JP2010258269A

JP2010258269A - 高密度基板収納装置

Info

Publication number: JP2010258269A
Application number: JP2009107720A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Nishizaki; 哲也西▲崎▼; Kenichiro Shirata; 憲一郎白田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】クロスバータイプの基板収納装置やバックサポートタイプの基板収納装置よりも基板の収納効率の良いワイヤーカセットタイプの基板収納装置で、しかも更に従来のワイヤーカセットタイプよりも収納効率を高めた高密度基板収納装置を提供する。
【解決手段】基板を前面側から出し入れして、複数枚の基板を載置して収納、保持する基板収納装置であって、基板を載置するワイヤーを水平に複数本張架配列したワイヤー列を複数段有し、ワイヤーの張力を変化させる機構を備え、前記ワイヤー列の単位でワイヤーの張力を変化させて基板の出し入れを行うことを特徴とする高密度基板収納装置。
【選択図】図１３

Description

本発明は、例えばフラットパネルディスプレイ等に用いられるガラス基板を複数枚載置して収納、保持するために用いられる基板収納装置に関するものである。

図１は、例えばカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図である。カラーフィルタ１は、ガラス基板２上にブラックマトリックス（以下、ＢＭ）３、レッドＲの着色画素（以下、Ｒ画素）４ａ、グリーンＧの着色画素（以下、Ｇ画素）４ｂ、ブルーＢの着色画素（以下、Ｂ画素）４ｃ、透明電極５、及びフォトスペーサー（ＰｈｏｔｏＳｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）６、バーテイカルアライメント（ＶｅｒｔｉｃａｌＡｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）７が順次形成されたものである。

上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法が知られているが、図２は一般的に用いられている顔料分散フォトレジストによるフォトリソグラフィー法の一例を示す工程のフロー図である。カラーフィルタは、先ず、ガラス基板上にＢＭを形成処理する工程（Ｃ−１）、ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ−２）、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程（Ｃ−３）、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程（Ｃ−４）、露光処理する工程（Ｃ−５）、現像処理する工程（Ｃ−６）、着色フォトレジストを硬化処理する工程（Ｃ−７）、透明電極を成膜処理する工程（Ｃ−８）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ−９）がこの順に行われ製造される。

フラットパネルディスプレイ等に用いられるガラス基板の製造工程は、上記に示すように多くの工程があり、工程間におけるガラス基板の収納や運搬等のために、このガラス基板を複数枚収納して保持する基板収納装置が使用されている。一般的に知られている基板収納装置は、クロスバー（ワイヤー列式）タイプ、バックサポートタイプ及びワイヤーカセットタイプの３種類である。

基板として、液晶ディスプレイ装置に用いられるガラス基板を例として、ガラス基板を収納して保持する基板用収納装置について説明する。

図３はクロスバータイプの基板収納装置の一例を示す図である。図３（ａ）は、クロスバータイプの基板収納装置１０を正面から見た図である。側壁部材１１にＬ字金具１４によって固定された支持部材１２と、支持部材１２上に所定間隔で設けられた支持ピン１３を備えている。図３（ｂ）は、クロスバータイプの基板収納装置１０の支持ピン１３上にガラス基板８を載置した状態を正面から見た図である。

クロスバータイプの基板収納装置１０の場合、基板収納装置へのガラス基板８の収納は、一般的には、いわゆるロボットアームによるロボットアクセスによって行われる。ロボットアームに載置されたガラス基板８をロボットアームごと上下の支持部材１２間に挿入して、ガラス基板８を支持ピン１３に載置したところで、ロボットアームを引き出してガラス基板８をクロスバータイプの基板収納装置へ収納する。また、ガラス基板８を取り出す場合は、ロボットアームがガラス基板８に接触しないように、ガラス基板８と支持部材１２との間にロボットアームを挿入し、ロボットアームを持ち上げてロボットアーム上にガラス基板８を載置して、ロボットアームを引き出すことによって、ガラス基板８をクロスバータイプの基板収納装置から取り出す。

上記クロスバータイプの基板収納装置１０の場合、ガラス基板８を基板収納装置の自由な位置へ収納すること、及び基板収納装置の自由な位置からガラス基板８を取り出すことができるランダムアクセス性に優れているが、ロボットアーム上に載置してガラス基板８を収納する場合、または基板を取り出す場合は、ロボットアームの上下の動作範囲はガラス基板８と支持部材１２との間となるため、支持部材１２間の間隔はある程度とる必要があり、基板の収納効率は決して良いものではない。

クロスバータイプの基板収納装置の収納効率を上げるために、バックサポートタイプの基板収納装置が導入されている。

図４は、バックサポートタイプの基板収納装置の一例を示す図である。図４（ａ）は、バックサポートタイプの基板収納装置２０を側面から見た図である。後壁部材２１と、支持部材２２と、支持部材２２上に所定の間隔で設けられた支持ピン２３を備えている。図４（ｂ）は、バックカセットタイプの基板収納装置２０の支持ピン２３上に、ガラス基板８を載置した状態を正面から見た図である。

バックカセットタイプの基板収納装置２０は、支持部材２２が後壁部材２１の所定の位置にＬ字型金具２４で固定されており、支持部材２２を片持ちで保持したものである。

バックカセットタイプの基板収納装置２０の場合、支持部材２２が後壁部材２１に片持ちで保持されているために、ガラス基板８の収納時は、前記クロスバータイプの基板収納装置の場合と同じように、いわゆるロボットアームによるロボットアクセスによって行われる。載置されたガラス基板８をロボットアームごと上下の支持部材２２と左右の支持部材２２間に挿入して、ガラス基板８を支持ピン２３に載置したところで、ロボットアームを引き出してガラス基板８をバックサポートタイプの基板収納装置２０へ収納する。また、ガラス基板８を取り出す場合は、ロボットアームがガラス基板８に接触しないように、ガラス基板８と支持部材２２との間にロボットアームを挿入し、ロボットアームを持ち上げてロボットアーム上にガラス基板８を載置して、ロボットアームを引き出すことによって、ガラス基板８をバックサポートタイプの基板収納装置２０から取り出す。

上記バックサポートタイプの基板収納装置２０の場合、ロボットアームは、支持部材２２の左右の間に挿入でき、ロボットアームの上下の動作範囲はガラス基板とガラス基板の間となるため、クロスバータイプの基板収納装置よりも基板の収納枚数を増やすことが出来る。

しかしながら近年のガラス基板の大型化により、大型のガラス基板を支持部材２２を片持ちで保持した上記バックサポートタイプの基板収納装置の場合は、支持部材２２の材料選定を含めてかなり大掛かりなものとなって、コスト的な問題を有している。

上記収納効率とコストの観点から、クロスバータイプの基板収納装置の他の構造を有した基板収納装置が導入されている。他の構造を有したクロスバータイプの基板収納装置の一例を図５に示す。図５（ａ）は箱形の枠体３１の１対の相対向する側面に溝付き側板３２を備えたクロスバータイプの基板収納装置３０を正面から見た図である。図５（ｂ）はガラス基板８を載置した基板収納装置３０を正面から見た図である。ガラス基板８を溝付き側板３２の溝間に挿入して保持するようにしたものがある。しかしながら図５に示されるクロスバータイプの基板収納装置３０においては、コスト的な問題は解決されるが、大型の基板では、基板の撓みが発生してしまうために、大型の基板の場合には採用することが出来ない。

このため、図５に示される溝付き側板３２の代わりに、更に側板の両側面から内方に向
かって延びる長尺リブを張り出させ、基板の両側面で基板を保持するものが提案されている。

図６（ａ）は箱形の枠体３６の１対の相対向する側面フレームに長尺リブ３７を備えたクロスバータイプの基板収納装置３５を正面から見た図である。図６（ｂ）はガラス基板８を載置した基板収納装置３５を正面から見た図である。ガラス基板８を長尺リブ３７によって支えるが両側から延びる長尺リブ３７の先端がガラス基板８の撓んだ中央部分を点受けする状態となり、ガラス基板８の支持が不安定であったり、ガラス基板が破損するといった問題がある。

上記の問題に対応するため、大型ガラス基板に対応でき、収納効率を上げたワイヤーカセットタイプの基板収納装置が提案されている。

図７は、ワイヤーカセットタイプの基板収納装置の一例を示す図である。図７（ａ）は、側面フレーム５１と側面フレーム５４間にワイヤー５２がワイヤー留め金具５５によって張架されたワイヤーカセットタイプの基板収納装置５０を上面から見た図であって、図７（ｂ）は、ワイヤーカセットタイプの基板収納装置５０のワイヤー５２上にガラス基板８を載置した状態を正面から見た図である。

上記ワイヤーカセット方式の基板収納装置は、大型ガラス基板に対応でき、収納効率が前記クロスバー（ワイヤー列式）タイプ、バックサポートタイプよりも改善されたものであるが、ワイヤーカセット方式の基板収納装置においては、ガラス基板を収納時、または取り出し時には前記ロボットアームは使用出来ない。そのため、ガラス基板８の出し入れのための別の装置が必要になり、別の装置によってガラス基板８を出し入れするための開口部、例えば図７のワイヤー５２とワイヤー５６との間隔を設け、ガラス基板８がワイヤーに接触しないように出し入れする必要がある。

特開２００２−１５４６４８号公報特開２００５−２３５７４３号公報特開２００８−２０４９９６号公報

そこで本発明が解決する課題は、クロスバータイプの基板収納装置やバックサポートタイプの基板収納装置よりも基板の収納効率の良いワイヤーカセットタイプの基板収納装置で、しかも更に従来のワイヤーカセットタイプよりも収納効率を高めた高密度基板収納装置を提供することである。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、基板を前面側から出し入れして、複数枚の基板を載置して収納、保持する基板収納装置であって、基板を載置するワイヤーを水平に複数本張架配列したワイヤー列を複数段有し、ワイヤーの張力を変化させる機構を備え、前記ワイヤー列の単位でワイヤーの張力を変化させて基板の出し入れを行うことを特徴とする高密度基板収納装置である。

また、請求項２に記載の発明は、前記ワイヤー列の単位で変化させたワイヤー列を含む上方の全てのワイヤー列を上方に移動させるワイヤー列移動機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の高密度基板収納装置である。

また、請求項３に記載の発明は、基板の出し入れを行うワイヤー列において、基板を持ち上げるピンナップ機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の高密度基板収納装置である。

本発明によれば、任意のワイヤー列のワイヤーの張力を変化させることのできる機構を備えることによって、ガラス等の基板を出し入れしたいワイヤー列の上部に前記ガラス基板等の基板を出し入れするための開口部を設けることができる。その結果、従来の様にロボットアクセス用カセット等のための開口部を広く設ける必要が無く、基板収納用のワイヤー列数を増大させることができ、その結果、基板収納効率の高い高密度基板収納装置を提供することができる。

カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図。顔料分散フォトレジストによるフォトリソグラフィー法の一例を示す工程のフロー図。クロスバータイプの基板収納装置の一例を示す図。（ａ）は、クロスバータイプの基板収納装置を正面から見た図。（ｂ）は、クロスバータイプの基板収納装置の支持ピン上にガラス基板を載置した状態を正面から見た図。バックサポートタイプの基板収納装置の一例を示す図。（ａ）は、バックサポートタイプの基板収納装置を側面から見た図。（ｂ）は、バックカセットタイプの基板収納装置の支持ピン上にガラス基板を載置した状態を正面から見た図。クロスバータイプの基板収納装置の一例を示す図。（ａ）は、クロスバータイプの基板収納装置を正面から見た図。（ｂ）は、クロスバータイプの基板収納装置にガラス基板を載置した状態を正面から見た図。別のクロスバータイプの基板収納装置４８を正面から見た図。（ａ）は、箱形の枠体の１対の相対向する側面に長尺リブ備えたクロスバータイプの基板収納装置を示す。（ｂ）は、別のクロスバータイプの基板収納装置にガラス基板を載置した状態を正面から見た図。ワイヤーカセットタイプの基板収納装置の一例を示す図。（ａ）は、ワイヤーカセットタイプの基板収納装置を上面から見た図。（ｂ）は、ワイヤーカセットタイプの基板収納装置のワイヤー上にガラス基板を載置した状態を正面から見た図。本発明に係る高密度基板収納装置の概略を示す図。本発明に係る高密度基板収納装置のインデックスプランジャ機構を示す図。（ａ）−（１）は、インデックスプランジャーの頭部を９０度回転することを説明するための図。（ａ）−（２）は、留め金具を移動し、ワイヤーの張力を変えたことを説明するための図。（ｂ）は、高密度基板収納装置を上面から見た部分図で、すぐばかさ歯車によってインデックスプランジャーを回転させる機構を説明する。本発明に係る高密度基板収納装置を基板を出し入れする前面側から見た図。本発明に係る高密度基板収納装置のワイヤー列を上方向に移動させることを説明するための図。本発明に係る高密度基板収納装置のワイヤー列を上方向に持ち上げる持ち上げ爪を設置したことを示す図。本発明に係る高密度基板収納装置のワイヤー列の上下駆動機構の詳細を示す図。本発明に係る高密度基板収納装置のピンナップ機構を説明する図。

以下、図面を参照して液晶ディスプレイ装置に用いられるガラス基板を例として、本発明に係る高密度基板収納装置の実施形態を説明する。

図８は本発明に係る高密度基板収納装置の概略を示すもので、基板を出し入れする前面側から見た図である。

本発明に係る高密度基板収納装置６０は、上面フレーム６１と底面フレーム６２と側面フレーム６３と側面フレーム６４と後面フレーム（図示せず）からなる箱型の架台に、ワイヤー６７がワイヤー留め金具６５とワイヤー留め金具６６によって張架され、張架されたワイヤー列からなるワイヤー列が設けられている（図８では８段からなるワイヤー列からなるワイヤー列を示している）。

本発明に係る高密度基板収納装置６０は、ガラス基板（図示せず）を前面側から出し入れして、複数枚のガラス基板をワイヤー６７で構成されたワイヤー列に載置して収納、保持する基板収納装置である。ワイヤー６７は、ワイヤー留め金具６５及びワイヤー留め金具６６に張架されている。ワイヤー留め金具６６は側面フレーム６４を隔ててインデックスプランジャ機構６８に繋がれている。インデックスプランジャ機構６８には軸の回転方向を変化させるためのすぐばかさ歯車６９が繋がれている。すぐばかさ歯車６９は固定架台７０に固定されている。側面フレーム６３と側面フレーム６４は、その側面フレーム間が、ガラス基板を収納できる間隔に配置されている。ワイヤー６７には、ガラス基板を載置できる強度を持つ材料のワイヤーを使用する。

図９（ａ）は前記インデックスプランジャ機構６８を示す図である。ワイヤー６２は留め金具６６に固定され、側面フレーム６４を隔ててインデックスプランジャー６８に繋がれている。インデックスプランジャー６８は、図９（ａ）−（１）に示すようにその頭部６８−１を９０度回転することによって、図９（ａ）−（２）に示すように留め金具６６を５ｍｍ〜８ｍｍ移動することができ、その結果、ワイヤー６２の張力を変えることが出来る。

図９（ｂ）は図８の高密度基板収納装置６０を上面から見た部分図で、すぐばかさ歯車６９によってインデックスプランジャー６８を回転させる機構を示している。ワイヤー列には複数本のワイヤー６７が張架されて、ワイヤー１本毎に留め金具６６、インデックスプランジャー６８が繋がれている。

更にインデックスプランジャー６８は、ネジ溝を有するネジ棒７１とすぐばかさ歯車６９とネジ溝を有するネジ棒７２に繋がれている。ネジ棒７２を回転駆動装置（図示せず）で回転方向７３で示す方向に回転すると、すぐばかさ歯車６９が回転することによって、ネジ棒７１が回転方向７４に示す回転方向に回転し、その結果、全てのインデックスプランジャー６８が移動して、ワイヤー６７の張力を変えることが出来る。このようにすぐばかさ歯車６９を有する機構をワイヤー列毎に設けることによって、ワーヤー列毎のワイヤー６７の張力が変えられる。

図１０は、高密度基板収納装置６０を基板を出し入れする前面側から見た図で、すぐばかさ歯車６９によって張力が変えられ緩められたワイヤー列８７を示す図である。このよ
うに、ワイヤー列８７の張力を変化させることができる機構を備えることで、ガラス等の基板を出し入れしたいワイヤー列８７の上部に広い開口８１を設けることができる。

更に、図１１に示すように上記の緩められたワイヤー列８７より上部に設置されてある各ワイヤー列８２を矢印８３で示すように上方向に移動させることで、ワイヤー列８７の下部に広い開口８６を設けることが出来、緩み撓んだワイヤー列８７がその真下にあるワイヤー列８４、もしくはガラス基板８５に接触することを防ぐことが出来る。尚、張力が変えられ緩められたワイヤー列８７上に載置されたガラス基板８５は自重によって撓み、下方向に凸形状となる。

緩めたワイヤー列８７より上部に設置されてある各ワイヤー列を上方向に移動させる上下駆動機構としては、一例として図１２に示すようにＬＭガイド（ＬｉｎｅａｒＭｏｔｉｏｎＧｕｉｄｅ）９０にワイヤー列を持ち上げることのできる持ち上げ爪９１を設置する。ＬＭガイド９０によって持ち上げ爪９１は精密に位置を再現しながら持ち上げ爪９１を上下方向にスライドすることが出来る。更にインデックスプランジャ６８に設置してある冶具９２に引っ掛け用の冶具９３を取り付け、上記持ち上げ爪９１と接触させ、上下駆動装置（図示せず）によってワイヤー列を上方向に持ち上げる。

図１３にワイヤー列の上下駆動機構の詳細を示す。ワイヤー列を形成する各ワイヤーに対して固定用且つワイヤー列の区切り部にて切り離し可能な軸９４を設置しておく。これにより、図１３（ａ）に示すように、持ち上げ爪９１にて持ち上げられたワイヤー列より上部のワイヤー列は、図１３（ｂ）に示すように、自動的に矢印９８で示す上方に持ち上げることができる。前記ワイヤー列を形成する各ワイヤーに対して縦方向に固定用且つワイヤー列の区切り部にて切り離し可能な軸９４は、軸９４−１と軸９４−２に切り離される。軸９４−１と軸９４−２には、はめ込みピン９５とはめ込み孔９６が備えられており、はめ込みピン９５とはめ込み孔９６が嵌合することによって、切り離し可能な軸９４は固定される。

更に図１４に示すように、ピンナップ機構９７を有することで、出し入れしたいガラス基板８５の下部にできた開口９９にロボットハンド等を挿入し、ガラス基板８５の出し入れを行うことができる。上記ピンナップ機構９７は上下にスライド移動できる構造となっており、出し入れしたいガラス基板８５の位置まで移動した後、ガラス基板８５の左右の両端部にピンが接触してガラス基板８５を上方に持ち上げることが出来る。

尚、図１４の紙面の奥方向に左右それぞれ複数個のピンナップ機構９７を設けることが望ましく、それによってガラス基板８５を安定した状態で持ち上げることが出来る。ピンナップ機構９７を備えることで、従来技術のように予めガラス基板を収納または取り出しのための広い開口部を設ける必要が無く、その結果、基板収納用のワイヤー列数を増大させることができ基板収納密度を上げることができる。

一例として２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍのガラス基板を収納する基板収納装置の場合、ワイヤー列間隔を２０ｍｍとすることが可能で、約８７段のワイヤー列を構成することが出来る。

以上のように本発明によれば、ワイヤーの張力を緩めた後、ワイヤーの張力を緩めたワーヤー列を含めた上方のワイヤー列を持ち上げ、更には出し入れしたいガラス基板をピンナップ機構によって持ち上げることによって、出し入れしたいガラス基板の下方にロボットアームを挿入可能なスペースを作ることが出来、ワイヤーや他のガラス基板に触れることなく容易にガラス基板を出し入れすることが可能な、ガラス基板の収納効率を高めた高密度基板収納装置を提供することが出来る。

１・・・カラーフィルタ
２・・・ガラス基板
３・・・ブラックマトリックス
４ａ・・・レッドＲの着色画素
４ｂ・・・グリーンＧの着色画素
４ｃ・・・ブルーＢの着色画素
５・・・透明電極
６・・・フォトスペーサー
７・・・バーテイカルアライメント
８・・・ガラス基板
１０・・・クロスバータイプの基板収納装置
１１・・・側壁部材
１２・・・支持部材
１３・・・支持ピン
１４・・・Ｌ字金具
２０・・・バックサポートタイプの基板収納装置
２１・・・箱形の枠体
２２・・・溝付き側板
２３・・・支持ピン
２４・・・Ｌ字型金具
３０・・・クロスバータイプの基板収納装置
３１・・・後壁部材
３２・・・支持部材
３５・・・クロスバータイプの長尺リブを使った基板収納装置
３６・・・箱形の枠体
３７・・・長尺リブ
５０・・・ワイヤーカセットタイプの基板収納装置
５１・・・側面フレーム
５２・・・ワイヤー
５３・・・上面フレーム
５４・・・側面フレーム
５５・・・ワイヤー留め金具
５６・・・ワイヤー
６０・・・高密度基板収納装置
６１・・・上面フレーム
６２・・・底面フレーム
６３・・・側面フレーム
６４・・・側面フレーム
６５・・・ワイヤー留め金具
６６・・・ワイヤー留め金具
６７・・・ワイヤー
６８・・・インデックスプランジャ機構
６８−１・・・インデックスプランジャの頭部
６９・・・すぐばかさ歯車
７０・・・固定架台
７１・・・ネジ溝を有するネジ棒
７２・・・ネジ溝を有するネジ棒
７３・・・回転方向を示す矢印
７４・・・回転方向を示す矢印
８１・・・広い開口
８２・・・複数のワイヤー列
８３・・・移動の上方向を示す矢印
８４・・・広い開口の真下にあるワイヤー列
８５・・・張力が変えられた緩められたワイヤー列上に載置されたガラス基板
８６・・・広い開口
８７・・・張力が変えられ緩められたワイヤー列
９０・・・ＬＭガイド
９１・・・持ち上げ爪
９２・・・インデックスプランジャに設置してある冶具
９３・・・引っ掛け用の冶具
９４・・・切り離し可能な軸
９４−１・・・軸
９４−２・・・軸
９５・・・はめ込みピン
９６・・・はめ込み孔
９７・・・ピンナップ機構
９８・・・上方に持ち上げる方向を示す矢印
９９・・・出し入れしたいガラス基板の下部にできた開口

Claims

基板を前面側から出し入れして、複数枚の基板を載置して収納、保持する基板収納装置であって、基板を載置するワイヤーを水平に複数本張架配列したワイヤー列を複数段有し、ワイヤーの張力を変化させる機構を備え、前記ワイヤー列の単位でワイヤーの張力を変化させて基板の出し入れを行うことを特徴とする高密度基板収納装置。
前記ワイヤー列の単位で変化させたワイヤー列を含む上方の全てのワイヤー列を上方に移動させるワイヤー列移動機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の高密度基板収納装置。
基板の出し入れを行うワイヤー列に、基板を持ち上げるピンナップ機構を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の高密度基板収納装置。