JP2011204963A - 大型基板収納装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板を一時的に収納、保管するための大型基板収納装置において、ロボット等によるランダムアクセス可能で、基板収納効率が良く省スペースで、メンテナンスや目視確認実施を安全に行える基板収納装置を提供する。
【解決手段】多段の棚状の収納部を備え、任意の対象とする収納部にロボットハンド等の基板搬送装置により基板を一枚づつ一時的に収納・保管・払い出しを行う基板収納装置において、基板の格納／払い出し時に任意の対象とする収納部と該収納部上部の収納部間が開口してロボットハンド等の基板搬送装置がアクセス可能となる機構を備え、且つ、前記収納部のそれぞれは、ロボットハンド等の基板搬送装置と干渉しないスペースに所定の間隔で設けられた基板支持ピンを有する複数本の支持体が側壁フレームに横架され、前記支持体が個別の前記収納部毎に動くことで前記収納部毎の前記支持ピンが上下に可動な機構を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置等の表示パネルを形成するために用いられるカラーフィルタなどの、大型の、ガラス基板及び工程途中のガラス基板を一時的に収納、保管するための大型基板収納装置に関する。

カラー液晶表示装置及びカラープラズマディスプレイ等の表示パネルを作製する際、製造ラインの各工程は自動化されており、製造ラインの各工程では、ガラス基板及び工程途中のガラス基板（以下区別せず、基板と呼称する）を、ロボットハンドを用いて、工程内に設置された基板収納装置（バッファカセット）から製造ラインの各工程に効率よく供給したり、処理の終わった基板を工程内に設置された基板収納装置に効率よく収納することが行われている。この工程内に設置された基板収納装置を用いることにより、人手を介さずに、基板の各工程間移動をスムーズに行うことが出来るようになっている。

これら基板収納装置に共通して求められる重要なポイントは、基板の収納効率が良いことと、基板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から自由な位置で基板を取り出すことのできるランダムアクセス性である。製造工程のライン上に存在するバッファカセットではファーストインラストアウトは品質上好ましくなく、ファーストインファーストアウトが可能か、もしくは、ロボットのランダムアクセスが可能で、且つ、収納効率の高いバッファカセットが要求されている。

特許文献１には、ガラス基板を効率よく、かつランダムに収納できるバッファ装置として、ガラス基板収納トレイにロボットがアクセスするガラス基板アクセスユニットと、ガラス基板が収納されたトレイを保管するためのガラス基板保管ユニットから構成されるバッファ装置が開示されている。しかし、このバッファ装置では、ガラス基板アクセスユニットの空間・面積が別に必要で、アクセス用ロボット以外に、ガラス基板が収納されたトレイをガラス基板アクセスユニットとガラス基板保管ユニット間で移動し、かつガラス基板保管ユニット内での位置を制御する機構が必要であった。

近年、各種の表示パネルには、０．７ｍｍ以下の薄さのガラス基板が使用されるようになっている。また、特に、大型液晶テレビの普及に伴い、使用されるガラス基板は、最近では第６世代（Ｇ６：１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、第８世代（Ｇ８：２１６０ｍｍ×２４００ｍｍ）、あるいは第１０世代（Ｇ１０：２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）と呼ばれる様に年々大型化している。このような１ｍ角を超える基板サイズの大型化に伴い、ガラス基板を受ける支持ピン等を設けた受け側フレームを厚くして剛性を上げる必要があり、段ピッチを広くする必要があり、結果として収納効率が上がらない問題があった。

また、ガラス基板等の基板大型化に伴い、その重みを支えるロボットハンドについても大型化している。ガラス等の基板を格納する棚のピッチは、ロボットハンドが、基板支持ピンとガラス基板等が当たらない様、ある程度の距離を保ちつつ進入・退出する必要があり、ロボットハンドの厚みより高い基板支持ピンにより基板を保持した状態で、進入・退出しなければならない。この様に、基板を格納する棚のピッチは、ロボットハンドの厚みや動作性能によって制約を受ける為、ある程度距離を離して配置する必要があり、基板の収納密度をロボットハンドの厚みや動作性能以上に高める事ができない。その影響から基板を収納する棚も大型化している。

上記したように、ガラス基板等の基板を格納する棚のピッチはロボットハンドの厚みや
動作性能によって制約を受けるため、ある程度距離を離して配置する必要があり、基板の収納密度をロボットハンドの厚みや動作性能以上に高める事ができない。また、ガラス基板等の基板大型化に伴い、基板を格納するステージも大型化し、強度等の理由からフレームの大型化や補強のためのフレームの使用が必須となっており、この理由から現状ではこれ以上各棚のピッチを狭める事ができずさらなる大型化が進んでいる。その結果、基板収納装置保守のための定期メンテナンスや基板への不具合があった場合に必要となる目視確認や手入れが困難となる。この場合、対象部位が低所であれば良いが、高所の場合は人為的危険が伴う等の問題が発生してしまう。

特開２００８−２０４９９６号公報

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、大型のガラス基板及び工程途中のガラス基板（基板）を一時的に収納、保管するための大型基板収納装置において、ロボット等の基板搬送装置によるランダムアクセス可能で、基板収納効率を向上させ、スペースを有効活用すると共に、装置維持のためのメンテナンスや目視確認実施の際に、危険を伴わず安易に作業を行える基板収納装置を提供することを課題としている。

本発明の請求項１に係る発明は、
多段の棚状の収納部を備え、任意の対象とする収納部にロボットハンド等の基板搬送装置により基板を一枚づつ一時的に収納・保管・払い出しを行う基板収納装置において、
基板の格納／払い出し時に任意の対象とする収納部と該収納部上部の収納部間が開口してロボットハンド等の基板搬送装置がアクセス可能となる機構を備え、
且つ、前記収納部のそれぞれは、ロボットハンド等の基板搬送装置と干渉しないスペースに所定の間隔で設けられた基板支持ピンを有する複数本の支持体が側壁フレームに横架され、前記支持体が個別の前記収納部毎に動くことで前記収納部毎の前記支持ピンが上下に可動な機構を備えている事を特徴とする大型基板収納装置である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記支持体を作動させることで、基板の格納／払い出し時のロボットハンド等の基板搬送装置のアクセス時は前記基板支持ピンを立てた状態とし、それ以外の保管時は前記基板支持ピンを寝かせた状態とする機構を有する事を特徴とする請求項１に記載する大型基板収納装置である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記支持ピンは、可動柱部と基板接触部の２段構造となっており、前記可動柱部が動いている際にも、前記基板接触部は常に基板との接触面を保持した機構を有していることを特徴とする請求項１または２に記載する大型基板収納装置である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記基板支持ピンは、基板と接触していない時も前記基板接触面を上側へ向ける機構を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する大型基板収納装置である。

また、本発明の請求項５に係る発明は、前記基板支持ピンの前記基板接触部は、基板を保持している際に前記可動柱部が動いた際にも前記基板を保持可能な材質からなることを特徴とする請求項３または４に記載する大型基板収納装置である。

本発明の大型基板収納装置は、可動式機構の棚状の収納部と、この収納部に取り付けられた可動式機構の基板支持ピンを備えていることで、各収納部の開口部をロボットハンド等の基板搬送装置進入時に対象とする収納部の上部のみとすることができるために、保管する基板間のピッチを極力小さく抑える事が可能となる。また、常に基板支持ピンの基板接触部で基板を保持しているため、基板への接触面も少なく、傷等の基板への影響を最小限に抑えられる。また、装置維持や異常が発生した際の点検などが容易に行える。すなわち、ロボットハンド等の基板搬送装置によるランダムアクセス可能で、基板収納効率を向上させ、スペースを有効活用すると共に、装置維持のためのメンテナンスや目視確認実施の際に、危険を伴わず安易に作業を行える基板収納装置が提供可能となった。

従来の、基板収納の際のロボットハンド操作の一例を説明する模式図である。 本発明の大型基板収納装置の一例を示す概略図である。 本発明の大型基板収納装置に係る、一実施形態での基板支持ピンの動作を説明する模式図である。 本発明の大型基板収納装置に係る、一実施形態での基板支持ピンの概略図である。 本発明の大型基板収納装置に係る、一実施形態での基板支持ピン構造の概略図である。 本発明の大型基板収納装置に係る、一実施形態での収納部の概略図である。 本発明の大型基板収納装置の、一実施形態での動作例の説明図である。

以下、本発明の大型基板収納装置について、一実施形態に基づいて図面を参照して説明する。なお、従来の基板収納装置と本発明の型基板収納装置で同一の機能を担う部分には同一の符号を用いて説明する。

図１は、従来の、基板収納の際のロボットハンド操作の一例を側面で説明する模式図である。（ａ）はロボットハンド進入時、（ｂ）はロボットハンド退出時である。ガラス等の基板１０を格納する棚状の収納部３０のピッチは、ロボットハンド４１が、基板支持ピン２０とガラス基板１０が当たらない様、ある程度の距離を保ちつつ進入・退出する必要がある。本例のすくい上げ方式では、ロボットハンド４１の厚みより高い基板支持ピン２０により基板１０を保持した状態で、進入・退出しなければならない。そのため、１ｍ角を超えるガラス基板等の基板大型化に伴い、基板を格納する収納部（棚）も大型化し、強度等の理由からフレームの大型化や補強のためのフレームの使用が必須となっており、従来技術ではこれ以上各棚状の収納部ピッチを狭める事ができず収納装置の大型化が避けられなかった。

図２に、本発明の大型基板収納装置の一例の概略図を示す。図２において、多段の棚状の収納部３０の中で、基板受け取り対象の例えば最上段の収納部は、基板支持ピン２０を立てた状態で、ロボットハンド等の搬送装置４０から基板を受け取る。この際、基板受け取り以外の収納部３０については、基板支持ピン２０は寝かせた状態にする事により、常時ロボットハンド等の基板搬送装置進入用の開口高さを維持する必要がなく収納部３０の
厚さを小さくすることができて、省スペース化を実現する。

また、基板搬送用のロボットハンド４１はその構造上動かせる範囲が決まっており、その範囲以外の部分についてはデッドスペースとなってしまう事が知られているが、本発明による大型基板収納装置であれば、例えば、公知の方法で本装置全体を上下させてロボットが届く範囲で基板の受け渡しを行う収納部（棚）の開口位置を一定とし、基板受け取り対象収納部下部と上部の収納部（棚）を待機場として利用する事が可能となっている。そのため、ロボットの動作範囲を含めて、全体としての省スペース化が可能である。

図３に、本発明の大型基板収納装置に係る基板支持ピン動作の概略図を示す。基板支持ピン２０は、可動柱部２１と基板接触部２２の２段構造となっている。基板１０を受け取った後、基板支持ピン２０の可動柱部２１が、例えば収納部の図示しない後部側壁フレーム方向へ倒れこみ、基板１０は最終的に、基板接触部２２の高さ分だけ、側壁フレーム３１に横架された図示しない基板支持ピンの支持体２７より高い位置で保持される。基板を受け取る際、及び基板を払い出す際は、これとは逆に、可動柱部２１が立ち上がることにより、ロボットハンド４１から基板１０を受け取る、あるいは受け渡す事が可能となる。

図４に、本発明の大型基板収納装置に係る基板支持ピンの概略図を、図５に、基板支持ピン構造の概略図を示す。基板接触部２２の下には接続部２３を介して加重部２４が連結されており、接続部２３と加重部２４は可動柱部２１内部に内接される構造となっている。基板接触部２２と加重部２４は接続部２３により可動柱部２１に接続されており、接続部２３は回動可能な接続方式となっている。

基板支持ピン２の可動柱部２１には開口（１）２５及び開口（２）２６が設けられており、開口（1）２５は基板支持ピン２が倒れる方向とは逆側に、可動柱部２１が倒れた際に基板接触部２２上面が基板と接触できる程度開いている。開口（２）２６は倒れる方向側に開いており、接続部２３とつながれた加重部２４が通れる大きさを有している。これにより、可動柱部２１が立つ際には、加重部２４が重りとなり、開口部（２）２６を通って、可動柱部２１内へ収まる。また開口部（２）２６を通った加重部２４は開口部（１）２５を通ることはできず、可動柱部２１内壁に抑止されることで、基板接触部２２の上部が常に基板との接触面となる様になっている。

上記した実施形態は一例に過ぎず、可動柱部が倒れた際にも基板接触部が基板を支持している構造であればよく、基板支持ピンの可動柱部の構造につても上記した実施形態例に限定されるものではない。

基板接触部上面は常に基板と接するよう設置されているが、先端が滑りやすかったり、鋭利なものだと、可動の際のすべりにより、基板の位置がずれたり、ロボット等から受け取る際や、可動終了時点での衝撃により割れてしまう恐れがあるため、基板との摩擦力が強く、且つ、基板への影響を及ぼさない形状・材質である物が好ましい。たとえば合成ゴムやエンジニアリングプラスチックス等の材質なども考えられるが、これらに限定されるものではなく、上記目標が達成されれば良い。また、基板接触部は全てが上記材質である必要は無く、基板との接触面のみ又は接触面に、Ｏリング等の部品を取り付けても良いが、これらに限定されるものではない。

図６に、本発明に係る大型基板収納装置の一実施形態での収納部の概略図を示す。図６（ａ）は、棚状の収納部３０の全体概略図で、ロボットハンド等の基板搬送装置４０が進入してきた際に、それと干渉しないスペースに所定の間隔で設けられた基板支持ピン２０を有する複数本の支持体２７が側壁フレーム３１に横架された構造となっている。各支持体２７は側壁フレーム３１に軸支され、両端にはプーリー３２が設置された形状となって
いる。プーリー３２間にはプーリーよりも小さいガイド３３が設置されており、図６（ｂ）に示すようにベルト３４が設置されている。このベルト３４を動かすことにより、複数本設置されている支持体２７を同時に回転させ、支持体２７に設置されている、基板支持ピン２０を同時に倒したり、立たせる事が可能となっている。

上記した収納部の構造は本発明の実施形態の1例にすぎず、これに限定されるものではない。例えば、支持体をロボット進入方向と平行に設置し、支持体を２重構造とし、外側もしくは内側に設置された部分をスライドさせる事により、基板支持ピンを動かしてもよいし、個々に動力源を設置し、同期させながら全体を同時に動かしてもよい。

上記の様にして受け渡された基板を収納した棚状の収納部３０は、基板支持ピン２０が倒れて基板接触部２２で基板１０を支持している位置で、図７（ａ）に示した動作例に示した様に、基板１０を受け取った収納部３５が上昇し、基板受け取り可能な収納部３６部分のロボット側の収納部上下間の開口４２が受け渡し可能になるよう開く事により、対象となる下段の収納部へ基板が収納出来る様になっている。また、図7（ｂ）に示すように、基板１０をロボット側へ払い出す際も同様に、払い出したい収納部３７部分の収納部上下間の開口４３を開け、基板支持ピン２０を立たせる事により受け渡し出来るようになっている。

本発明の多段の棚状の収納部の昇降に関しては、ロボットハンド進入方向に対し垂直方向のフレームに、取っ手等を付けることにより、左右のロボットで挟みこんで動かす方法や、フレーム上にシリンダ等の昇降機能が付いたものを設置し、それを動作させることにより収納部を動かしても良い。本形態については収納部が個別に動けばよく、これらに限定されるものではない。

本実施形態では、基板を持った状態では、収納部同士が離れて設置されているが、図６に示したフレームを支持体よりも大きくし、下段の基板支持ピンの接触部と基板の高さ以上のスペースを空けることにより、基板を持った状態でも収納部同士を接触させることが可能となる。言葉を変えて言えば、収納部を構成する側壁フレームの高さ（厚み）と基板支持ピンの支持部の大きさは、基板支持ピンの可動柱部が倒れた際に接触部で基板を支持している位置で、基板が積重された上部の収納部の支持部等と干渉しない距離離れる寸法であれば形状は限定されない。

上記したように、本発明の大型基板収納装置では、収納部を多段に積み重ねた任意の位置で、収納部同士のスペースを空けることが可能であるため、装置維持のためのメンテナンス作業や、基板への不具合があった場合においては、作業員が作業しやすい位置で収納部同士のスペースを空けることにより、安全に作業が可能となる。

１０・・・基板（ガラス基板、工程途中のガラス基板） ２０・・・基板支持ピン ２１・・・可動柱部 ２２・・・基板接触部 ２３・・・接続部
２４・・・加重部 ２５・・・開口（１） ２６・・・開口（２）
２７・・・支持体 ３０、３５、３６、３７・・・収納部（棚）
３１・・・側壁フレーム ３２・・・プーリー ３３・・・ガイド
３４・・・ベルト ４０・・・ロボットハンド等の搬送装置
４１・・・ロボットハンド ４２，４３・・・収納部上下間の開口

Claims (5)

1. 多段の棚状の収納部を備え、任意の対象とする収納部にロボットハンド等の基板搬送装置により基板を一枚づつ一時的に収納・保管・払い出しを行う基板収納装置において、
   基板の格納／払い出し時に任意の対象とする収納部と該収納部上部の収納部間が開口してロボットハンド等の基板搬送装置がアクセス可能となる機構を備え、
   且つ、前記収納部のそれぞれは、ロボットハンド等の基板搬送装置と干渉しないスペースに所定の間隔で設けられた基板支持ピンを有する複数本の支持体が側壁フレームに横架され、前記支持体が個別の前記収納部毎に動くことで前記収納部毎の前記支持ピンが上下に可動な機構を備えている事を特徴とする大型基板収納装置。
2. 前記支持体を作動させることで、基板の格納／払い出し時のロボットハンド等の基板搬送装置のアクセス時は前記基板支持ピンを立てた状態とし、それ以外の保管時は前記基板支持ピンを寝かせた状態とする機構を有する事を特徴とする請求項１に記載する大型基板収納装置。
3. 前記支持ピンは、可動柱部と基板接触部の２段構造となっており、前記可動柱部が動いている際にも、前記基板接触部は常に基板との接触面を保持した機構を有していることを特徴とする請求項１または２に記載する大型基板収納装置。
4. 前記基板支持ピンは、基板と接触していない時も前記基板接触面を上側へ向ける機構を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載する大型基板収納装置。
5. 前記基板支持ピンの前記基板接触部は、基板を保持している際に前記可動柱部が動いた際にも前記基板を保持可能な材質からなることを特徴とする請求項３または４に記載する大型基板収納装置。