お互いの干渉を懸念することなく、２つの受け具、第１の受け具１ｄと第２の受け具１ｅとのあいだの寸法Ｌを決定することができ、近年検討が進められている超大型ガラス基板に対しても最適な支持位置を得ることが可能になる。ところで、前記説明では、本発明をハンドに利用する場合について述べたが、装置内の加工ステージなどガラス基板のその他の保持および搬送にも利用できることはいうまでもない。
【００２６】
なお、第１のハンド部分１ａは、ロボットアームへの負荷を小さくするために、なるべく軽量であるのが好ましく、たとえば、アルミ合金などの鉄よりも比重が軽い金属から一体的に削り出して作製するのが好ましい。さらに、第１のハンド部分１ａの他の例として、図９に示すように第１のハンド部分１ａをステンレス鋼の板材をコの字断面に折り曲げた部材１ａ₁と溶接Ｂで開口部を塞ぐ部材１ａ₂で構成することでハンド１を大量に製作する場合には安価に提供することが可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、カセットに収納された大型または板厚の薄いガラス基板を挿入または取出しをしようとした場合にガラス基板を他の基板と接触させたり、または破損させることなく行なうことができる。また、従来より用いられる通常の大きさまたは板厚のガラス基板についてもその効果を損なうことなく使用することができる。
【００２８】
さらに、超大型のガラス基板に対しても第２のハンド部分を設けることで割れや欠けなどの不具合を生じることなく搬送することが可能となる。
【００２９】
また、カセットのガラス基板を収納するスリットピッチを最小限に抑制することができるためカセットの大きさ（とくに高さ）を最小とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかわるハンドの平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかわるハンドの側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかわるハンドの正面断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかわるハンドを用いてカセットからガラス基板を取り出す状態を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかわるハンドの平面図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかわるハンドの側面図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかわるハンドの正面断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかわるハンドを用いてカセットからガラス基板を取り出す状態を示す正面図である。
【図９】本発明のハンド本体の製法の一例を示す図５のＺ−Ｚ断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかわるハンドを用いてカセットからガラス基板を取り出す状態を示す平面図である。
【図１１】従来のハンドの平面図である。
【図１２】従来のハンドの側面図である。
【図１３】従来のハンドの正面断面図である。
【図１４】従来のハンドを用いてカセットからガラス基板を取り出す状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１、３１ハンド
１ａ、１ｂ第１のハンド部分
１ｃロボットへの取付部材
１ｄ第１受け具
１ｅ第２の受け具
１ｆ第２のハンド部分
２ロボット
２ａロボツトアーム
３、１３、３３ガラス基板
４カセット
４ａ支持部材
４ｂ第１の支持座
４ｃ第２の支持座
４ｄ固定板
４ｅ外箱
３１ａ、３１ｂ従来のハンド本体
３１ｄ従来の受け具
３４従来のカセット
３４ａ支持部材
３４ｂ第１の支持座
３４ｃ第２の支持座

Claims

基板にたわみを生じた状態で保持および搬送が可能なように、当該基板のたわみの中心に対して両側それぞれに少なくとも２ヵ所の支持部材が高低差を有して配設され、該支持部材がハンドの長手方向に複数組配設されてなる基板保持搬送用ハンド。
本体である第１のハンド部分にほぼ直交して配設され、少なくとも１ヵ所に基板支持部材が設けられた第２のハンド部分を有する請求項１記載の基板保持搬送用ハンド。
前記支持部材が、前記基板のたわみの中心に対して両側それぞれの前記第１のハンド部分および前記第２のハンド部分に、前記高低差を有して配設されてなる請求項２記載の基板保持搬送用ハンド。
前記第１のハンド部分が先端に向かうにつれて厚さが薄くなるようにされてなる請求項１、２または３記載の基板保持搬送用ハンド。
前記第１のハンド部分が先端に向かうにつれて当該第１のハンド部分を構成する部材のそれぞれの幅が狭くなるようにされてなる請求項１、２、３または４記載の基板保持搬送用ハンド。
前記第１のハンド部分が鉄よりも比重が軽い金属によって一体的に作製されてなる請求項１、２、３、４または５記載の基板保持搬送用ハンド。
前記第１のハンド部分が鉄系金属またはその合金からなる板材を曲げて溶接することにより作製された中空構造からなる請求項１、２、３、４または５記載の基板保持搬送用ハンド。
請求項１、２、３、４、５、６または７記載の基板保持搬送用ハンドを用いた基板保持搬送方法であって、
基板収納容器内に保管される基板のたわみとほぼ同程度のたわみを生じた状態で、基板を前記基板保持搬送用ハンドで支持し、当該基板を前記基板収納容器内に収納することを特徴とする基板保持搬送方法。