JP2004304055A

JP2004304055A - 基板移載装置及び基板移載方法

Info

Publication number: JP2004304055A
Application number: JP2003097107A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kitano; 勝北野
Original assignee: Fujitsu Display Technologies Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】本発明は、ワイヤ支持方式のカセットであっても、通常のロボットを用いてガラス基板を容易に出し入れすることのできる基板移載装置及び基板移載方法を提供することを課題とする。
【解決手段】基板移載装置１１は、ワイヤ支持方式により基板を多段に収容するカセット１０に対して基板を出し入れする。基板移載装置１１は、水平方向に移動可能に構成された上側ハンド１１−１と、水平方向に移動可能であり且つ垂直方向にも移動可能に構成された下側ハンドと１１−２とを有する。下側ハンド１１−２から垂直上方向に延在する支持ピン１２が下側ハンド１１−２に設けられる。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板移載装置及び方法に係り、特に液晶表示装置の製造に用いられる大型ガラス基板等を収容する棚状の基板収納カセットに対してガラス基板を出し入れするための基板移載装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置の製造工程において、ガラス基板の大型化に伴い基板収納カセットにおけるガラス基板に撓みが発生しないように様々の基板支持方法を採用した基板収納カセットが提案されている。いずれの基板収納カセットも、大型ガラス基板を複数の突起もしくは窪みのある棚などにより、大型ガラス基板を出し入れする面よりシングルロボットハンドにて大型ガラス基板の出し入れが出来る構造となっている。
【０００３】
上記のカセットはいずれも複雑な形状となる基板支持部を有している。基板支持部は、大型ガラス基板を支持するのに十分な強度を持たせるために、ある程度の厚さを必要とする。また、シングルハンドロボットにより大型基板をピックアップした場合の基板の撓みの影響を考慮すると、カセットのガラス基板ピッチが広くなり、カセット重量も非常に重くなる。
【０００４】
図１は従来の一般的に使用されているガラス基板収納カセットの正面図である。ガラス基板は、図中２点鎖線で示すように垂直方向に多段に収容される。ガラス基板の各々は、カセット１のフレーム２から延出した支持部３によりその周辺部分が支持された状態で収容される。
【０００５】
図２は図１に示すカセット１の側面図であり、基板を搬送（移載）するロボットも示されている。また、図３は図２に示すカセット１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った水平断面図であり、基板を搬送（移載）するロボットも示されている。
【０００６】
ロボット４はフォーク状のロボットハンド４ａを有しており、カセット１の正面側からロボットハンド４ａを延ばして差し込むことにより、ガラス基板をカセット１の支持部３上に載置して収容したり、カセット１から取り出したりする構成である。このような構成において、収容するガラス基板が大型となって重量が増すと、ガラス基板を支持す支持部３の厚みを増大しなければならない。また、ガラス基板の支持されない中央部分に撓みが生じる。さらに、基板を持ち上げて搬送するロボットハンド４ａの厚みも増大する。
【０００７】
したがって、支持部３の厚みとロボットハンド４ａの厚みにさらにガラス基板の撓み分を考慮して、カセット１に収容するガラス基板のピッチを大きくとらなければならない。これにより、所定の枚数のガラス基板を１つのカセット１に収容しようとすると、カセット１が大きくなり、重量も増大してしまう。
【０００８】
また、中央部分でのガラス基板の撓みを抑えるために支持部３の長さを長くすると、ロボットハンド４ａの間隔が小さくなり、ロボットハンド４ａでガラス基板を支持した際に反対にガラス基板の周囲部分が大きく撓んでしまう。
【０００９】
そこで、図４及び図５に示すように、左右のフレーム２の間全体に支持部５を渡し、支持部５上に複数のピンを垂直に取り付けた構成のカセット１Ａが提案されている。なお、図４はカセット１Ａの正面図であり、図５は図４におけるＶ−Ｖ線に沿ったカセット１Ａの水平断面図であり、ロボットハンド４ｂも示されている。カセット１Ａの構成では、ガラス基板は複数のピン６により基板全面に渡って支持されるので、ガラス基板の撓みは小さくすることができる。また、ロボットハンド４ｂのようにピン６の間を通るような複数のハンドを有する構成にすれば、図３に示すロボットハンド４ａのように中央部分のみで支持する必要はなくなる。
【００１０】
しかし、このような構成であっても、ロボットハンド４ｂの厚み以上の長さのピン６が必要であり、且つ支持部５の厚みも必要であり、カセット１Ａに収容するガラス基板のピッチはあまり狭くならない。
【００１１】
以上のような問題を解決する手段として、ガラス基板の支持部をワイヤにより形成したカセットが提案されている。図６はそのようなカセット１Ｂの構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。また、図７は図６（ｂ）におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った平面断面図であり、図８は底面図である。
【００１２】
これら図面に示されるカセット１Ｂは、左右のフレーム２の間にステンレス等のワイヤ７を多段に張ったもので、ワイヤ７の上にガラス基板を載せるように構成されている。ワイヤは例えば直径１ｍｍ〜１．５ｍｍ程度のステンレスワイヤであり、支持部の厚みを非常に小さくできる。このため、ガラス基板のピッチも非常に小さくできる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平９−３６２１９号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開平１０−９３９８９号公報
【００１５】
【特許文献３】
特開平１０−２８７３８２号公報
【００１６】
【特許文献４】
特開平１０−２７９０１１号公報
【００１７】
【特許文献５】
特開平１０−２０３５８４号公報
【００１８】
【特許文献６】
特開平１１−３５０８９号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
図６〜図８に示すカセット１Ｂは、基板ピッチを小さくできるが、基板の出し入れに特別な装置が必要となる。すなわち、ロボットハンドを差し込む空間がないので、図９に示すように、ガラス基板の水平移動手段を有する移載装置９を準備する必要がある。
【００２０】
図８に示すように、カセット１Ｂの底面８には開口８ａが設けられており、この開口８ａを通じて、移載装置９の支持アーム９ａをカセット１Ｂ内に差し込むことにより、ガラス基板の出し入れを行なう。支持アーム９ａの先端には回転駆動可能なコロ９ｂが取り付けてあり、ガラス基板をコロ９ａの上に載せてコロ９ａを回転することによりガラス基板を水平移動することができる。
【００２１】
例えば、ガラス基板をカセット１Ｂから取り出すときには、図９（ａ）に示すように、まず移載装置９の支持アーム９ａをカセット１Ｂの底面８に形成されている開口８ａに合わせる。次に、図９（ｂ）に示すように、カセット１Ｂを下降させて支持アーム９ａのコロ９ｂで目的のガラス基板を支持する。そして、コロ９ｂを回転駆動することにより、ガラス基板を水平方向（図中、右方向）に移動してカセット１Ｂの外に出し、移載装置９のすぐ横に設置したコロコンベア等に受け渡す。ガラス基板をカセット１Ｂに収容するときは、逆の操作を行なえばよい。
【００２２】
ここで、上述の移載装置９を用いたガラス基板の出し入れ方法では、出し入れの順番が決まっており、変更することができないという問題がある。すなわち、移載装置９の支持アーム９ａは、カセット１Ｂの底面８側からカセット１Ｂに挿入されるため、取り出すことのできるガラス基板は、そのときに収容されているガラス基板の最下部にあるガラス基板だけである。また、カセット１Ｂに入れることのできる部分は、そのときに収容されているガラス基板の最下部より下の段のみである。
【００２３】
すなわち、カセット１Ｂにガラス基板を入れるときは最上段から入れたとしても、ガラス基板を取り出すときは最下段からとなり、先に入れたガラス基板から取り出すという順番が反対となってしまう。したがって、いわゆる先入れ先出しを行なうことができないという問題がある、また、収容したガラス基板の中ほどにあるガラス基板を取り出す場合、当該ガラス基板より下側のガラス基板を全て取り出す必要があり、非常に不便であるといった問題もある。
【００２４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ワイヤ支持方式のカセットであっても、通常のロボットを用いてガラス基板を容易に出し入れすることのできる基板移載装置及び基板移載方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によれば、基板を多段に収容するカセットに対して基板を出し入れする基板移載装置であって、水平方向に移動可能に構成された上側ハンドと、水平方向に移動可能であり且つ垂直方向にも移動可能に構成された下側ハンドと、該下側ハンドに設けられ、該下側ハンドから垂直上方向に延在する基板支持部とを有することを特徴とする基板移載装置が提供される。
【００２６】
上述の発明によれば、カセット内において上側ハンドと下側ハンドとの間に基板支持ワイヤが挟まれた状態で、下側ハンドの基板支持部でガラス基板を僅かに持ち上げながらガラス基板を上側ハンドに移載できるため、カセットの基板支持ワイヤのピッチが狭くても、任意の位置のガラス基板を取り出したり、任意の位置にガラス基板を収容することができる。これにより、ワイヤ支持方式のカセットを用いた場合でも、通常のロボット機構を用いてガラス基板を容易に出し入れすることができ、ガラス基板の先入れ先出しを行なうことができる。
【００２７】
上述の発明において、前記下側ハンドの基板支持部は、前記下側ハンドが上方に移動して前記上側ハンドに近接したときに接触しない位置に設けられることが好ましい。また、本発明の一実施の形態では、前記上側及び下側ハンドの挿入方向に対して垂直に連続して延在して基板を支持する基板支持ワイヤを有しており、前記下側ハンドの基板支持部は長細い棒状の部材であり、該部材の垂直方向の延在長さは、前記カセットの基板支持ワイヤの直径と前記上側ロボットの垂直方向の厚みとを加えた寸法より大きいように構成される。
【００２８】
また、本発明によれば、基板を多段に収容するカセットに対して基板を出し入れする基板移載方法であって、基板をカセットから取り出すときには、下側ハンドを前記カセットの基板支持ワイヤの下側から基板の下に差し込み、前記下側ハンドを上方に移動して基板支持部により基板を持ち上げ、持ち上げた基板と前記基板支持ワイヤとの間から上側ハンドを差し込み、前記下側ハンドを下方に移動して基板を前記基板支持部に載せ、前記上側及び下側ハンドを前記カッセトから引き抜くことにより、基板をカセットから取り出し、基板をカセットに収容するときには、逆の動作を行うことを特徴とする基板移載方法が提供される。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００２９】
本発明の一実施の形態では、ワイヤ支持方式のカセット１０を用いながら、ロボットハンドにより任意の位置にガラス基板を出し入れできる構成である。図１０は、ワイヤ支持方式のカセット１０と、本発明の一実施の形態による基板移載装置としてのロボットハンド１１とを示す側面図である。
【００３０】
図１０に示すカセット１０は、図６に示すカセット１Ｂと同様に、ワイヤ支持方式を採用したカセットであり、収容するガラス基板のピッチを狭くすることができ、カセット１０の重量も低減されている。
【００３１】
図１０に側面図として示されるように、基板移載装置としてのロボットハンド１１は、上側ハンド１１−１と下側ハンド１１−２とを有する。上側ハンド１１−１と下側ハンド１１−２とは、各々独立して水平移動可能に構成されており、カセット１０に収容されたガラス基板の間に差し込めるように構成されている。また、下側ハンド１１−２は垂直方向にも移動可能に構成されている。
【００３２】
上側ハンド１１−１はその上面でガラス基板を支持し、下側ハンド１１−２はその上面に垂直に延在する複数の支持ピン１２によりガラス基板を支持する構成である。支持ピン１２は基板支持部に相当する。また、上側ハンド１１−１と下側ハンド１１−２とは、下側ハンド１１−２が上側ハンド１１−１に近接した際に、下側ハンド１１−２の支持ピン１２が上側ハンド１１−１の下面に接触しないように、その水平方向位置が重ならないような位置関係で設けられている（図１１（ａ）参照）。
【００３３】
図１１乃至図１５は、ワイヤ支持方式のカセット１０に対する本発明による基板移載方法としてのガラス基板の出し入れ方法を説明するための図である。ここでは、カセット１０の最上段に収容されたガラス基板を取り出す動作について説明する。
【００３４】
まず、図１１に示すように、図１０に示すロボットハンド１１の下側ハンド１１−２を、最上段のガラス基板を支持しているワイヤ７の下側に差し込む。この際、下側ハンド１１−２には支持ピン１２が垂直に設けられているため、支持ピン１２がワイヤ７に触れない位置で下側ハンド１１−２を差し込む。なお、図１１（ｂ）はカセット１０とロボットハンド１１の側面図であり、図１１（ａ）は図１１（ｂ）のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【００３５】
この例では、下側ハンド１１−２は３つ設けられ、各々に複数のピン１２が整列して取り付けられているが、下側ハンド１１−２の数は３つに限ることなく、ガラス基板を支持することができ且つ上側ハンド１１−１との水平方向位置が重ならないように構成できれば、任意の数とすることができる。
【００３６】
下側ハンド１１−２がカセット１０に完全に差し込まれた状態では、支持ピン１２とワイヤ７との水平方向位置が重ならないように構成される。ワイヤ７は細いワイヤであり、ピン１２をワイヤ７と重ならない位置に配置することは容易である。
【００３７】
次に、図１２に示すように、下側ハンド１１−２を上方に移動し、最上段のガラス基板を支持ピン１２により支持して僅かに持ち上げる。これにより、最上段のガラス基板を支持していたワイヤ７とガラス基板との間に間隙が形成される。
【００３８】
続いて、図１３に示すように、上側ハンド１１−１を水平方向に移動して図１２に示す工程で形成された隙間に上側ハンド１１−１を挿入する。すなわち、取り出すガラス基板とワイヤ７との間に上側ハンド１１−１を差し込む。このとき、ガラス基板は下側ハンド１１−２の支持ピン１２により支持されたままである。
【００３９】
その後、図１４に示すように、下側ハンド１１−２を差し込んだ垂直方向位置まで下方に移動する。これにより、これまでガラス基板を支持していた支持ピン１２は上側ハンド１１−１より下側に下げられ、ガラス基板は上側ハンド１１−１の上に載置された状態となる。また、下側ハンド１１−２は、支持ピン１２がワイヤ７より下側となる位置まで下方に移動する。
【００４０】
そして、図１５に示すように、上側ハンド１１−１と下側ハンド１１−２とを水平方向に移動し、カセット１０から引き抜くことにより、ロボットハンド１１の全体をカセット１０から引き抜くことができる。この際、上側ハンド１１−１上のガラス基板は、そのまま上側ハンド１１−１と共にカセット１０から取り出される。
【００４１】
以上の説明では、最上段のガラス基板を取り出す例について説明したが、逆の動作を行なえば、２段目以下にガラス基板が収容されている状態であっても、２段面のガラス基板にかかわりなく、最上段のワイヤ７上にガラス基板を載置することもできる。また、ロボットハンド１１を用いれば、最上段に限らず、任意の段のガラス基板のみを取り出したり、任意の段にガラス基板を収容することができる。したがって、ガラス基板の処理工程において、ワイヤ支持方式のカセットを使用しながら、カセットへの基板の先入れ先出しを実現することができる。
【００４２】
また上述の実施例では、下側ハンド１１−２に設けられる基板支持部を複数の支持ピン１２としたが、ピンに限ることなく、上側ハンド１１−１に接触しないでガラス基板を支持できるような形状の部材であればどのような部材でもかまわない。また、下側ハンド１１−２の一部を凸状に形成して基板支持部とすることもできる。例えば、下側ハンドの上面を上側ハンド１１−１の形状に掘り込んで、上側ハンドが収容されるような溝又は段差を形成して基板支持部とすることもできる。
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、カセット内において上側ハンドと下側ハンドとの間に基板支持ワイヤが挟まれた状態で、下側ハンドの基板支持部でガラス基板を僅かに持ち上げながらガラス基板を上側ハンドに移載するため、カセットの基板支持ワイヤのピッチが狭くても、任意の位置のガラス基板を取り出したり、任意の位置にガラス基板を収容することができる。これにより、ワイヤ支持方式のカセットを用いてもガラス基板の先入れ先出しを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の大型ガラス基板対応カセットと大型ガラス基板を出し入れするロボットの概略構成図である。
【図２】図１に示すカセットを基板を搬送するロボットと共に示す側面図である。
【図３】図２に示すカセットのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った水平断面図である。
【図４】従来の大型ガラス基板対応カセットの他の例正面図である。
【図５】図４に示すカセットのＶ−Ｖ線に沿った水平断面図である。
【図６】ワイヤ支持方式のカセット１の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図７】図６（ｂ）におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った平面断面図である。
【図８】図６に示すカセットの底面図である。
【図９】図６に示すカセットに対するガラス基板の出し入れ方法を説明するための図である。
【図１０】ワイヤ支持方式のカセットと、本発明の一実施の形態による搬送装置としてのロボットハンドとを示す側面図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による搬送方法による基板の出し入れ動作を説明するための図であり、（ｂ）は側面図、（ａ）は（ｂ）におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である
【図１２】本発明の一実施の形態による搬送方法による基板の出し入れ動作を説明するための側面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態による搬送方法による基板の出し入れ動作を説明するための側面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態による搬送方法による基板の出し入れ動作を説明するための側面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態による搬送方法による基板の出し入れ動作を説明するための側面図である。
【符号の説明】
７ワイヤ
１０カセット
１１ロボットハンド
１１−１上側ハンド
１１−２下側ハンド
１２支持ピン

Claims

基板を多段に収容するカセットに対して基板を出し入れする基板移載装置であって、
水平方向に移動可能に構成された上側ハンドと、
水平方向に移動可能であり且つ垂直方向にも移動可能に構成された下側ハンドと
該下側ハンドに設けられ、該下側ハンドから垂直上方向に延在する基板支持部と
を有することを特徴とする基板移載装置。
請求項１記載の基板移載装置であって、
前記下側ハンドの基板支持部は、前記下側ハンドが上方に移動して前記上側ハンドに近接したときに接触しない位置に設けられることを特徴とする基板移載装置。
請求項２記載の基板移載装置であって、
前記カセットは前記上側及び下側ハンドの挿入方向に対して垂直に連続して延在して基板を支持する基板支持ワイヤを有しており、
前記下側ハンドの基板支持部は長細い棒状の部材であり、該部材の垂直方向の延在長さは、前記カセットの基板支持ワイヤの直径と前記上側ロボットの垂直方向の厚みとを加えた寸法より大きいことを特徴とする基板移載装置。
基板を多段に収容するカセットに対して基板を出し入れする基板移載方法であって、
基板をカセットから取り出すときには、
下側ハンドを前記カセットの基板支持ワイヤの下側から基板の下に差し込み、
前記下側ハンドを上方に移動して基板支持部により基板を持ち上げ、
持ち上げた基板と前記基板支持ワイヤとの間から上側ハンドを差し込み、
前記下側ハンドを下方に移動して基板を前記基板支持部に載せ、
前記上側及び下側ハンドを前記カッセトから引き抜くことにより、基板をカセットから取り出し、
基板をカセットに収容するときには、逆の動作を行う
ことを特徴とする基板移載方法。