JP2005340399A - ガラス基板の作業台装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型のガラス基板の周辺部のみを直接保持するだけで、ガラス基板の撓みを防止しつつ作業を高精度で行える。
【解決手段】作業具により、表面に高機能性膜が形成されたガラス基板Ｗの裏面を加工する作業台装置であって、裏返された前記ガラス基板Ｗの表面の周辺部を下方から支持する支持部材３を有する支持フレーム２と、前記ガラス基板Ｗの表面に下方からエアを吹き付ける多数のエア噴射孔５を有するエア支持装置４とを設けた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）などの大型のガラス基板に対して、研磨作業などのように加圧して作業するガラス基板の作業台装置に関する。

ＬＣＤ，ＰＤＰ，有機ＥＬなどのＦＰＤは、前面板と背面板の２枚のガラス基板に、高機能性膜を形成した後、前面板に背面板を貼り付けて製造されている。この製造工程において、高機能性膜と反対の面に傷などが形成された場合、この傷部分を研磨して修復する作業が行われている。

このガラス基板の修復作業は、高機能性膜の形成面を表面とすると、裏返されたガラス基板の表面の周辺部を多数のピンで保持し、ハンドツールによる部分研磨作業を行っていた。

この種の作業台装置として、たとえば特許文献１には、保持枠の周辺部にガラス基板を吸着保持する吸着部材と、照明用開口を支持する支持ピンが設けられたものが開示されている。

また特許文献２には、ベース板に、基板の周辺部と中央部とを下方から支える保持ピンを立設したものが開示されている。
特開２００３−２８２６８４ 特開平１０−６４９８２

しかしながら、ガラス基板が大型になると、ガラス基板が撓んで作業台面に接触するなどハンドツールによる修復研磨が正確に実施できず、またガラス基板を破損させたり、研磨作業が困難になるおそれがあった。引用文献１および２では、ガラス基板の中央部にも支持ピンを設置しているが、中央部の支持ピンは、負荷がかかってもよい投下照明用の開口としたり、中央の支持ピンの先端を、周辺の支持ピンより低くして撓みを吸収可能とし、ガラス基板の損傷を防止している。

このため、下方から支持可能な部位が中央部に無いような大型のガラス基板の場合には、研磨作業が困難となる。
本発明は上記問題点を解決して、大型のガラス基板の周辺部のみを直接保持するだけで、ガラス基板の撓みを防止しつつ加工を高精度で行えるガラス基板の作業台装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、作業具により、表面に高機能性膜が形成されたガラス基板の裏面を加工する作業台装置であって、裏返された前記ガラス基板表面の周辺部を下方から支持する支持部材を有する支持フレームと、前記ガラス基板表面に下方からエアを吹き付ける多数のエア噴射孔を有するエア支持装置とを具備したものである。

請求項２記載の発明は、支持フレームを、ガラス基板を出し入れする傾斜起立姿勢と、作業具により加工を行う倒伏姿勢との間で回動自在な起伏駆動装置を設けたものである。
請求項３記載の発明は、支持フレームに、支持部材を有する複数の可動枠材を設けるとともに、前記可動枠材をガラス基板の大きさに対応して位置調整可能な支持位置調整装置を設けたものである。

請求項１記載の発明によれば、支持フレームに支持部材を介して周辺部が支持されたガラス基板に対して、エア支持装置により多数のエア噴射孔からエアを噴出することにより、加工時にガラス基板に加えられる負荷を、エア圧により支持してガラス基板の撓みを防止することができる。したがって、大型のガラス基板であっても、周辺部を直接支持するだけで撓みをなくして高精度な加工が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、重力や上下方向の衝撃に強い垂直姿勢でガラス基板を搬入して傾斜起立姿勢の支持フレームに支持させることができ、支持フレームを倒伏姿勢としてガラス基板を寝かせ、ガラス基板に対して高精度な研磨作業が可能となる。また作業者に対しても、無理な姿勢を強要することなく、薄く割れやすい大型のガラス基板を安全かつスムーズにセットできる作業環境を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、支持位置調整装置により、同一の作業台装置により複数種類の大きさのガラス基板を保持して加工を施すことができる。

以下、本発明に係るガラス基板の作業台装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この作業台装置は、図１，図２に示すように、表面に高機能性膜が形成されたガラス基板Ｗに対して、たとえば研磨時に加圧力が負荷される研磨用ハンドリングツール（作業具）により、その裏面に付いた傷などを研磨（加工）して除去するものである。

作業台装置は、基台フレーム１に、裏返された前記ガラス基板Ｗの表面の周辺部複数箇所を支持部材３を介して下方から支持する支持フレーム２と、周辺部が前記支持フレーム２に支持されたガラス基板Ｗに対して下方からエアを吹き付けて研磨時の撓みを防ぐ多数のエア噴射孔５を有するエア支持装置４と、支持フレーム２をガラス基板Ｗを出し入れする傾斜起立姿勢と、ガラス基板Ｗの表面研磨（加工）を行う倒伏姿勢との間で回動自在な起伏駆動装置６とが設けられている。

前記基台フレーム１は、矩形底枠部１１の四隅にそれぞれ移動用のキャスター７とレベル調整機能付きの固定具８が設けられ、底枠部１１の四隅から立設された支柱部１２上に矩形状の上枠部１３が取り付けられている。前記上枠部１３上には、平面度を出すための受け枠材１４を介してエア支持装置４が取り付けられている。

前記エア支持装置４は、図５，図６に示すように、複数（図では１２個）に区画されて底部にそれぞれエア供給管４２がそれぞれ接続された矩形板状のエア噴射ブロック４１が同一平面上に並べて配置されている。これらエア噴射ブロック４１は、図７に示すように、内部に空気室４３が形成されており、底面板４１ａにエア供給管４２が接続されるとともに、上面板４１ｂに多数のエア噴射孔５が形成されている。そして、空気室４３内で上面板４１ｂの内面に、多孔質体からなる空気分散部材４４が全面にわたって取り付けられてエア圧が調整されるとともに、どの部位のエア噴射孔５からも噴出エア圧が均等になるように考慮されている。前記空気分散部材４４として、たとえばセラミックス製多孔質体や樹脂製多孔質体、繊維状多孔質体が使用される。

ここで、浮上用のエアは、空気室４３から多孔質体からなる空気分散部材４４を介して上面板４１ｂのエア噴射孔５から噴出されている。これは空気分散部材４４にエアの分散と均一化を受け持たせ、上面板４１ｂにガラス基板Ｗに対する平面度を受け持たせたからである。すなわち、多孔質体からなる空気分散部材４４を用いず、上面板４１ｂのエア噴射孔５から直接エアを噴射させた場合には、浮上用のエアが不均一になりやすく、ガラス基板Ｗに局所的に負荷がかかった場合、ガラス基板Ｗが上面板４１ｂに接触するおそれがある。これを解消するためには、エアの噴射速度を大きくしかつ多量に噴射する必要があり、ランニングコストの増大を招く。またここで、上面板４１ｂとガラス基板Ｗとの隙間は小さく、たとえば０．３〜１．０ｍｍ程度、好ましくは約０．５ｍｍに設定されており、特に上面板４１ｂの表面の平面度を高く形成し、かつ変形を防止するために上面板４１ｂの強度を確保しておく必要がある。したがって、上面板４１ｂを無くして、平面度の確保が困難な多孔質体からなる空気分散部材４４のみで構成することは困難である。

したがって、空気室４３内に多孔質体からなる空気分散部材４４を設けてエア噴射孔５との間に空気分散部材４４を介在させることで、空気分散部材４４の抵抗によりエアをより均一化させて減速させ、上面板４１ｂとガラス基板Ｗとの隙間に、十分なエア圧を有するエア膜を均一に形成することができる。これにより、ガラス基板Ｗに局所的に負荷がかかっても、ガラス基板Ｗが上面板４１ｂに接触することがない。

また基台フレーム２には、前記上枠部１３の前部に、左右一対の軸受部材６１と、上枠部１３の中間部と後部に支持フレーム２を下方から支持する受け部材１５が立設配置されている。そして軸受部材６１と、支持フレーム２の前部に取り付けられたブラケット６３とが水平支軸６２を介して回動自在に連結されている。前記起伏駆動装置６は、基台フレーム１の前部寄りに取付部材を介して立設配置されてエア圧などを駆動源としたロッドレスシリンダ６４と、このロッドレスシリンダ６４の出力端に取り付けられた昇降ビーム６５と、左右両側でスライド部材６６を介して前記昇降ビーム６５を案内するガイドロッド６７と、昇降ビーム６５の両側と支持フレーム２との間に連結ピンを介して回動自在に連結された左右一対の起伏アーム６８とで構成されている。また基台フレーム２の前記上枠部１３の前部上面に、起伏駆動装置６やエア支持装置４を操作する操作釦４０などを有する操作ボックス１５が設けられている。したがって、図２に示すように、操作釦４０を操作してロッドレスシリンダ６４を伸縮し、昇降ビーム６５と起伏アーム６８を介して支持フレーム２を、起立角α＝６０°〜８５°の範囲で起立する傾斜起立姿勢Ｈと、水平（略水平）となる倒伏姿勢Ｌとの間で起伏させることができる。

前記支持フレーム２は、前，後部フレーム２１ａ，２１ｂと左右部フレーム２１ｃ，２１ｄとで平面視が矩形状に形成された固定枠２１と、この固定枠２１にリニアガイドを介して位置調整自在に配置された後可動ビーム（可動枠材）２３Ｂおよび左右可動ビーム材（可動枠材）２３Ｒ，２３Ｌからなり、各可動ビーム材２３Ｂ，２３Ｒ，２３Ｌの底部所定位置に、ガラス基板Ｗを下方から支持する支持部材３が取り付けられている。

すなわち、左右可動ビーム材２３Ｒ，２３Ｌの支持位置調整装置２２Ａ，２２Ｂは、図４に示すように、固定枠２１の前部フレーム２１ａと後部フレーム２１ｂの上面両側に取付けられた左右方向ガイドレール２６Ａ，２６Ｂに、リニアガイドを介して左右可動ビーム材２３Ｒ，２３Ｌの両端部が所定範囲でスライド自在に支持されている。そして前部フレーム２１ａと後部フレーム２１ｂの上面に取付けられた位置決めブロック２４Ａ，２４Ｂの位置決め孔に、左右可動ビーム材２３Ｒ，２３Ｌの固定ピン２５Ａ，２５Ｂがそれぞれ嵌合されている。

また後可動ビーム２３Ｂの支持位置調整装置２２Ｃは、固定枠２１の左右部フレーム２１ｃ，２１ｄの後部上面に取付けられた前後方向ガイドレール２６Ｃに、リニアガイドを介して後可動ビーム２３Ｂの両端部がスライド自在に支持されている。そして左右部フレーム２１ｃ，２１ｄの後部上面に取付けられた位置決めブロック２４Ｃの位置決め孔に、後可動ビーム材２３Ｂの固定ピン２５Ｃがそれぞれ嵌合されている。

したがって、支持位置調整装置２２Ａ〜２２Ｃにより、後可動ビーム２３Ｂおよび左右可動ビーム材２３Ｒ，２３Ｌの位置を、ガラス基板Ｗのたとえば３種類の大きさＷ１〜Ｗ３に対応して位置決めすることができる。

また左右可動ビーム材２３Ｒ，２３Ｌには、内辺部の対向位置に作業員が手を挿入可能な切欠き部２８がそれぞれ形成されている。そして固定枠２１の前部フレーム２１ａと後可動ビーム２３Ｂと左右可動ビーム材２３Ｒ，２３Ｌのそれぞれの内面が位置決め枠となってガラス基板Ｗが支持部材３上に支持される。前記支持部材３はガラス基板Ｗを傷つけないために、ガラス基板Ｗより軟質でかつ耐磨耗性があるたとえば硬質プラスチック製の部材が選択されている。また切欠き部２６の後側近傍には、ガラス基板Ｗの倒れを防止する左右一対の安全ストッパ２７が設けられている。この安全ストッパ２７は、開閉用回転駆動装置（エア式または電動式モータ）２７ａの回転軸２７ｂにＬ形の係止片２７ｃが取り付けられて構成されている。これによりガラス基板Ｗの転倒を未然に防止することができる。

上記構成において、支持フレーム２を傾斜起立姿勢とし、安全ストッパ２７を開放した状態で、作業員により裏面を補修するガラス基板Ｗが搬入され、まずガラス基板Ｗの下辺部を前部フレーム２１ａの内縁部に落とし込み、次いでガラス基板Ｗを各可動ビーム２３Ｂ，２３Ｒ，２３Ｌ内に倒し込み、ガラス基板Ｗの周縁部をそれぞれ支持部材３に支持させる。そして安全ストッパ２７を閉じた後、起伏駆動装置６を起動して傾斜起立姿勢の支持フレーム２を倒伏姿勢にする。そして、エア支持装置４を起動してエア噴射孔５からエアを噴射させ、作業員が研磨用ハンドリングツールを使用してガラス基板Ｗの裏面に付いた傷などを研磨除去する。作業後は、エア支持装置４を停止し、起伏駆動装置６を起動して支持フレーム２を倒伏姿勢から傾斜起立姿勢にする。安全ストッパ２７を開放後、ガラス基板Ｗを搬出する。

大きさの異なるガラス基板Ｗに変更される場合には、支持位置調整装置２２Ａ〜２２Ｃにより、後可動ビーム２３Ｂおよび左右可動ビーム材２３Ｒ，２３Ｌの位置を変更すればよい。

上記実施の形態によれば、支持フレーム２に支持部材３を介して支持されたガラス基板Ｗに対して、エア支持装置４により多数のエア噴射孔５からエアを噴出することにより、加工時にガラス基板Ｗに加えられる負荷を、エア圧により支持してガラス基板Ｗの撓みを防止することができる。したがって、大型のガラス基板Ｗであっても、周辺部を直接支持するだけで撓みをなくして高精度な加工が可能となる。また、起伏駆動装置６により支持フレーム２を起立傾斜姿勢と倒伏姿勢に回動することができるので、重力や上下方向の衝撃に強い垂直姿勢でガラス基板Ｗを安全に搬入して支持フレーム２に支持させることができ、支持フレーム２を倒伏姿勢としてガラス基板Ｗを寝かせることで、ガラス基板Ｗに対して高精度な研磨作業が可能となる。さらに、支持位置調整装置２２Ａ〜２２Ｃにより、同一の作業台装置により複数の大きさのガラス基板Ｗを保持して加工を施すことができる。

本発明に係るガラス基板の作業台装置の実施の形態を示す全体平面図である。 同作業台装置の側面断面図である。 同作業台装置の正面断面図である。 同支持フレームを示す平面図である。 同エア支持装置を示す平面図である。 同エア支持装置を示す側面図である。 図１に示すＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

Ｗ ガラス基板
１ 基台フレーム
２ 支持フレーム
３ 支持部材
４ エア支持装置
５ エア噴射孔
６ 起伏駆動装置
７ キャスター
８ 固定具
２１ 固定枠
２１ｆ 前枠部
２２Ａ〜２２Ｃ 支持位置調整装置
２３Ｂ 後可動ビーム材
２３Ｒ 右可動ビーム材
２３Ｌ 左可動ビーム材
２７ 安全ストッパ
２８ 切欠き部
４０ 操作釦
４１ エア噴射ブロック
４２ エア供給管
４３ 空気室
４４ 空気分散部材
６４ ロッドレスシリンダ
６６ スライド部材
６８ 起伏アーム

Claims (3)

1. 作業具により、表面に高機能性膜が形成されたガラス基板の裏面を加工するガラス基板の作業台装置であって、
   裏返された前記ガラス基板表面の周辺部を下方から支持する支持部材を有する支持フレームと、
   前記ガラス基板表面に下方からエアを吹き付ける多数のエア噴射孔を有するエア支持装置とを具備した
   ことを特徴とするガラス基板の作業台装置。
2. 支持フレームを、ガラス基板を出し入れする傾斜起立姿勢と、作業具により加工を行う倒伏姿勢との間で起伏自在な起伏駆動装置を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載のガラス基板の作業台装置。
3. 支持フレームに、支持部材を有する複数の可動枠材を設けるとともに、前記可動枠材をガラス基板の大きさに対応して位置調整可能な支持位置調整装置を設けた
   ことを特徴とする請求項１または２記載のガラス基板の作業台装置。
   
   
   

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