JP6506605B2 - フィルム状部材の支持装置 - Google Patents

Description

本発明は、フィルム状部材の支持装置に関する。更に詳しくは、電子機器等の板状製品、当該板状製品を構成する合成樹脂製の支持体、当該板状製品の製造プロセス中の半製品、製造に用いるフィルム状部材の支持装置に関する。

近年、可撓性を有する基板上に半導体素子、表示素子、発光素子等の機能素子が設けられた可撓性を有する装置（フレキシブルデバイス）は開発が進められ実用化されている。可撓性を有する装置の代表的な例としては、照明装置、画像表示装置の他、トランジスタ等の半導体素子を有する種々の半導体回路等が挙げられる。また、これらを製造する方法も種々提案されている。可撓性を有する部品、機器の表裏面は、内部素子の保護等とそのフレキシブル性の確保のために、例えば合成樹脂製のフィルム状の支持体でカバーされている。また、可撓性を有する部品、機器は、半製品であるフィルム状の部材を搬送（移送）する、他の部材と貼り付ける、これに部品を実装する等の種々の工程を経て加工され、かつ種々の部材が使用されて製造される。可撓性を有する機器等の板状製品における支持体であるフィルム状部材は、例えば、両面が保護シートでカバーされていてロールに巻かれて供給される。このためにこれを所望の寸法に切断し、一面の保護シートを引き剥がすと、内部応力のバランスが崩れて反り返り、変形する。

一方、長手方向に移動している帯状のフィルムの皺を伸ばすために、空気孔からエアを帯状フィルムに吹き付けて、連続的に皺を伸ばすフィルムの皺取り装置が提案されている（特許文献１）。このフィルムの皺取り装置は、帯状部材の皺を伸ばすことはできても、切断された１個単位のフィルムの皺、変形を伸ばすことはできない。また、損傷に敏感なフィルム状部材の場合、把持手段で把持する把持面は、決められた一方の面のみであることが多い。即ち、フィルム基板の両面を使用して、搬送ハンド等の把持手段で把持することはできない。

また、１個単位に切断されたフィルム基板の皺を伸ばすために、配置台上のポーラス材から空気を排気し、これにフィルム基板を載置して吸着し、フィルム基板の上面から押圧ガスを吹き付けて、フィルム基板の皺を取る皺取り方法とその装置が提案されている（特許文献２）。この特許文献２に記載された皺取り方法とその装置は、複数の噴射ノズルを配置した一対の吹出管を同期させて揺動させて、フィルム基板の皺を伸ばすものである。この揺動機構は複雑であり、故障等の原因になるので可能な限り簡素な機構が好ましい。更に、この皺取り方法とその装置は、フィルム基板の下面はポーラス材の上面に接しているために、皺を伸ばすことはできてもフィルム基板の下面から、搬送ハンド等で把持することはできない。

特開２０１１−６６０９５号公報 特開２０１３−２１６４２９号公報

本発明は、以上のような背景で発明されたものであり、以下のような目的を達成する。
本発明の一態様の目的は、フィルム状部材に必要最小限で接して、設定された姿勢、位置に位置決めするためのフィルム状部材の支持装置を提供することにある。
本発明の他の一態様の目的は、フィルム状部材の変形を矯正することができるフィルム状部材の支持装置を提供することにある。

本発明１のフィルム状部材の支持装置は、
可撓性を有するフィルム状部材の支持装置であって、
前記フィルム状部材の第１の面を吸着する機能を有する複数のパッドと、
第１の繰り出し量で停止可能な複数の第１のリフトピンと、
第２の繰り出し量で停止可能な複数の第２のリフトピンと、を有し、
前記パッドは、弾性部材で構成され、かつ前記第１のリフトピン及び前記第２のリフトピンの端部に配置され、
前記フィルム状部材の前記第１の面を前記パッドで吸着する
ことを特徴とする。

本発明２のフィルム状部材の支持装置は、本発明１において、前記パッドは、前記フィルム状部材の支承の位置により吸着力が異なるものであることを特徴とする。
本発明３のフィルム状部材の支持装置は、本発明１又は２において、前記パッドは、前記第１の面を点で支承するものであることを特徴とする。
本発明４のフィルム状部材の支持装置は、本発明１乃至３のいずれか一項において、加圧空気を吹き付ける機能を有するノズルを有し、前記ノズルが前記フィルム状部材の第２の面に前記加圧空気を吹き付けているときに、前記パッドは、前記フィルム状部材の前記第１の面を吸着することを特徴とする。

本発明のフィルム状部材の支持装置は、フィルム状部材に必要最小限で接するので損傷することなく、設定された姿勢、位置に位置決めすることができる。また、フィルム状部材の変形を矯正することができるので、別途そのための矯正装置、工程を設ける必要がない。

図１は、本発明のフィルム状部材の支持装置の実施の形態１を示す立体外観図である。 図２は、リフトピンの上部のパッドの一部断面図である。 図３は、図１のＡ方向から見た側面図である。 図４は、本発明のフィルム状部材の支持装置の実施の形態２を示す側面図である。 図５は、本発明のフィルム状部材の支持装置の実施の形態３を示す側面図である。 図６は、実施の形態３のリフトピンの上部のパッドの一部断面図である。 図７は、実施の形態３の説明図である。

［実施の形態１］
以下、本発明のフィルム状部材の支持装置（以下、支持装置１という。）の第１の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明のフィルム状部材の支持装置１の実施の形態１を示す立体外観図である。このフィルム状部材とは、照明装置、画像表示装置等の電子機器を構成する板状部品であるフィルム状（可撓性は問わない。）のもの、当該板状部品の製造プロセス中の半製品、又は当該板状部品の製造に用いるフィルム状のもの等を意味する。このフィルム状部材は、製造のために種々のプロセス間で搬送され移動して必要な加工が施される。フィルム状部材は、工程中で反り返ってしまうと、これを平面状態に矯正して搬送するのは難しい。また、製造工程毎にその処理時間が異なる場合に、時間調整のために、これらの部材を一時的に待機、保管するための仮置台が必要となる。

また、工程毎に搬送又は加工のための把持手段であるハンド、フィンガーが異なる場合には、掴み換えのために一時的に載置する台を配置する必要もある。本発明のフィルム状部材の支持装置は、このような場合にフィルム状部材を支持し、設定された姿勢、位置、角度に位置決めすることができる。また、フィルム状部材の変形を矯正することもできる。なお、本発明及び本実施の形態の支持装置は、上述した板状製品の製造に限らず、フィルム状のものを支持する様々な場合に適用することができる。つまり、このフィルム状部材の支持装置１とは、フィルム状部材に加工、部品の組付け等の作業を行うときに待機するための台、次工程に搬送（移送）するために他の搬送装置、又はロボットハンドで掴み換えするための台、時間調整のために一時的に待機、保管するための台等を意味する。また、フィルム状部材の位置、角度を変えるため、更にはその変形を矯正するための台でもある。従って、本発明、又は本実施の形態でいうフィルム状部材の支持装置１は、以下に説明する実施の形態１のみの機能、用途を意味しない。

図１は、フィルム状部材２をその支持装置１上に支持した状態を示す一例である。本発明の一態様及び本実施形態１でいうフィルム状部材２とは、合成樹脂製の支持体等の部材、更には板状製品の製造工程中の半製品、当該板状製品の製造過程で用いる可撓性のあるフィルム状の単層、積層体を問わず全ての部材をいう。図１に示すように、フィルム状部材２は、本例では６本のリフトピン（支承のためのピン）５により、その下面が支持されている。リフトピン５は、その下部に配置されたフレーム３に固定されている。

フレーム３は、支持装置１を構成する本体である。図２に示すように、例えば、管状のリフトピン５の下部の外周には、雄ネジが形成されており、この雄ネジにナット４がねじ込んである。この雄ネジとナット４により、リフトピン５をフレーム３に固定している。リフトピン５は、このようにネジ固定構造であるためにフレーム３上からの突出高さを任意の位置に、かつ着脱交換自在に調整することができる。なお、本例ではネジ固定による固定であるが、例えば、３位置を選択できる空気圧シリンダによる上下機構、クランプ機構、カム機構であっても良い。また、本実施の形態１は、リフトピン５の鉛直方向の位置を調整する高さ調整機構としているが、大形のフィルム状部材２の場合、鉛直（縦）方向にして把持することがある。

この場合は、高さ調整機構ではなく、水平方向の長さを調整する機構となるので、本発明及び本実施の形態では、リフトピンの突出高さを繰り出し量ともいう。リフトピン５の上部は、上プレート台６に形成された貫通孔７を突き抜けている。上プレート台６は、フレーム３に固定具（図示せず）により固定されている。本例では透明の合成樹脂製の矩形の板材である場合を示すがこれに限られない。上プレート台６は、フィルム状部材２を支承するための台であるが、フィルム状部材２が何らかの原因で落下したとき低い落下位置で受け止めることができる。フィルム状部材２が大きな変形をしていない限り、又はリフトピン５の突出高さが低くない限り、フィルム状部材２が上プレート台６に接触することはない。

図２は、リフトピン５の上部の断面図である。リフトピン５は、中心に貫通孔９が形成された管材である。貫通孔９は、リフトピン５の上端から空気を吸引するための管路を形成する。リフトピン５の上部には、管状のパッド１０が固定して取り付けられている。リフトピン５の貫通孔９の内径とパッド１０の内径とは、同じ寸法の内径であり、連通している。パッド１０は、合成ゴム、又は合成樹脂エラストマー等で作られた弾性部材であり、多少の変形が可能である。パッド１０の上端面１２は、フィルム状部材２を支承する。パッド１０は、弾性材料で作られているので、フィルム状部材２を傷つけることはなく、かつ変形するのでフィルム状部材２の変形に追従する。

本実施の形態１では、リフトピン５が６本配置されており、通常は全て同一の高さに設定されている。ただし、本例では中央部に配置された２本のリフトピン５は、両側のリフトピン５の高さに比して、高さｈだけ低く設定されている。リフトピン５の各貫通孔９は、それぞれ管路１４により真空ポンプ１５に接続されている。各管路１４には、絞り弁、レギュレータ、圧力センサー、チェック弁等（図示せず）が必要に応じて配置されている。絞り弁は、パッド１０からの空気の吸引力を調整するものであるが、フィルム状部材２の種類によって、一度調整したら絞り量は固定しておく。即ち、フィルム状部材２を吸引固定するための各吸引力は一定である。ただし、本発明はこれに限られず、各吸引力は一定でなくてもよい。

（実施の形態１の作用）
以上の構造において、フィルム状部材２の下面が、搬送装置の把持ハンド（図示せず）に把持されて、支持装置１のリフトピン５上に乗せられる。このとき、パッド１０は真空ポンプ１５からの空気の吸引により、パッド１０の上端面１２の近傍の空気を吸引する。このために、フィルム状部材２がこの近傍に接近すると、これをリフトピン５の上端面１２で吸着する。この結果、フィルム状部材２は、実線で示すように中心が凹部になるように、６本のリフトピン５の各上端面１２の上に支持固定される。

仮に、パッド１０からの吸引力がないと、例えば、ロールに巻かれていたフィルム状部材２は、矩形に切断された後でもその内側は圧縮応力を、外側は引張応力を受けていたので、通常は巻き癖がついている。図１に示すように、パッド１０からの空気の吸引がないときで、円筒状の巻き癖がある場合、中心が高く、両端が低くなるように円筒状（凸状）の形状のままでリフトピン５上に載置される状態となる（図１の想像線）。ただし、フィルム状部材２を表裏反転させると、上下が逆向きの凹状となる。

しかしながら、上述したように、６個のパッド１０により、フィルム状部材２は中心部が若干窪んだものとなり（図１の実線）、これを巻き癖の逆方向に矯正するので、フィルム状部材２は、円筒状の巻き癖が矯正される。この結果、平面上の状態で次の工程に受け渡すことができる。また、フィルム状部材２と上プレート台６との間には、空間である隙間１６が形成されているので、フィルム状部材２を搬出する際、この隙間１６にフォーク状の搬送ハンドの指に配置された吸着パッドにより、フィルム状部材２を把持することができる。このとき、後述するエアーノズルを用いて、加圧空気をフィルム状部材に噴射し、搬送ハンドの吸引力を補助しても良い。このために、隙間１６は、損傷防止のためにフィルム状部材２の上面に接触して把持できないときに有用である。図３は、実施の形態１の変形例を示す支持装置２０を示す側面図である。円筒状の巻き癖があまり強くない場合（図３の想像線）、リフトピン５は、同一の高さに設定したものである。６個のパッド１０の吸引力によりフィルム状部材２は平面状に矯正される（実線）。

［実施の形態２］
図４は、実施の形態２を示す支持装置２５を示す側面図である。前述したように、フィルム状部材２に巻き癖がついているとき、又はフィルム状部材２が多層の積層構造の場合、この表層を剥離したとき、内部応力のバランスが崩れて、変形することがある。この変形が大きいとき、図４の想像線で示すように、中心部がパッド１０の上端面１２からの高さＨだけ離れて、吸引できないことがある。このために、吸引力を大きく設定することもできるが、吸引力をある設定値以上に強力にすると、微妙なフィルム状部材２の内部素子が損傷を受ける、又は合成樹脂製の支持体等が塑性変形することもある。

このために、許容数値以上の吸引力で吸引することはできない。このようなとき、この吸引力を補助するために、フィルム状部材２の上面に１個以上のエアーノズル２４を配置したものである。エアーノズル２４は、一直線状に均一な圧縮空気をフィルム状部材２の上面に噴射して、その動圧をフィルム状部材２に与えて下方に曲がるように変形させるものである。円弧状に変形していた（想像線）フィルム部材２は、エアーノズル２４からの加圧空気の噴射による動圧により、噴射を受けた部分とその近傍が変形する。フィルム状部材２は、図４に示すように平面上に変形されて、中心部のパッド１０を含めて、吸引することができ、かつフィルム状部材２は平面状に矯正される（実線）。

エアーノズル２４の配置位置、配置数は、フィルム状部材２の材質、特性、変形量等で決められるべきものであるが、予め実際に生産するフィルム状部材２で実験した結果で決めると良い。エアーノズル２４の構造、機能等は、特開平１０−３３７５０３号公報等で公知であり、その説明は省略する。ただし、この複数の噴射口を直線状に配置したエアーノズル２４に換えて、一般的な単一の噴射口を有するエアーノズルを、適宜複数個配置したものであっても良い。即ち、このエアーノズル２４は、特別な構造、機能を有するものを使用する必要はなく、かつその配置位置は、フィルム状部材２の変形の形状、位置によって、必要な数、配置位置を決定すべきである。

［実施の形態３］
前述した実施の形態１及び２の支持装置１、２０、２５のリフトピン５は、いずれも同一仕様のリフトピン５を６本用いたものであった。図５に示す実施の形態３の支持装置３０は、このリフトピンを合計１０本配置した例である。この支持装置３０は、この両端部の２本のリフトピン２６と中央の３本のリフトピン２８は、上端の吸引部の直径の大きさが異なる。両端部の２本のリフトピン２６の直径ｄは、中央の３本のリフトピン２８の直径Ｄより小径である。図６は、両端部の２本のリフトピン２６と中央の３本のリフトピン２８の上部のパッドの一部断面図である。両端の２本のリフトピン２６のパッド２７の吸引孔の内径ａは、中央の３本のリフトピン２８のパッド２９の直径Ａより小径であるので、両者の吸引面積の違いにより、両端のリフトピン２６のパッド２７の吸引力ｆは、中央の３本のリフトピン２８のパッド２９の吸引力Ｆより、その吸引力は弱い。

図５に示すように、中高になるクセのあるフィルム状部材２の場合、中央の３本のリフトピン２８の吸引力が相対的に強いので、その力で無理なく保持することができる。しかも、両端部の２本のリフトピン２６は、外径である直径ｄが比較的小径であるので、図７に示すように、フィルム状部材２の両端の変形に追従が容易である。ただし、吸引力Ｆがフィルム状部材２を損傷しない範囲の吸引力である。

［その他の実施の形態］
前述した実施の形態１ないし３の支持装置１、２０、２５、３０は、いずれも移動しないものが前提であった。しかしながら、これらの支持装置１、２０、２５、３０は、板状製品の製造システムの必要に応じて、１軸、２軸、或いは３軸方向に移動可能で、かつＮＣ等で移動制御が可能なものであっても良い。即ち、支持装置１、２０、２５、３０は、搬送装置の機能を有するものであっても良い。また、前述した実施の形態１ないし３の支持装置１、２０、２５、３０は、支持装置の上である水平面でフィルム状部材２を把持するものであったが、このフィルム状部材２を縦方向（鉛直方向）にして支承するもの、又は支持装置の下面で支承するものであっても良い。即ち、本発明の支持装置は、大形のフィルム状部材の場合、スペース効率、重力の関係もあり縦方向の姿勢で搬送、支持する場合もあり、図示していないがこれらのものも含むものである。

１，２０，２５，３０…フィルム状部材の支持装置
２…フィルム状部材
３…フレーム
５，２６，２８…リフトピン
６…上プレート台
１０，２７，２９…パッド
１２…上端面
１４…管路
１５…真空ポンプ
２４…エアーノズル

Claims (3)

1. 可撓性を有するフィルム状部材の支持装置であって、
   前記フィルム状部材の第１の面を吸着する機能を有する複数のパッドと、
   第１の繰り出し量で停止可能な複数の第１のリフトピンと、
   第２の繰り出し量で停止可能な複数の第２のリフトピンと、を有し、
   前記パッドは、弾性部材で構成され、かつ前記第１のリフトピン及び前記第２のリフトピンの端部に配置され、
   前記フィルム状部材の前記第１の面を前記パッドで吸着するものであり、
   前記パッドは、前記フィルム状部材の支承の位置により吸着力が異なるものである
   ことを特徴とするフィルム状部材の支持装置。
2. 請求項１において、
   前記パッドは、前記第１の面を点で支承するものである
   ことを特徴とするフィルム状部材の支持装置。
3. 請求項１又は２において、
   加圧空気を吹き付ける機能を有するノズルを有し、
   前記ノズルが前記フィルム状部材の第２の面に前記加圧空気を吹き付けているときに、前記パッドは、前記フィルム状部材の前記第１の面を吸着する
   ことを特徴とするフィルム状部材の支持装置。