JP2006219164A - 入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケース及びそれを用いた管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】紙媒体の量の削減により、発塵源の除去と、製品識別と製品の進捗及び品質情報の実績照会等の管理システムを一体化することにより、製品の紛失の防止及び製品の情報登録とその照会の時間を短縮する管理システムを提供すること。
【解決手段】ＩＣタグの無線応答のＩＣチップを用い、外部装置との通信手段を備える入出力装置を具備したタッチパネル付き電子ペーパーを保護ケースの上面に実装した保護ケースを用いた管理システムであって、前記無線応答のＩＣチップのＩＣタグと、外部装置との間で、ＲＦ―ＩＤ・Ｒ／Ｗを介して、保護ケースの収納物である製品に関する情報の交換を行うことにより、該情報を保護ケースに実装した電子ペーパーへ表示し、製品の管理を行うことを特徴とする管理システム。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体製造工程やフォトマスク製造工程で使用する保護ケース、特に入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケース及びそれを使用したシステムに関する。

現在、例えば半導体製造工程やフォトマスク製造工程では、ＳＭＩＦ−ＰＯＤに代表されるような保護ケースを使用している。半導体製造工程やフォトマスク用の基板は、保護ケース内に収納され、その状態で工程内にて一時保管されたり、工程間で搬送され、基板への加工処理では保護ケースより取り出して処理装置内に搬出し、当該装置の処理完了後、元の保護ケースへ収納する。そのため、工程内の基板は、保護ケースを可視する方法で取り扱われている。一般に、保護ケースには、識別用のラベル等が貼られ、そのラベルで確認する。

従来、自動化製造ラインでは、最終工程まで自動化されているので、工程進捗状況に関して、当該作業者に可視できる状態での識別手段は必ずしも必要ではないが、少量多品種、又は注文生産の場合は、自動化に適さないために、作業者が介在するので、製品識別、又は次工程への搬送及び製品情報の提供の手段として、それらの情報を記載した紙媒体を保護ケースの表面に貼り付ける等の処理を行っている。

製造工程では、紙媒体の大量使用の問題点がある。作業者の手作業や保護ケースの工程間の搬送が必要な場合、製品識別用、又は製品情報の提供等の提供手段が記述された紙媒体を保護ケースの表面に貼り付ける等の作業が必要となり、製造工程内での紙媒体の消費量が増加する。また、使用後、紙媒体は、再利用、又は焼却されるので、そのための処理費用が増加する。

製造工程では、発塵源の増加の問題点がある。本来、半導体、フォトマスク、又は医薬品、食料品等は、超清浄なクリーンルーム環境下で製造されるものであり、これらの発塵を嫌う製品の製造工程において、発塵源となる紙媒体の搬入はクリーンルームの大気における浮遊塵の数量が増加し、その結果、製品の汚染、又は製品不良の発生につながる。

製造工程では、保護ケース、すなわち製品の製品識別での管理不備、例えば、製品の紛失等の発生の問題点がある。紙媒体を利用した製品識別による製品管理方法では、紙媒体の汚染、又は紙媒体の紛失により、識別不能な保護ケースの発生、又は紙媒体がない保護ケースが発生し、製品の所在が不明となる事故が発生する問題がある。

製造工程では、保護ケースの進捗確認と、その品質情報の照会等に多大な工数及び多大な時間を要する問題点がある。紙媒体による製品識別の識別手段と、製品に係る進捗及び品質情報の管理システムが独立し、且つ分離して、その情報を共有していないため、製品に係る情報の登録及び照会の作業に多大な時間が必要となり、その情報の有効活用に課題を残している。これらの問題に対し提案されている（特許文献１参照）。

以下に、公知文献を記す。
特開２００３−２１６３３４号公報

本発明の課題は、紙媒体の量の削減により、発塵源の除去と、製品識別と製品の進捗及び品質情報の実績照会等の管理システムの一体化により、製品の紛失の防止及び製品の情報登録とその照会の時間を短縮する管理システムを提供することにある。

本発明の請求項１に係る発明は、製品を製造する工程の製品用基板を収納する保護ケースであって、入出力装置を具備したタッチパネル付き電子ペーパーを保護ケースの上面或いは外側面に実装してなることを特徴とする保護ケースである。

本発明の請求項２に係る発明は、前記入出力装置が、ＩＣタグの無線応答のＩＣチップを用いた外部装置との通信手段を具備することを特徴とする請求項１記載の保護ケースである。

本発明の請求項３に係る発明は、製品を製造する工程の製品及び工程の情報を管理する管理システムにおいて、請求項１、又は２記載の保護ケースを用いた管理システムであって、前記無線応答のＩＣチップのＩＣタグと、外部装置との間で、ＲＦ―ＩＤ・Ｒ／Ｗ（Ｒｅａｄｅｒ／Ｗｒｉｔｅｒ）を介して、保護ケースの収納物である製品に関する情報の交換を行うことにより、該情報を保護ケースに実装した電子ペーパーへ表示し、製品の管理を行うことを特徴とする管理システムである。

本発明の請求項１の発明の保護ケースによれば、電子ペーパーの表示によりケース内の収納物である製品の識別、又は製品の情報の照会をすることができ、電子ペーパーの表示と製品の情報を管理するシステムとが一体化され、入出力装置により電子ペーパーの表示情報の書き換えをすることができ、従来の紙媒体による表示と同等以上の機能を提供することができ、紙媒体を電子ペーパーに置き換えることにより、紙媒体のクリーンルーム内への持込がなくなり、大量使用による環境負荷を低減することができる。

さらに、本発明の保護ケースによれば、電子ペーパー上にタッチパネル機構を搭載することにより、製品情報の登録、又は情報提供若しくは伝達情報及びその発信元等の書き込み入力ができることにより、紙媒体による表示と同等以上の書き込み機能を提供することができ、製品情報の登録が簡略化され、作業員の作業負荷の大幅な低減と、製品の識別のための情報照会が簡略化され、製品の所在が明確になり、保護ケースの所在が不明となる事故がなくなる。

本発明の請求項２の発明の保護ケースによれば、入出力装置付き電子ペーパーに無線通信機能を付加することにより、保護ケースの電子ペーパーと、関連する装置、又は外部システムとの間で、常時に迅速に、製品情報を授受することができることにより、電子ペーパーの情報の更新が簡略化され、最新の情報が電子ペーパー上に出力され、作業者へ情報共有される。

本発明の請求項３の電子ペーパー付き保護ケース及びそれを使用したシステムによれば、電子ペーパーとシステムが一体化することにより、関連する、装置又は外部システムよりの提供情報と関連部署への伝達情報とを電子ペーパー上で照会することができることにより、現時点の処理工程やその情報を別装置の端末よりオンラインで照会することできる。さらに、不良品や製品の所在不明等の問題を解消でき、作業員の作業負荷の大幅な削減の効果もある。

本発明の入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケース及びそれを使用した管理システムを一実施形態に基づいて以下説明する。

図１ａ〜ｂは、本発明の保護ケースに実装した入出力装置付き電子ペーパーの側断面図及びその出力装置を説明する概念図である。ａは、出力装置の全体図であり、ｂは、その部分拡大図である。

図１ａは、保護ケースの本体枠７上に入出力装置付き電子ペーパー部１０を搭載する。入出力装置付き電子ペーパー部１０は、図面下方よりマトリックススイッチシート１６と、ＴＦＴ保護基板（以下ＴＦＴ電極と記す）１５と、電子ペーパー層１４と、電子ペーパー保護基板（以下透明電極と記す）１３と、タッチパネルセンサー層１２と、タッチパネル保護膜層１１と、その順序に積層した複合部材である。保護ケースの本体枠７上に、接着剤層６を介して入出力装置付き電子ペーパー部１０を装備する。

前記タッチパネルセンサー層１２及びマトリックススイッチシート１６は、タッチパネルセンサー層１２へ接触し、情報を入力する入力機能を提供する機能を有し、前記透明電極１３及び電子ペーパー層１４及びＴＦＴ電極１５は、出力機能を提供する機能を有し、該入出力機能を制御する制御ユニット８と回路接続されている。

前記制御ユニット８は、それを動作させるために必要な電力を取得するために電源９、例えば電池等に接続されている。また、外部と通信する手段として、アンテナ１１０とも接続されている。

次に、入出力装置付き電子ペーパーのシステムの入出力の働きを説明する。最初に、タッチパネルセンサー層１２から情報が入力される。その入力方式には、２種類ある。一つの入力方式は、データベース等から出力された画像情報を電子ペーパーの画面上に出力させ、該画像情報の出力画面へ接触する方法、例えば、タッチパネルセンサー層１２の表面へ接触入力により使用する方法である。二つめの入力方式は、タッチパネルセンサー層１２の表面へ、所定の入力装置、例えば、入力ペン等を連続して接触入力により、該接触線を情報として入力する方法であり、手書き文字等による入力方式等である。入力イメージのパターン図は、入出力装置付き電子ペーパーへ出力させることができる。

次に、各々の層を積層する接着方法は、接着剤により固着する方法や、各層毎に、隣接する層との接合点を設け、該接合点同士を嵌着、又は固定する方法がある。接着剤で固定する方法では、有機接着剤を使用する必要があるが、電子ペーパー層１４の形状寸法を他の層より小さくすることが可能である。嵌着する方法では、電子ペーパー層１４の形状寸法を他の層より小さくすることが出来ないが接着剤を使用せず固定することができ、また故障時のその層の交換が容易となる。

次に、図１ｂは、入出力装置付き電子ペーパー部の部分拡大図であり、電子ペーパー部を主体に説明する。本発明の電子ペーパー部１０は、外部のデータベース等から出力された画像情報を電子ペーパーの画面上に出力させる手段と、随意に、入力ペン等を用いて表面へ接触させ、文字情報を入力する、又は入力した文字情報を電子ペーパーの画面上に出力させる手段を備えている。前述した、入力ペンの入出力手段と、画像情報の出力手段について説明する。

最初に、入力ペンの入出力手段について説明する。該入出力手段は、透明なタッチパネルセンサーシート１２とマトリックススイッチシート１６と、両シートの間に接続した制御ユニット８とからなる。タッチパネルセンサーシート１２は、筆記手段である入力ペン３が表面に接触すると、その接触位置を特定する信号を制御ユニット８へ出力する。タッ
チパネルセンサーシート１２の位置特定の方式によって、利用できる入力ペン３は異なるが、方式に対応する入力ペン３であればよい。

前記タッチパネルセンサーシート１２に対向するマトリックススイッチシート１６は、電子ペーパー層１４のＴＦＴ電極１５と同様に、要素スイッチのマトリックスを備え、その要素スイッチの制御は、前記制御ユニット８からの制御信号に基づいて行う。前記制御信号は、前記タッチパネルセンサーシート１２から入力された接触位置特定信号に応じて出力される。従って、前記制御ユニット８は、タッチパネルセンサーシート１２とマトリックススイッチシート１６の間に電圧を印加する。タッチパネルセンサーシート１２と、マトリックススイッチシート１６とは、通常、同電位を保つことができるような仕組みにしている。通常では、電子ペーパー層１４は動作停止の状態に保たれている。

図１の本発明の電子ペーパー部１０では、マトリックススイッチシート１６が組み込まれているが、マトリックススイッチシート１６をＴＦＴ電極１５に変えて、すなわちマトリックススイッチシート１６を削除しても、前記同様の機能を保持できる。この場合、制御ユニット８は、タッチパネルセンサーシート１２とＴＦＴ電極１５の間に電圧を印加する。

以下に、入力ペン３を用いて、電子ペーパー層１４に手書き文字を記録する手順を説明する。タッチパネルセンサーシート１２側が、対向するマトリックススイッチシート１６に対してマイナスの電位の時、タッチパネルセンサーシート１２側すなわち表側に電子インクの黒色が現れるものとする。最初の状態は、初期状態に設定し、すなわちマトリックススイッチシート１６側がマイナスの電位となり、電子インクの向きをそろえる。次に、タッチパネルセンサーシート１２の表面に入力ペン３で、文字を書く。タッチパネルセンサーシート１２は、入力ペン３が接触した位置を検出し、その位置を特定する位置特定信号を制御ユニット８へ出力する。制御ユニット８は、入力された位置特定信号に基づいて、マトリックススイッチシート１６の要素スイッチを制御する信号を出力する。前記要素スイッチによって、マトリックススイッチシート１６側にプラスの電圧を印加し、前記接触位置に対応する箇所の電界が、マトリックススイッチシート１６側からタッチパネルセンサーシート１２側へ向かうようにする。従って、前記入力ペン３の接触位置に対応した位置にある電子インクが黒色となり、手書き文字を表示することができる。

次に、画像情報の出力手段について説明する。画像、又は図表、又は文字情報の管理システム等からの電子ペーパー部１０のデータ出力装置の説明をする。図１ｂの電子ペーパー部１０は、透明電極１３及び電子ペーパー層１４及びＴＦＴ電極１５が、出力機能を提供する機能を有し、タッチパネルセンサー層１２は出力機能に関与しない。制御ユニット８と接続するための、接続端子、例えば、情報出力部５を備えている。データ出力装置は、透明電極１３とＴＦＴ電極１５との間に電子ペーパー層１４を挟んで、制御ユニット８を介して外部データベース等に接続すれば、外部データベース等のデータを表示する表示画面として利用できる。制御ユニット８が、外部データベース等のデータに応じて、ＴＦＴ電極１５の要素スイッチのオン／オフを制御すれば、それに応じた電荷パターンが、ＴＦＴ電極１５に形成される。電荷パターンに基づいて、電子ペーパー層１４にデータが表示される。

電子ペーパー層１４のＴＦＴ電極１５は、要素スイッチのマトリックスを備え、その要素スイッチの制御は、前記制御ユニット８からの制御信号に基づいて行う。前記制御信号は、前記外部データベース等から制御ユニット８を経由して入力されたオン／オフ信号に応じて出力される。従って、前記制御ユニット８は、透明電極１３とＴＦＴ電極１５との間に電圧を印加する。電子ペーパー層１４と、ＴＦＴ電極１５とは、通常、同電位を保つことができるような仕組みにしている。通常では、電子ペーパー層１４は動作停止の状態
に保たれている。

以下に、外部データベース等を用いて、電子ペーパー層１４に出力データの情報を表示する手順を説明する。透明電極１３側が、対向するＴＦＴ電極１５に対してマイナスの電位の時、透明電極１３側すなわち表側に電子インクの黒色が現れるものとする。最初の状態は、初期状態に設定し、すなわちＴＦＴ電極１５側がマイナスの電位となり、電子インクの向きをそろえる。次に、外部データベース等より表示するデータを制御ユニット８に取り込む。すなわちデータに応じて、ＴＦＴ電極１５の要素スイッチのオン／オフを制御す信号位置を検出し、そのデータ位置を特定する位置特定信号を制御ユニット８へ出力する。制御ユニット８は、入力されたデータの位置特定信号に基づいて、ＴＦＴ電極１５の要素スイッチを制御する信号を出力する。前記要素スイッチによって、ＴＦＴ電極１５側にプラスの電圧を印加し、前記データ位置に対応する箇所の電界が、ＴＦＴ電極１５側から透明電極１３側へ向かうようにする。従って、前記データ位置に対応した位置にある電子インクが黒色となり、画像、又は図表、又は文字等のデータを表示することができる。

図１ａ〜ｂに示す本発明の電子ペーパー部１０は、画像情報の出力手段と、入力ペンの入出力手段を備えた入出力装置であり、且つその形状が紙、若しくはシート状であり、これを保護ケース上に、貼り合わせ、ラベル兼指示帳票兼表示画面の３役を兼ね備えた、入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケースである。

前記入出力装置のタッチパネルセンサーシート１２は、４線方式、又は５線法式、又は７線方式、又は８線方式等の抵抗方式の位置検出では、タッチパネルセンサーシート１２へ加圧する方式である。又は発光ダイオード、又はフォトトランジスタを利用した赤外線検出方式では、タッチパネルセンサーシート１２の光線を遮断する方式である。又はアナログ容量結合方式では、接触点から電流が流れることにより、接触位置を検出する方式である。その他再帰反射方式、又は超音波表面弾性波（ＳＡＷ）方式、又はリアルタッチ方式、又は電子授受タイザー方式がある。本発明のタッチパネルセンサーシート１２は、どのような方式のタッチパネルにするかは自由である。入力ペン３について説明する。抵抗方式の位置検出の場合では、入力ペン３は加圧できればよいものを使用する。光線を遮断する方式の位置検出の場合では、入力ペン３は光を通さないものを使用する。容量結合方式の位置検出の場合では、入力ペン３は導電体を使用する。

図２は、本発明の入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケースにおける入出力装置付き電子ペーパーの一実施例を示す上面図である。タッチパネル付き電子ペーパー２２は、制御ユニット２１を装備している。制御ユニット２１は、アンテナとＩＣチップと、電源を内蔵した回路装置を備えたものである。タッチパネル付き電子ペーパー２２の表面に入力ペンにより情報を入力することができる。制御ユニット２１は、非接触、又は接触により、外部ネットワークとその情報を入出力させ、必要時、タッチパネル付き電子ペーパー２２へデータ画面を表示できる。

図３は、本発明の入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケースにおける、電子ペーパーのデータ表示の一例を示す表示画面である。画面には、ｇ電子工業の製品、管理番号を付して、管理メニュー、選択項目等が表示されている。

図４は、本発明の入出力装置付き電子ペーパーへタッチパネルよりデータ、又は情報を入力する方式の一事例を説明する表示画面であり、ａ〜ｂは、タッチパネルよりキーボードとして使用する方式で、ｃは、タッチパネルに接触させ、該位置をパターン、又は像として表示する使用方式である。図４ａは、当該画面より、進捗紹介の近傍へ入力ペン３を接触させ、ｇ電子工業の管理番号０００１２３の進捗紹介画面へ切り替える。図４ｂは、当該画面より、管理メニューの英数字へ入力ペン３を接触させ、ｇ電子工業の管理番号、
０００１２３の画面へ直接文字情報を入力する。前記文字情報は、当該工程の作業者より、次工程の作業者への連絡メッセージや作業上の注意点等である。図４ｃは、当該画面に表示されたｇ電子工業の管理番号０００１２３の一入力画面であり、管理メニューは、終了報告書であり、すべての工程が完了し、且つ異常事項発生なし、最終確認者が入力ペン３を接触させ、サイン、例えばｔｏｐｐａｎが書き込まれた。図４ａ〜ｃでは、制御ユニット２１の内部にあるメモリー部から表示データを取り出し、電子ペーパー２２へ表示する。作業者がタッチパネルを介して表示画面のキーを接触させ選択すると、選択したキーに対応する情報を制御ユニット２１から取得する。必要があれば、アンテナ等の回路装置を介して外部データベース等より必要データを取得し、該データを表示する。また、入力ペン３を用いて、作業者がタッチパネルへ情報書き込みができ、画面上に、パターン略図や電子署名等が可能となる。

図５は、本発明の入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケースの管理システムの一実施例の説明図である。製造工程内の各工程では、製造用基板を収納した保護ケース５１がその工程順序に搬送されている。前記保護ケース５１は、管理システムにより監視及び管理されている。図５に示すように、保護ケース５１には、本発明の入出力装置付き電子ペーパー及びＩＣタグ５５が装備されている。一方、データサーバー５３を中心にし、外部ネットワーク５４と、保護ケース５１のＩＣタグ５５を監視可能な位置にＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）Ｒ／Ｗ（Ｒｅａｄｅｒ／Ｗｒｉｔｅｒ）を具備する無線通信基地局５２が配置され、管理システムによりネットワーク化した。ＩＣタグ５５とＲＦ−ＩＤ・Ｒ／Ｗ５６は、ＩＣタグ５５付き保護ケース５１とＲＦ−ＩＤ・Ｒ／Ｗ５６付き管理システムである。ＩＣタグ５５は、ＩＣチップ、アンテナ、電池等を内蔵した回路装置を備えた制御ユニットである。ＲＦ−ＩＤＲ／Ｗ５６は、双方間は無線通信によりデータを送受信することができ、且つ前記ＩＣチップへ、データを読み取り、又は書き込みする機能がある。保護ケース５１により発信されたデータは、ＩＣタグ５５のアンテナ及びＲＦ−ＩＤ・Ｒ／Ｗ５６を介して無線通信基地局５２で受信される。受信されたデータは、管理システムのデータサーバー５３に送られ、記録、又は処理され、出力データ情報として、所定の電子ペーパーに画面表示する。逆方向に、データサーバー５３から、製品の照合も可能となる。管理システムの区域内に複数の無線通信基地局を設置し、照合した無線通信基地局をデータサーバー５３に送信することで、該当する保護ケース５１の現在位置を把握することができ、製品の紛失を防止することができる。

本発明の保護ケースに実装した入出力装置付き電子ペーパーの側断面図及びその出力装置を説明する概念図で、ａは、出力装置の全体図であり、ｂは、その電子ペーパー部分の拡大の側断面図である。 本発明の入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケースにおける入出力装置付き電子ペーパーの一実施例を示す上面図である。 本発明の入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケースにおける、電子ペーパーのデータ表示の一例を示す表示画面図である。 本発明の入出力装置付き電子ペーパーへタッチパネルより入力する方式の一事例を説明する表示画面であり、ａ〜ｂは、キーボードとして使用する方式で、ｃは、接触させ、像として表示する使用方式である。 本発明の入出力装置付き電子ペーパーを実装した保護ケースの管理システムの一実施例の説明図である。

符号の説明

３…入力ペン
４…情報入力部
５…情報出力部
６…接着層
７…保護ケース表面
８…制御ユニット
９…電源（電源供給ユニット）
１０…入出力付き電子ペーパー部
１１…タッチパネル保護膜
１２…タッチパネルセンサーシート
１３…透明電極（電子ペーパー保護基板：ガラス）
１４…電子ペーパー層（電子ペーパーインク層）
１５…ＴＦＴ電極（ＴＦＴ保護基板：ガラス）
１６…マトリックススイッチシート
２１…制御ユニット
２２…タッチパネル付き電子ペーパー
２３…保護ケース
５１…無線通信機能付き保護ケース
５２…無線通信基地局
５３…データサーバー
５４…外部ネットワーク
５５…ＩＣタグ
５６…ＲＦ−ＩＤ・Ｒ／ｗ
１１０…アンテナ

Claims (3)

1. 製品を製造する工程の製品用基板を収納する保護ケースであって、入出力装置を具備したタッチパネル付き電子ペーパーを保護ケースの上面或いは外側面に実装してなることを特徴とする保護ケース。
2. 前記入出力装置が、ＩＣタグの無線応答のＩＣチップを用いた外部装置との通信手段を具備することを特徴とする請求項１記載の保護ケース。
3. 製品を製造する工程の製品及び工程の情報を管理する管理システムにおいて、請求項１、又は２記載の保護ケースを用いた管理システムであって、前記無線応答のＩＣチップのＩＣタグと、外部装置との間で、ＲＦ―ＩＤ・Ｒ／Ｗ（Ｒｅａｄｅｒ／Ｗｒｉｔｅｒ）を介して、保護ケースの収納物である製品に関する情報の交換を行うことにより、該情報を保護ケースに実装した電子ペーパーへ表示し、製品の管理を行うことを特徴とする管理システム。

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