JP2011088732A

JP2011088732A - パネル搬送装置

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Publication number: JP2011088732A
Application number: JP2009245244A
Authority: JP
Inventors: Fujio Yamazaki; 不二夫山崎; Toru Miyasaka; 徹宮坂
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-06

Abstract

【課題】異なるサイズのパネル基板を処理するに当って、サイズの切り替えを円滑かつ容易に行えるようにする。
【解決手段】パネル基板１を各ステージ１０〜１３に向けて搬送するために、搬送路部構成部３０とエア浮上部４０とが設けられており、搬送路構成部３０は、所定のピッチ間隔をもって圧電素子３３を配列した圧電素子列から構成され、この圧電素子列は４個の圧電素子３３ａ〜３３ｄで圧電素子群３３Ｇとなし、１番目の圧電素子３３ａから最終番目の圧電素子３３ｄまでを順次遅延させながら繰り返しサイクル駆動するようになし、前後の圧電素子間に負圧吸引口３５を開口させて、パネル基板１を圧電素子３３の表面に吸引するようにして、押圧力を作用させている。
【選択図】図３

Description

本発明は、フラットディスプレイパネル等のパネル、特に大判のパネルを搬送するために好適に用いられるパネル搬送装置に関するものである。

例えば、液晶ディスプレイ等のフラットディスプレイは、ガラス等で構成されるパネル基板に対して、種々の処理や加工、さらには部品の搭載等といった作業を行うことにより製造される。この製造工程においては、複数のステージを並べて設け、これら各ステージ間にパネル基板を搬送することによって、それぞれ所要の作業が行われるが、このために用いられるのがパネル搬送装置である。

この場合のパネル基板の搬送は水平搬送方式が採用されるが、パネル搬送装置としては、送り手段に接続した搬送テーブルを用いたり、また搬送ベルトや搬送ローラ等を用いた搬送コンベアを用いたりしたものが、従来から広く用いられていた。さらに、近年においては、特許文献１にあるように、複数本のアームからなるパネルホルダを各ステージに配置しておき、パネル基板をこれら各ステージに配置したパネルホルダに順次移載するようにして搬送する方式も開発されている。

この場合、パネルホルダは水平方向に回転可能となし、またＸ方向（ステージの並び方向）及びＹ方向（ステージに近接・離間する方向）に移動可能としている。そして、奇数番目のステージに配置したパネルホルダと偶数番目のステージに配置したパネルホルダとでは、アームの本数及び位置を異にしており、これによって相互にアームを干渉させることなくパネル基板の移載が行われる。

特開２００７−９９４６６号公報

液晶ディスプレイ等のフラットディスプレイにあっては、そのパネルサイズが様々になっているが、パネル基板のサイズ毎に製造ラインを設けるのではなく、複数のサイズのパネル基板は同一の製造ラインで製造するのが一般的である。例えば、パネル基板にドライバ回路からなるＩＣ回路素子を搭載する場合には、パネル基板にＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を貼り付け、次いでＩＣ回路素子をこのＡＣＦ上に配置し、その後にこのＩＣ回路素子をパネル基板に加熱下で圧着することになる。ＩＣ回路素子は、パネル基板の端部近傍に搭載されるものであり、ＡＣＦの貼り付け位置、ＩＣ回路素子の載置位置及び圧着手段による圧着位置はほぼ同じ位置であることから、製造ラインを容易に、格別の段取り替えを行うことなく共用化を行うことはできる。

ただし、パネル基板の搬送については、パネル基板を損傷させたり、変形させたりすることなく安全かつ確実に搬送できるようにするために、搬送テーブル方式を用いる場合であっても、また搬送コンベアを用いる場合であっても、同一の製造ラインで搬送可能なパネル基板のサイズには限界がある。特許文献１に示されているパネルホルダを用いたパネル搬送装置では、アームの間隔を調整可能な構成とすることによって、対応可能なパネル基板のサイズの幅が大きくなるが、パネル基板のサイズを変更する毎にアームの間隔調整を行わなければならず、このためにサイズ変更に伴う段取り替えが面倒になる等の問題点がある。また、アームの長さによっては、処理可能なパネル基板に限界があるという問題点もある。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、異なるサイズのパネル基板を処理するに当って、サイズの切り替えを円滑かつ容易に行えるようにすることにある。

前述した目的を達成するために、本発明は、パネル基板を搬送するために、長尺の搬送用トラックとなるように形成した搬送路構成部と、前記搬送路構成部の搬送面に臨み、この搬送面から突出するように電歪可能な圧電素子を所定間隔をもって１列または複数列配設した圧電素子列と、前記圧電素子列を構成する圧電素子の表面に向けて前記パネル基板を押圧する押圧手段を備え、前記圧電素子列を構成する複数の圧電素子を所定の数をもって群として、複数の圧電素子群に分割し、これら各圧電素子群を構成する１番目の圧電素子から最終番目の圧電素子までを順次遅延させながら繰り返しサイクル駆動することによって、前記各圧電素子の電歪に基づく進行波を前記パネル基板に作用させる構成としたことを特徴とするものである。

圧電素子列を構成する１列に並んだ圧電素子は、所定数、つまりｎ個の圧電素子をもって１つの群となし、もって複数の圧電素子群が設定される。各圧電素子群の１番目の圧電素子からｎ番目の圧電素子までを順次遅延させながらサイクル駆動する。そして、前方の圧電素子群のｎ番目の圧電素子から後続の圧電素子群の１番目の圧電素子が駆動される際に、そのサイクルが連続する正弦波となるように設定する。この圧電素子列における正弦波が生成されている間に、パネル基板が圧電素子に押し付けられると、この正弦波が進行波としてパネル基板に作用することになり、もってパネル基板が搬送される。

ここで、パネル基板に対する搬送駆動力は、一側の端部乃至その近傍の部位とする。通常、パネル基板において、各ステージで作業が行われるのはこの端部近傍位置である。圧電素子列を１列にするにしろ、また２列以上の複数列にするにしろ、パネル基板の端部近傍の位置と対面させるように設定する。これによって、パネル基板のサイズの切り替えがあり、そのサイズが変化しても、パネル基板は搬送路構成部の上に位置することになるので、格別の段取り替えしなくても、搬送を行うことができる。

搬送路構成部における搬送面には、多数の圧電素子が臨んでいる。これらの圧電素子に電圧を印加して電歪させることにより、搬送面から突出するように変位するように設定する。従って、圧電素子は電圧を作用させないときには、その表面が搬送面とほぼ同一面となるように設定するのが望ましい。ただし、圧電素子に電圧を作用しないときに、搬送面から多少突出していたとしても格別の支障を来すものではない。ただし、圧電素子が搬送面より低い位置となるのは、進行波の形成という観点から好ましくはない。

パネル基板を搬送路構成部における搬送面に設けた圧電素子の表面に押圧させる。パネル基板は、通常、ガラスまたは合成樹脂製のものであり、磁気による吸引力を作用させることはできないこと等の理由から、エア加圧手段を用いる。搬送路構成部により構成される搬送トラックには、複数の圧電素子が列になるように配列されている。ただし、各圧電素子間には間隔を介在させている。そこで、前後の圧電素子の間に負圧吸引口を開口させて設け、搬送トラックの下部位置に負圧チャンバを形成することによって、パネル基板に負圧吸引力を作用させることができる。なお、負圧吸引口は全ての圧電素子の間に配置するのではなく、パネル基板に対して必要な押圧力が確保される限り、例えば２箇所毎，３箇所毎というように、適宜間引きするようにしても良い。または、圧電素子を設けた部位以外のパネル接触部を多孔質部材を用いて形成し、この部材とパネル基盤の接触部全体を負圧吸引して押圧力を確保することも可能である。

パネル基板は全ての負圧吸引口を覆っているものではなく、前後に位置するパネル基板の間に間隔があることから、この間隔分の負圧吸引口は大気に連通した状態になってしまう。このために、負圧チャンバの負圧の度合が低下して、必ずしもパネル基板を搬送トラックに十分押圧することができない場合もある。この場合には、搬送トラックからパネル基板を挟んだ上部側の位置に押圧手段として、例えば加圧エア供給手段を設け、負圧吸引口からパネル基板を吸引すると共に、この加圧エア供給手段からの加圧エアによりこのパネル基板を搬送トラック方向への押圧力を発揮させることができる。

パネル基板に対して、圧電素子により搬送駆動する部位は、このパネル基板の１側の端部近傍とするが、これ以外の部位については、所定の姿勢状態、具体的には水平状態に保持しなければならない。搬送路構成部の外側の部位をベルトやローラ等で支持させることもできるが、パネル基板の搬送路構成部と対面する部位以外の部位をエア浮上させることによって、パネル基板の自重の作用をキャンセルすることができる。その結果、パネル基板は概略水平状態で軽い負荷で円滑に搬送することができ、搬送中にパネル基板に対してストレスが作用するようなことはない。

異なるサイズのパネル基板を処理するに当って、サイズの切り替えを円滑かつ容易に行うことができる。

パネル基板の一例としての液晶セルの一部と、この液晶セルに搭載されるＩＣ回路素子とを示す説明図である。本発明の実施の一形態を示すパネル搬送装置を設けたパネル基板のＩＣ回路素子の圧着機構の全体構成を示す説明図である。図２の圧着機構におけるパネル搬送装置の搬送路構成部の縦断面図である。図２のＡ−Ａ位置の断面図である。搬送路構成部の外観図である。圧電素子群の構成を示す説明図である。圧電素子の作動説明図である。搬送路構成部における他の実施の形態を示す図４と同様の断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図１にフラットディスプレイの一例として、液晶ディスプレイにおけるパネル基板１の要部構成を示す。２枚のガラス基板を貼り合わせ、その間に液晶を封入したパネル基板１の構成を示す。ここで、パネル基板１は下基板２と上基板３とから構成され、下基板２は少なくとも１辺が上基板３より張り出しており、これらの張り出し部に所定数のドライバ回路を構成するＩＣ回路素子４がＡＣＦ５を用いて搭載される。従って、パネル基板１には複数のＩＣ回路素子４の搭載部６を有するものである。これら各搭載部６は下基板２に形成した所定数の配線群から構成され、搭載部毎に一定の間隔を有している。

ＡＣＦ５は導電粒子を熱硬化樹脂からなるバインダ樹脂に均一に分散させたものからなり、パネル基板１にＩＣ回路素子４を搭載するために、まずパネル基板１における下基板２の張り出し部にＡＣＦ５を貼り付けておく。その後に、ＡＣＦ５上にＩＣ回路素子４を相対位置決めした状態で仮圧着させる。その後、仮圧着したＡＣＦ５に含まれている導電粒子によりＩＣ回路素子４に設けた所定数の電極とパネル基板１に形成した配線とをそれぞれ電気的に接続すると共に、バインダ樹脂によってＩＣ回路素子４をパネル基板１に固着させるようにする。

そこで、以下においては、本発明のパネル搬送装置をパネル基板１におけるＩＣ回路素子４を搭載する工程に適用したものとして説明する。ただし、本発明のパネル搬送装置はこの用途に限定されるものではない。図２にＩＣ回路素子４の搭載ラインを示す。このラインは、パネル基板１を搬入する搬入ステージ１０と、ＡＣＦ貼り付けステージ１１，仮圧着ステージ１２及び本圧着ステージ１３とから構成される。

搬入ステージ１０では、適宜の移載手段によりパネル基板１が搬入されて、図２に矢印で示した方向に移動させる間に、ＡＣＦ５の貼り付け、ＩＣ回路素子４の載置及び圧着が行われる。このために、パネル基板１は上流側のステージから下流側のステージに向けて搬送され、各ステージに搬入される毎に位置決めされ、固定的に保持される。

ＡＣＦ貼り付けステージ１１では、パネル基板１における下基板２の表面にＡＣＦ５が貼り付けられる。このために、ＡＣＦ貼り付けステージ１１にはＡＣＦ貼り付け機構２０が設けられており、このＡＣＦ貼り付け機構２０によって、ＡＣＦ５がパネル基板１の下基板２における所定の位置に貼り付けられる。ＡＣＦ５はパネル基板１の一つの辺の全長に及ぶように貼り付けても良いが、各ＩＣ回路素子４が搭載される領域毎に個別的に貼り付けるようにすることもできる。

ＡＣＦ５が貼り付けられたパネル基板１は仮圧着ステージ１２に搬送される。この仮圧着ステージ１２には仮圧着機構２１が設けられており、この仮圧着機構２１によって、ＩＣ回路素子４がパネル基板１における所定の位置に位置決めされて、このＩＣ回路素子４がパネル基板１に載置される。ＡＣＦ５の粘着力によってＩＣ回路素子４をパネル基板１への接続状態に維持する仮圧着が行われる。

仮圧着ステージ１２で所定数のＩＣ回路基板４が接続されたパネル基板１は本圧着ステージ１３に移行する。この本圧着ステージ１３には本圧着機構２２が設けられており、この本圧着機構２２によって、パネル基板１に仮圧着されているＩＣ回路素子４を上部から加熱下で加圧することによって、パネル基板１に熱圧着される。

前述した各ステージ１１，１２，１３では、それぞれ所定の処理が行われるが、搬入ステージ１０に搬入されたパネル基板１を搬送するために、パネル搬送装置が設けられている。このパネル搬送装置は各ステージ１０〜１３と平行な経路に沿ってパネル基板１を搬送するものであり、搬送路構成部３０とエア浮上部４０とから構成される。

ここで、ＡＣＦ貼り付け機構２０，仮圧着機構２１及び本圧着機構２２によりパネル基板１に対して処理が施されるのは、パネル基板１における下基板２の張り出し部であるＩＣ回路素子４が搭載される搭載部６においてである。従って、搬送路構成部３０はこの搭載部６を避けた位置であって、しかもこの搭載部６にできるだけ近い位置に設けられている。ここで、搬送路構成部３０は、比較的幅の狭い搬送用トラックを構成しており、この搬送路構成部３０により搬送されるパネル基板１は、図２に示したものにあっては、搬送路構成部３０の幅寸法より遥かに大きい幅寸法を有するものである。従って、パネル基板１は搬送路構成部３０から大きくはみ出すことになり、エア浮上部４０は、このはみ出した部分をフローティングさせるためにもうけられる。

搬送路構成部３０は、図３乃至図５に示したように構成されている。即ち、図３及び図４から明らかなように、搬送路構成部３０は断面が四角形状となった中空の長尺部材からなり、内部には負圧チャンバ３１が形成されており、この負圧チャンバ３１には、負圧源に接続した負圧吸引管３２が接続されている。そして、搬送路構成部３０を構成する天板部３０ａには、図５に示したように、多数の圧電素子３３が搬送路構成部３０の長さ方向の全長にわたって１列に並ぶようにして設けられている。

このように、圧電素子３３は天板部３０ａの表面に臨むようにして、一定の間隔をもって装着されている。圧電素子３３は天板部３０ａに形成した４周の周壁と底壁により形成した凹部内に装着されており、常時においては、この圧電素子３３は、天板３０ａの表面とほぼ同一の高さ位置に保持されている。そして、圧電素子３３に電圧を印加したときには、天板部３０ａの表面から突出する変形することになる。

さらに、前後の圧電素子３３，３３の間には負圧吸引口３５が開口しており、この負圧吸引口３５は負圧チャンバ３１に接続されて、負圧チャンバ３１内の負圧が作用するようになっている。これによって、天板部３０ａに当接するパネル基板１には負圧吸引力が作用し、この負圧吸引力によって、パネル基板１は圧電素子３３の表面に押圧されるようになる。

エア浮上部４０は扁平な筐体４１から構成され、この筐体４１には陽圧チャンバ４２が設けられている。陽圧チャンバ４２には加圧エア供給管４３が接続されており、またその天板部４１ａには多数の噴出口４４が全体にほぼ均一になるように分散配置されて、この噴出口４４から噴出する加圧エアによって、パネル基板１は天板部４１ａから浮上することになる。そして、パネル基板１は搬送路構成部３０によって、図２の矢印方向に搬送されるが、パネル基板１の搬送路構成部３０からはみ出した部位がエア浮上部４０の作用によって、筐体４１の上面から浮上した状態に保持されて、自重が作用しない状態にして搬送されるようになっている。

搬送路構成部３０に配置した圧電素子３３は、所定数毎に群となし、複数の圧電素子群を構成する。今、図６に示したように、４個の圧電素子３３ａ〜３３ｄを１つの圧電素子群３３Ｇとしたときに、まず圧電素子３３ａを駆動し、次いで時間遅れをもって、順次圧電素子３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを駆動する。即ち、時間Ｔをサイクルタイムとなし、このサイクルタイム内で各圧電素子３３ａ〜３３ｄを各々順次時間Ｔ／４ずらせるようにして遅延駆動する。このために、各圧電素子群３３Ｇを構成する各々の圧電素子３３ａ〜３３ｄには、接点３６ａ〜３６ｄが接続されており、これらの各接点３６ａ〜３６ｄには、圧電素子駆動回路３７に接続したロータリ接点３８が接続されている。そして、各圧電素子群３３Ｇの第１番目の圧電素子３３ａから最終番目の圧電素子３３ｄまでをそれぞれ配線３９ａ〜３９ｄで短絡させるように構成する。その結果、各圧電素子群３３Ｇにおける各圧電素子３３ａ〜３３ｄが順次電歪して、天板部３０ａの表面から突出するようになるので、図７に示したような正弦波が発生する。パネル基板１は、搬送路構成部３０の表面に形成した負圧吸引口３５により吸引されて、このパネル基板１は圧電素子３３に押圧されているから、圧電素子群３３Ｇの駆動による正弦波によりパネル基板１を搬送する進行波として機能し、パネル基板１が図２の矢印方向に搬送される。

搬送路構成部３０におけるアクチュエータとしては圧電素子３３であり、パネル基板１の搬送時においける動きを滑らかにするために、圧電素子３３を小型化して、前後の間隔も短くすることになる。その結果、パネル基板１に作用する搬送面の部位は狭い幅となる。パネル基板１は、そのサイズが極めて小さいものであれば、この搬送路構成部３０のみで安定して搬送するのに支障を来すことはない。ただし、大判のパネル基板１の場合には、パネル基板１は搬送路構成部３０からはみ出すことになる。そこで、このはみ出し部分を安定化させるために、エア浮上部４０が設けられており、このエア浮上部４０を構成する筐体４１の天板部４１ａの表面は浮上面として機能する。パネル基板１は天板部３０ａに形成した負圧吸引口３５により吸引保持されているので、位置ずれは起こさないが、パネル基板１の全体が加圧エアによるフローティング状態となって、変形したり、搬送路構成部３０から脱落したりすることはない。従って、この浮上面は搬送路構成部３０の搬送面よりほぼ同一の高さか、若しくはそれより僅かに低い位置となし、パネル基板１の浮上量は、その搬送路構成部３０における吸引保持されている高さ位置とほぼ一致することになる。

ところで、パネル基板１の搬送面への押圧力は負圧の作用で得られるものであるが、負圧チャンバ３１に開口する負圧吸引口３５は全てパネル基板１で覆われるものではなく、部分的に負圧吸引口３５が大気と連通したままの状態となっていることがある。この状態では、負圧チャンバ３１内がリークすることになり、負圧の度合が低下する。これによって、パネル基板１の搬送路構成部３０への押圧力が不足する場合には、図８に示したように、パネル基板１の上部位置に加圧エア供給部材５０を設けるようになし、この加圧エア供給部材５０にエア噴出口５１を設けて、このエア噴出口５１からパネル基板１を押圧するための加圧エアを吹き付ける構成とすることもできる。

搬送路構成部３０はＡＣＦ貼り付け、ＩＣ回路素子４の載置及び圧着の各処理が行われる部位の近傍に配置されているので、処理されるパネル基板１のサイズが変化しても、この搬送路構成部３０における各部の構成を変える必要はない。パネル基板１のサイズが大きく変化すると、エア浮上部４０は、パネル基板１の搬送路構成部３０が作用している部位以外を噴出口４４から噴出される加圧エアの作用でフローティングさせるためのものである。従って、エア浮上部４０を最大のパネル基板１をもフローティングできる大きさとしておくことによって、処理されるパネル基板１のサイズが変化しても、十分対応できるようになる。ここで、パネル基板１のサイズが小さいと、パネル基板１で覆われない噴出口４４の数が多くなり、陽圧チャンバ４２内の圧力が多少低下するが、この陽圧チャンバ４２の圧力はパネル基板１を加圧エアによるフローティングのために用いられるものであるから、多少圧力が変化しても、格別問題とはならない。ただし、パネル基板１により覆われない噴出口４４の数によっては、陽圧チャンバ４２内に導かれる圧力を変化させるようにしても良い。

１パネル基板４ＩＣ回路素子
５ＡＣＦ６搭載部
１０搬入ステージ１１ＡＣＦ貼り付けステージ
１２仮圧着ステージ１３本圧着ステージ
３０搬送路構成部３０ａ天板部
３１負圧チャンバ３３，３３ａ〜３３ｄ圧電素子
３３Ｇ圧電素子群３５負圧吸引口
４０エア浮上部４１筐体
４１ａ天板部４２陽圧チャンバ
４４噴出口５０加圧エア供給部材
５１エア噴出口

Claims

パネル基板を搬送する搬送用トラックを構成する搬送路構成部と、
前記搬送路構成部の搬送面に臨み、この搬送面から突出するように電歪可能な圧電素子を所定の間隔をもって１列または複数列配設した圧電素子列と、
前記圧電素子列を構成する圧電素子の表面に向けて前記パネル基板を押圧する押圧手段を備え、
前記圧電素子列を構成する複数の圧電素子を所定の数をもって群として、複数の圧電素子群に分割し、これら各圧電素子群を構成する１番目の圧電素子から最終番目の圧電素子までを順次遅延させながら繰り返しサイクル駆動することによって、前記各圧電素子の電歪に基づく進行波を前記パネル基板に作用させる
構成としたことを特徴とするパネル搬送装置。
前記押圧手段は、前記各圧電素子間の位置に設けた負圧吸引口から構成したことを特徴とする請求項１記載のパネル搬送装置。
前記搬送路構成部には、前記パネル基板を挟んだ上部側の位置に加圧エア供給手段を設け、前記負圧吸引口から前記パネル基板を吸引すると共に、この加圧エア供給手段からの加圧エアによりこのパネル基板を前記圧電素子に向けて押圧する構成としたことを特徴とする請求項２記載のパネル搬送装置。
前記搬送路構成部に並ぶようにして表面に加圧エアの噴出口を開口させたエア浮上部を形成し、前記搬送路構成部による前記パネル基板の搬送時に、このパネル基板の前記搬送路構成部と対面する部位以外の部位をエア浮上させる構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパネル搬送装置。