JP4055240B2 - 基板の回転駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイにおける液晶パネルを構成するＴＦＴ基板等の基板を回転させながら所定の処理、例えばスピン乾燥、洗浄等の処理を行うために、基板を回転駆動する回転駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶パネルのＴＦＴ基板を製造する工程においては、現像液の塗布，エッチング液の塗布等の処理が行われ、またこれら各プロセス間には、洗浄・リンス工程及び乾燥工程が加わる。このような基板のプロセス処理や洗浄・リンス及び乾燥の各工程においては、基板をスピンドルに装架して、このスピンドルにより基板を高速回転させながら所要の処理が行われることになる。ここで、前述した基板は長方形状となっており、それを回転駆動する際には、スピンドルを垂直方向に配置して、基板を水平方向に回転駆動するようになされている。
【０００３】
そこで、従来から広く用いられている基板の回転駆動装置の概略構成を図４及び図５に示す。これらの図において、１は基板であって、この基板１は、例えばガラスや合成樹脂等からなる所定の厚みを有する長方形のものである。２はスピンドルであって、このスピンドル２は回転軸３の基端部にプーリ４を設けて、このプーリ４とモータ５の出力軸５ａに設けたプーリ６との間に伝達ベルト７が巻回して設けられている。また、回転軸３の先端部には基板１の保持手段８が連結して設けられている。この保持手段８は、回転軸３から、その回転軸芯と直交する方向に延在した複数本のアームを備えている。複数本のアームのうち、基板１の対角線方向に延在させた４本のアームは主支持アーム９であり、これら各主支持アーム９の中間部には補助支持アーム１０がやはり４本同じ方向に延在されている。そして、各主支持アーム９には、その先端部がＶ字状に分かれた取付部９ａとなっており、この取付部９ａにはそれぞれ一対の規制ピン１１，１１が立設されており、これら各対の規制ピン１１，１１は基板１の対角線から等間隔離れた位置に配置されて、それぞれ基板１の４つのコーナ部分の端面と係合するようになっている。また、各主支持アーム９及び補助支持アーム１０には、それぞれ１または複数本の支持ピン１２が立設されており、これら各支持ピン１２は、基板１の裏面と当接するようになっている。なお、図中１４は回転軸３を回転自在に支承する軸受である。
【０００４】
回転駆動装置は前述のように構成されるものであって、この回転駆動装置を用いることによって、基板１を水平方向に回転駆動できるようになる。即ち、基板１をロボット等のハンドリング手段（図示せず）によりスピンドル２の上方において、８本からなる規制ピン１１により囲まれた空間の部分の上部に位置決めした状態で下降させることにより、基板１の裏面を支持ピン１２上に当接させるようにして載置される。これによって、基板１がスピンドル２に装架されて、８本の規制ピン１１が基板１の各コーナ部と係合して、水平方向にみだりに移動しないように保持される。ここで、基板１をスピンドル２に着脱する際に、その端面が規制ピン１１と摺接しないようにして円滑に装着できるようにするために、基板１の中心が正確にスピンドル２の回転中心と一致する状態に装架した状態では、基板１の端面と規制ピン１１との間には極僅かな隙間が形成されるようにしておく。従って、規制ピン１１が基板１と係合するというのは、規制ピン１１の周胴部が基板１の端面と対面するか、または接触しており、基板１が回転した時に、基板１の端面がいずれかの規制ピン１１に圧接されて、基板１の遠心力を受承する状態をいう。これら規制ピン１１に加えて、所定数の支持ピン１２が主支持アーム９及び補助支持アーム１０から立設されているが、この支持ピン１２は基板１の裏面側を保持して反りが生じるのを防止するために設けられている。
【０００５】
以上の状態で、モータ５を作動させると、スピンドル２を構成する回転軸３が回転して、基板１が追従回転することになる。そして、このスピンドル２に装架させた基板１の表面（または表面及び裏面）にノズル（図示せず）を対面させて、このノズルから所要の液を噴射することによって、基板１に対する液処理を行うことができる。例えば、基板１の表面または表裏両面を洗浄したり、またリンス処理等も行うことができる。さらには、現像液等を供給すれば、所定のプロセス処理も行えることになる。一方、ノズルを対面させることなく、基板１を高速回転させるようにすると、基板１の表面に付着する洗浄液やリンス液等を遠心力の作用でその外周面から飛散させるようにして高速スピン乾燥を行うことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶パネルを製造するに当っては、大型の基板を所望のサイズ及び形状にカットするが、カットする前の段階でも前述した洗浄等の処理が行われる。一般に、液晶パネルとして構成した場合においては、必ずしもその全面が画像表示領域となるのではなく、外周側の所定の部分は額縁により覆われることになる。従って、液晶パネルの画像表示部のサイズや額縁により覆われる部位の幅等に応じて基板のサイズが設定されることになる。このために、同じ画面サイズのものとする場合でも、基板そのものの縦横の寸法が異なってくる場合がある。以上のように構成した回転駆動装置にあっては、保持手段８として、長方形の基板１の対角線方向に主支持アーム９を延在させるように構成しているので、基板のサイズが変われば、この保持手段８に装架できなくなってしまうために、この回転駆動装置では１種類のサイズの基板しか装架できないことになり、回転駆動装置として汎用性が欠けるという欠点がある。勿論、液晶パネルを構成するようにカットされた基板に対して液処理等を行う場合であっても、同じ画面サイズの基板でも額縁に覆われる領域の幅寸法等が変わってくることもあり、保持手段８に汎用性がないのは、非常に不便なものとなる。
【０００７】
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、複数種類の基板を装架できる保持手段を備えた基板の回転駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、異なるサイズの長方形状からなる２種類のディスプレイ用の基板を水平状態に保持して回転駆動するための基板の回転駆動装置であって、回転軸を備えたスピンドルと、このスピンドルの先端に連結されて、水平方向に放射状に設けた４本の主支持アームと、これら各主支持アームに立設した各１本の長辺部規制ピンと、前記長辺部規制ピンの回転方向の前後の位置にそれぞれ所定の間隔を置いて立設した各々１本の短辺部規制ピンと、前記各主支持アームに立設され、前記各基板の裏面と当接する複数本の支持ピンとを備え、前記スピンドルの回転中心を中心として、一方の基板と他方の基板とは相互に直交する方向に設置され、前記各主支持アームに設けられ、４本から構成される長辺部規制ピンは、各２本ずつ前記両基板の各長辺部と係合するものであり、また前記各主支持アームに各２本で、合計８本から構成される短辺部規制ピンは、各々の主支持アームに立設した各１本の短辺部規制ピンが前記一方の基板に係合し、他方の基板には前記一方の基板とは異なる各１本の短辺部規制ピンと係合するものであることをその特徴とするものである。
【０００９】
そして、いずれの基板を装架した時にも、その重心位置が回転軸の回転中心と一致させるのが好ましい。このためには、４本の長辺部規制ピンと、各組の４本の短辺部規制ピンとは、それぞれ回転軸の回転中心を中心とし、かつ異なる半径を有する円周上に位置させるように構成する。また、基板の裏面は支持ピンで支持されるが、基板により平面性を持たせるには、各主支持アーム間にそれぞれ１乃至複数の補助支持アームを延在させて設け、これら各補助支持アームにも支持ピンを立設するように構成すれば良い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
そこで、以下に図面を参照して本発明の実施の一形態について詳細に説明する。而して、図１は基板の回転駆動装置の断面図、図２はその保持手段の平面図であり、さらに図３は各規制ピンの配置構成に関する説明図である。
【００１１】
まず、図１において、２０はスピンドルを示し、このスピンドル２０は、回転軸２１の基端部にプーリ２２を装着してなるものであって、モータ２３の出力軸２３ａに設けたプーリ２４と、回転軸２１のプーリ２２との間に伝達ベルト２５を巻回して設けることによって、駆動力の伝達を行うようにしている。この点については前述した従来技術のものと格別の差異はない。ただし、回転軸２１の先端に設けられる基板の保持手段２６の構成は、従来技術の保持手段８とは異なっている。
【００１２】
保持手段２６は、図２から明らかなように、回転軸２１の先端には、その回転中心Ｏを中心として、直交２軸を構成する各方向に向けて４本の主支持アーム２７が水平方向に延在されている。ここで、図２には、４本の主支持アームを区別するために、それぞれ２７Ｘ_１，２７Ｙ_１，２７Ｘ_２，２７Ｙ_２の符号で示している。従って、以下の説明においては、主支持アームを総称する場合には符号２７を用い、また個別の主支持アームについてはそれぞれ２７Ｘ_１，２７Ｙ_１，２７Ｘ_２，２７Ｙ_２で引用する。而して、各主支持アーム２７の先端部には、概略接線方向に向けて張り出したピン取付部２８が形成されている。これら各ピン取付部２８は保持手段２６の回転方向（例えば、矢印Ｒ方向）の前方及び後方に向けて所定の長さだけ延在されており、これら各ピン取付部２８には３本の規制ピン２９ａ，２９ｂ，２９ｃが立設されている。これら各主支持アーム２７Ｘ_１，２７Ｙ_１，２７Ｘ_２，２７Ｙ_２にそれぞれ設けた規制ピンを区別する場合には、それぞれ主支持アームに使用した添字と同様、Ｘ_１，Ｙ_１，Ｘ_２，Ｙ_２の添字を用いる。
【００１３】
回転軸２１の先端において、相隣接する各主支持アーム２７間の部位にそれぞれ４本の補助支持アーム３０が主支持アーム２７と一体的に形成されており、これら補助支持アーム３０の延在方向は主支持アーム２７と同じで、長さは主支持アーム２７より短くなっている。そして、主支持アーム２７におけるピン取付部２８より回転中心Ｏ側の位置と、補助支持アーム３０とには、それぞれ適宜の箇所に支持ピン３１が立設されている。これらの支持ピン３１はその頭部が球面形状をしており、後述する基板４０Ａ，４０Ｂの裏面に実質的に点接触するようになって、これにより基板の反りを防止して、平面性を確保するようにしている。
【００１４】
保持手段２６を以上のように構成することによって、図２に示したように、サイズの異なる２種類の基板４０Ａ，４０Ｂを装架して回転駆動することができるようになる。ここで、基板４０Ａ，４０Ｂはいずれも長方形のものであるが、例えば基板４０Ａの長辺の長さをＬ_１、短辺の長さをＳ_１とし、また基板４０Ｂの長辺の長さをＬ_２、短辺の長さをＳ_２とした時に、Ｌ_１＞Ｌ_２，Ｓ_１＞Ｓ_２となる寸法関係というように、基板４０Ａと基板４０Ｂとではサイズが異なっている。この２種類の基板を回転駆動するために、各主支持アーム２７のピン取付部２８に設けられる各規制ピンは以下のような位置関係となるように設定されている。
【００１５】
まず、それぞれの主支持アーム２７に設けた３本の規制ピン２９ａ，２９ｂ，２９ｃのうち、中央に位置する規制ピン２９ｂは、基板４０Ａとも、また基板４０Ｂとも係合するようになっており、この規制ピン２９ｂは、基板４０Ａ及び基板４０Ｂの長辺に係合するものであり、従ってこの４本からなる規制ピン２９ｂは１組として長辺部規制ピンを構成する。これに対して、各規制ピン２９ａは基板４０Ａの短辺に、また各規制ピン２９ｃは基板４０Ｂの短辺に係合する短辺部規制ピンを構成している。従って、それぞれ４本からなる規制ピン２９ａと２９ｃとは別個の組の短辺部規制ピンを構成している。
【００１６】
基板４０Ａ，４０Ｂはスピンドル２０の回転軸２１により回転駆動されるものであるから、それらを円滑に回転させ、むらなく安定的に回転させるには、保持手段２６に基板４０Ａ及び４０Ｂを装架させた状態での重心が回転中心に位置していなければならない。このために、図３に示したように、回転軸２１の中心Ｏを中心としたＸＹ直交２軸を設定した時に、４本の規制ピン２９ｂは全てこのＯの位置を中心とした円周Ｃ_１上に位置し、かつ規制ピン２９ｂＸ _１ と２９ｂＹ _１ との間及び規制ピン２９ｂＸ _２ と２９ｂＹ _２ との間の間隔は基板４０Ｂの短辺の長さＳ _２ と一致させ、規制ピン２９ｂＸ _１ と２９ｂＹ _２ 及び規制ピン２９ｂＸ _２ と２９ｂＹ _１ との間の間隔は基板４０Ａの短辺の長さＳ _１ と一致させる。なお、両基板４０Ａ，４０Ｂの短辺の長さが同じである場合には、各規制ピン２９ｂはＸＹ直交２軸上に配置される。
【００１７】
これに対して、各ピン取付部２８に立設されている他の２本の規制ピン２９ａ及び２９ｃについては、規制ピン２９ａＸ_１と２９ａＹ _１ との間隔及び規制ピン２９ａＹ _２ と２９ａＸ_２との間隔は基板４０Ａの長辺の長さＬ_１と一致させ、また規制ピン２９ｃＸ_１と２９ｃＹ _２ との間隔及び規制ピン２９ｃＹ _１ と規制ピン２９ｃＸ_２との間隔は基板４０Ｂの長辺の長さＬ_２と一致させる。さらに、４本の規制ピン２９ａは全て回転中心Ｏを中心とした円周Ｃ_２上に位置し、さらに４本の規制ピン２９ｃも全て回転中心Ｏを中心とした円周Ｃ_３上に位置するようになっており、かつ各ピン取付部２８において、規制ピン２９ｂから規制ピン２９ａまでの間隔及び規制ピン２９ｂから規制ピン２９ｃまでの間隔は同じである。
【００１８】
以上のように構成することによって、スピンドル２０の保持手段２６に装架させて、モータ２３により回転軸２１を作動させると、保持手段２６に装架された基板は高速で回転駆動されることになる。この結果、基板に対して高速スピン乾燥や洗浄、さらには処理液の塗布等の処理を行うことができる。ここで、この回転駆動装置に装架できる基板は、基板４０Ａと基板４０Ｂというように、サイズの異なる２種類のものであり、この２種類の基板４０Ａ，４０Ｂを全く段取り変えすることなく装架できることになる。しかも、基板４０Ａ，４０Ｂのいずれを保持手段２６に装架した時にも、それらの重心位置は回転軸２１の回転中心に位置することになるから、円滑に回転され、回転むらが生じたり、基板が不安定になったりすることがなく、さらに一部の規制ピンに極端に荷重が作用する等のおそれはない。
【００１９】
即ち、基板４０Ａを回転駆動する際には、各主支持アーム２７のピン取付部２８に設けた規制ピン２９ａと規制ピン２９ｂとの間に各角隅部近傍を係合させた状態にすると共に、その裏面には主支持アーム２７及び補助支持アーム３０の支持ピン３１を当接させた状態にする。この時には、規制ピン２９ｂＸ_１と２９ｂＹ_２とが一方の長辺に、また規制ピン２９ｂＸ_２と２９ｂＹ_１とが相対向する長辺に係合し、規制ピン２９ａＸ_１と２９ａＹ_１とが一方の短辺に、規制ピン２９ａＸ_２と２９ａＹ_２とがそれと対向する短辺に係合することになり、基板４０Ａの重心位置が回転軸２１の回転中心Ｏと一致した状態となる。また、基板４０Ｂを装架して回転駆動する場合には、その一方の長辺が規制ピン２９ｂＸ_１及び２９ｂＹ_１と係合し、反対側の長辺には規制ピン２９ｂＸ_２と２９ｂＹ_２とが係合し、一方の短辺には規制ピン２９ｃＸ_１ と２９ｃＹ_２が、他方の短辺には規制ピン２９ｃＸ_２及び２９ｃＹ_１が係合した状態になり、この基板４０Ｂの重心位置は回転軸２１の回転中心Ｏと一致することになる。
【００２０】
ところで、図２から明らかなように、基板４０Ａと基板４０Ｂとでは、保持手段２６に装架した時に方向が異なってくる。保持手段２６への基板の挿脱は、通常、ロボット等のハンドリング手段を用いて行うことから、基板４０Ａと基板４０Ｂとでは方向を変える必要がある。しかしながら、基板４０Ａを処理する場合と、基板４０Ｂを処理する場合とでは、回転軸２１の停止位置を９０°変えるようにすれば、基板４０Ａも基板４０Ｂも同じ方向から挿脱できる。このためには、図１に示したように、回転軸２１の回転をエンコーダ板５０と検出器５１とからなるエンコーダで検出し、この検出信号に基づいて回転軸２１の停止制御を行うようになし、基板４０Ａを処理する際と、基板４０Ｂを処理する際とで、停止位置を変えるようにすれば良い。
【００２１】
前述したように、本発明の保持手段２６を用いることによって、高速スピン乾燥時には基板４０Ａ，４０Ｂの表裏両面の乾燥が可能となるが、例えば基板４０Ａ，４０Ｂの表裏両面の同時洗浄を行うことも可能となる。表裏両面洗浄を行うには、洗浄液噴射ノズルを保持手段２６の上下に配置する。上側の洗浄液噴射ノズルは基板４０Ａ，４０Ｂの回転中心から、主支持アーム２７の延在方向に向けて配置する。一方、下側に位置する洗浄液噴射ノズルは、基板４０Ａ，４０Ｂのほぼ全面をカバーできるようにするために、スピンドル２０を構成する回転軸を中空回転軸となし、この回転軸の内部に洗浄液噴射ノズルを設ければ良い。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成したので、縦横の寸法が異なる複数種類の基板を装架して回転駆動することによって、洗浄やスピン乾燥等といった所定の処理を行うことができ、処理対象となる基板のサイズが変わっても保持手段の段取り変えを行う必要がなくなる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す基板の回転駆動装置の断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】各規制ピンと基板との係合状態を示す作用説明図である。
【図４】従来技術における基板の回転駆動装置の断面図である。
【図５】図４の平面図である。
【符号の説明】
２０ スピンドル
２１ 回転軸
２６ 保持手段
２７ 主支持アーム
２８ ピン取付部
２９ａ，２９ｂ，２９ｃ 規制ピン
３０ 補助支持アーム
３１ 支持ピン
４０Ａ，４０Ｂ 基板

Claims (3)

1. 異なるサイズの長方形状からなる２種類のディスプレイ用の基板を水平状態に保持して回転駆動するための基板の回転駆動装置において、
   回転軸を備えたスピンドルと、
   このスピンドルの先端に連結されて、水平方向に放射状に設けた４本の主支持アームと、
   これら各主支持アームに立設した各１本の長辺部規制ピンと、
   前記長辺部規制ピンの回転方向の前後の位置にそれぞれ所定の間隔を置いて立設した各々１本の短辺部規制ピンと、
   前記各主支持アームに立設され、前記各基板の裏面と当接する複数本の支持ピンとを備え、
   前記スピンドルの回転中心を中心として、一方の基板と他方の基板とは相互に直交する方向に設置され、
   前記各主支持アームに設けられ、４本から構成される長辺部規制ピンは、各２本ずつ前記両基板の各長辺部と係合するものであり、また前記各主支持アームに各２本で、合計８本から構成される短辺部規制ピンは、各々の主支持アームに立設した各１本の短辺部規制ピンが前記一方の基板に係合し、他方の基板には前記一方の基板とは異なる各１本の短辺部規制ピンと係合するものである
   ことを特徴とする基板の回転駆動装置。
2. 前記各主支持アームに各２本設けた８本の前記短辺部規制ピンのうち、前記一方の基板に係合する４本の短辺部規制ピンを結ぶ円と、前記他方の基板と係合する４本の短辺部規制ピンを結ぶ円とは、前記回転軸の回転中心を中心とし、かつ異なる半径となったものであり、また前記４本の長辺部規制ピンを結ぶ円は前記回転軸の回転中心を中心とし、前記両短辺部規制ピンを結ぶ２つの円とは異なる半径を有するものであることを特徴とする請求項１記載の基板の回転駆動装置。
3. 前記各主支持アーム間にそれぞれ１乃至複数の補助支持アームを延在させて設け、これら各補助支持アームにも前記支持ピンを立設する構成としたことを特徴とする請求項１記載の基板の回転駆動装置。

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