JPH05232421A - 液晶用基板ハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶用基板への液晶物質付着工程で液晶用基
板のハンドリングを機械的に自動的にかつ正確に行い、
液晶用基板に均一に液晶物質を付着できる、液晶用基板
ハンドリング装置を提供する。 【構成】 液晶用基板を所定位置に挟持し、かつ電源接
続導体を液晶用基板に接触させる挟持手段が自由端近傍
に設けられた、９０°間隔の４本の水平アームを有す
る、昇降かつ回転自在な支持体を備え、、制御装置から
の命令に応じて、支持体に停止、上昇運動、９０°回転
運動、及び下降運動を順次行わせ、並びに支持体の停止
中に４本のアームの各々に、それぞれ供給装置で液晶用
基板を挟持する操作、付着槽内で液晶用基板に液晶物質
を付着させる操作、付着処理した液晶用基板を解放する
操作、及び導体試験・交換装置との協働操作を同時に行
わせ、更に運動及び操作がサイクルとして繰り返すよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶用基板に所要の液
晶物質を付着させる処理を自動で行うために特に開発さ
れた液晶用基板ハンドリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶用基板は、縦約５００mm、横約４０
０mm、厚さ約０．５mmの寸法の平板状ガラス基板で、そ
の一つの面には液晶物質を付着させるパターンが刻設さ
れており、更にパターン刻設領域を囲む周囲に沿って導
電性帯条が配設されている。液晶用基板に液晶物質を付
着させる工程は、基本的には次の一連の操作からなって
いる。即ち、洗浄装置で純水のジェット洗浄等による液
晶用基板の前洗浄操作と、前洗浄した液晶用基板を等速
度で緩やかに付着槽内の溶液に浸漬し、液晶物質をパタ
ーンに付着させる操作と、処理した液晶用基板を付着槽
から引き上げて別の洗浄装置で洗浄してパターン以外に
付着した液晶物質を洗い落とす後洗浄操作等である。
尚、これらの操作は、埃、ゴミ等の異物混入を避けるた
めクリーンな環境で実施される。

【０００３】従来、上述の液晶用基板への液晶物質付着
工程では、各操作、特に肝心の浸漬操作が、人の手によ
るマニュアル操作により行われていた。例えば、ゴム手
袋をした人の手が液晶用基板の上部を指で挟んで徐々に
付着槽の溶液中に浸漬させ、所定時間保持しながら液晶
物質を付着させていた。この場合、液晶用基板の上端に
沿って配設された導電性帯条をグリップで挟み、そのグ
リップに外部電源を接続していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように人の手に
よるマニュアル操作では、次に挙げるような種々の欠点
を有していた。その一は、マニュアル操作では液晶用基
板を付着槽の溶液中に等速度で浸漬させ、液晶用基板を
正確に位置決めして保持することは非常に難しく、その
ため液晶物質の付着結果が不均一になることである。そ
の二は、ゴム手袋をしている指で液晶用基板を挟んで保
持するので、挟んだことによる影響がその保持部分に出
て付着結果にマイナスの影響が出ることである。その三
は、導電性帯条を挟むグリップを１回の付着操作毎に廃
棄せざるを得ないことである。その四は、マニュアル操
作は熟練オペレータを必要とするが、かかる熟練オペレ
ータの不足のため生産計画に支障を来すことである。こ
のような状況に鑑み、本発明の目的は、液晶用基板への
液晶物質付着工程で液晶用基板のハンドリングを機械的
に自動的にかつ正確に行い、液晶用基板に均一に液晶物
質を付着できる、液晶用基板ハンドリング装置を提供す
ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る次の特徴を有する液晶用基板ハンドリング装置により
達成される。その特徴とは、昇降かつ回転自在に支持さ
れた直立の支柱と、一方の端部が支柱の頂部に固定さ
れ、他方の端部が自由端として放射状に９０°間隔で水
平に延在する４本のアームとからなり、更に、アームの
自由端近傍には、液晶用基板を垂直にかつアームの長手
方向線に平行に解除自在に挟持し、かつ電源に接続され
た導体を交換自在に保持し、該導体を液晶用基板に電気
的に接触させる挟持手段が設けられた、支持体を備え液
晶用基板を順次送り出す供給装置と、液晶基板に所定物
質を付着させる付着槽と、処理された液晶用基板を送り
出すと共に挟持手段を洗浄する装置と、及び導体の導通
性を試験し、必要に応じ導体を交換するための装置と
が、支柱の回り９０°間隔毎の方向であって支柱からア
ームの挟持手段までの長さに等しい距離だけ離隔した位
置にそれぞれ設けられ、加えて、支持体を９０°づつ順
次支柱の回りに回転する回転駆動機構と、支持体を昇降
する昇降機構と、必要な動作を適所に命令する制御装置
とを備え、制御装置からの命令に応じて、支持体に停
止、上昇運動、９０°回転運動、及び下降運動を順次行
わせ、並びに支持体の停止中に４本のアームの各々に、
それぞれ供給装置で液晶用基板を挟持する操作、付着槽
内で液晶物質を付着させる操作、処理した液晶用基板を
解放する操作、及び導体試験・交換装置との協働操作を
同時に行わせ、更に運動及び操作がサイクルとして繰り
返すようにされた、液晶用基板ハンドリング装置であ
る。以下に、添付図面を参照して実施例に基づき本発明
をより詳細に説明する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明に係る液晶用基板ハンドリング
装置の実施例１０の支持体及びその駆動装置の正面図で
あり、図２は実施例装置１０の平面図である。図１及び
図２を参照しながら、実施例装置１０を説明する。本発
明に係る液晶用基板ハンドリング装置１０は、液晶用基
板に液晶物質を付着させる工程で使用される装置であっ
て、工程の前後の前洗浄装置、及び後洗浄装置と協働し
て運転される。本実施例の液晶用基板ハンドリング装置
１０でハンドリングする液晶用基板１２は、図４に示す
ように縦約５００mm、横約４００mm、厚さ約０．５mm位
の寸法の平板状ガラス基板であって、その一つの面には
液晶物質を堆積させるパターンが刻設されており、導電
性帯条１３がパターン刻設領域１５を囲む周囲に沿って
配設されている。本発明に係る液晶用基板ハンドリング
装置がハンドリングできる液晶用基板は、上述のものに
限定されるものではなく、その寸法及び材質も特に限定
されない。

【０００７】液晶用基板ハンドリング装置１０は、保持
した液晶用基板１２を後述の供給装置、付着槽、送り出
し／洗浄装置及び導体試験・交換装置にそれぞれ位置決
めするための昇降かつ回転自在な支持体１４と、この支
持体１４を上下に所定速度で昇降させる昇降機構１６
と、支持体１４を順次正確に９０°づつ回動させる（支
持体１４の上から見て時計回り、以下同様）回転駆動機
構１８とを備えている。更に、支持体１４の回りには、
９０°間隔で支持体１４の支柱３２の半径方向等距離の
底板３０上の位置に、液晶用基板を順次送り出す供給装
置２０と、付着槽２２と、処理した液晶用基板を送り出
し、同時にチャック４０を選択的に洗浄する装置２４
と、導体試験・交換装置２６とがそれぞれ設備され、更
に離れて動作を適所に命令する制御装置２８が設けられ
ている。

【０００８】支持体１４は、装置１０の底板３０に常用
の機構により昇降かつ回転自在に支持された直立の１本
の支柱３２と、一方の端部が支柱３２の頂部３４に固定
され、他方の端部３６が自由端として放射状に９０°間
隔で水平に延在する同一の４本の第１アーム３８Ａ、第
２アーム３８Ｂ、第３アーム３８Ｃ及び３８Ｄとから構
成されている。４本のアーム３８Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤのそ
れぞれの自由端３６近傍には、１対のチャック４０Ａ、
Ｂが、液晶用基板１２の挟持手段として上述の供給装置
等に到達できる長さの位置にアームの長手方向線に沿っ
て離隔して配設されている。チャック４０の各々は、図
３に示すように、対向する２個の爪４２Ａ、Ｂを備えて
いる。２個の爪４２Ａ、Ｂは、空気圧アクチュエータ
（図示しない）により作動されてそれぞれの対向面が接
近又は離隔するように自在に進退して、液晶用基板１２
をその厚さ方向から挟持し、アーム３８の長手方向線に
平行にかつ垂直に保持し、また解放する。爪４２Ａ、Ｂ
の進退は、本実施例では空気圧アクチュエータにより作
動されるが、油圧でも或いは電動式アクチュエータでも
よい。

【０００９】供給装置２０は、支柱３２の半径方向に直
交する方向に一定の間隔を置いて直立して整列した液晶
用基板１２の群を保管しているマガジンラック５２を備
え、マガジンラック５２からチャック４０が液晶用基板
１２を挟持する毎に隣接する液晶用基板１２間の間隔だ
け順次マガジンラック５２を前進させ、次々と液晶用基
板を供給する装置である。供給装置２０の前進動作は、
ステッピングモータ（図示しない）を使用した既知の機
構により行われる。アーム３８Ａのチャック４０が一つ
の液晶用基板を挟持すると、支持体１４は昇降機構１６
により所定距離を所定速度で上昇し、次いで回転駆動機
構１８により９０°回転し、液晶用基板を挟持したアー
ム３８Ａは付着槽２２の上に到達する。

【００１０】付着槽２２は、液晶用基板１２に液晶物質
を付着させる既知の装置である。液晶用基板へ液晶物質
を均一に付着させるためには、液晶用基板を等速度で溶
液中に浸漬し正確に位置決めすることが必要である。そ
のため、支持体１４は、付着槽２２の上から所定速度で
下降し、挟持した液晶用基板１２を所定位置に正確に位
置決めし、所定時間その位置で停止する液晶物質の付着
操作では、液晶用基板１２の導電性帯条１３に電源を電
気的に接続することが必要である。そのため、本実施例
では図３に示すように、チャック４０は、２個の爪４２
Ａ、Ｂとの間に電源に接続された導体４４を保持してい
る。その導体４４と液晶用基板１２の双方を一緒に押圧
保持して、導体４４を液晶用基板１２の導電性帯条１３
に強制的に接触させることにより、電源と液晶用基板１
２の導電性帯条１３との導電性を確保している。

【００１１】更に説明すれば、導体４４は、チャック４
０の爪４２Ｂの上部に設けられた電極ホルダー４６によ
り挟持されている。電極ホルダー４６は、対向する２枚
の相互に凸状の板バネ式電気接触子４８Ａ、Ｂを備え、
そのバネ力により電気接触子４８Ａ、Ｂの間に導体４４
を挟持する構成になっている。挟持された導体４４は、
チャック４０の爪４２Ｂを貫通する貫通孔５０を経てチ
ャック４０の２個の爪４２Ａ、Ｂの間に垂下している。
電気接触子４８Ａ、Ｂは外部電源に接続されていて、導
体４４はそれを介して外部電源に接続されている。尚、
導体４４と接触する爪４２の部分は、導体４４との間に
電気的絶縁性を確保するために電気絶縁材料で形成され
ている。

【００１２】付着槽２２で付着処理がなされた後、支持
体１４は、前述の上昇、９０°回転、下降運動を行い、
付着処理の終了した液晶用基板１２を挟持するアーム３
８Ａは送り出し／洗浄装置２４の所定位置に位置決めさ
れ、所定時間停止する。同時にチャック４０は、付着処
理された液晶用基板をそこで解放する。送り出し／洗浄
装置２４は、解放された液晶用基板１２を順次後の工程
に送り出す機構（図示しない）と液晶用基板１２を解放
したチャック４０を選択的に洗浄する洗浄装置（図示し
ない）とを備えている。送り出し機構及び洗浄装置は、
いずれも既知の技術を使用したものである。送り出し／
洗浄装置２４で液晶用基板を解放した後、支持体は、再
び上昇、９０°回転、下降運動を行い、空のチャックを
有するアーム３８Ａは導体試験・交換装置２６に到達
し、所定時間停止する。

【００１３】導体試験・交換装置２６は、この停止時間
中にチャック４０が保持する導体４４の導通性を試験
し、必要に応じて導体４４を交換するために設けられた
装置である。付着槽２２における付着処理ではチャック
４０及び導体４４にも液晶物質が付着する傾向にあるの
で、送り出し／洗浄装置２４によるチャック４０及び導
体４４の洗浄後でも導体４４が導電性不良になっている
ことがしばしばある。そのため、導体４４の導電性を試
験し、導電性が不良である場合、また繰り返し使用によ
る損傷等のためにその交換が必要となるからである。

【００１４】導体試験・交換装置２６には、液晶用基板
１２と同様な構成のダミー基板（図示しない）を待機位
置から作業位置に移行させる装置（図示しない）が底板
３０に設けてある。作業位置では１対のチャック４０
Ａ、Ｂの各々が液晶用基板１２の挟持と同様にしてダミ
ー基板４６の電極線を同時に挟持し、チャック４０Ａ、
Ｂそれぞれに挟持された導体のそれぞれの間に電圧を印
加して一方のチャックの導体、ダミー基板の電極線及び
他方のチャックの導体を経由して通電する。導通性が良
好の場合には、そのまま次のハンドリングのサイクルに
入る。若し通電不良が検出された場合、いずれかのチャ
ック４０に挟持された導体４４が導電性不良であるか
ら、チャック４０Ａ、Ｂそれぞれに挟持された２本の導
体４４が自動的に以下に説明する装置と方法により交換
される。導体４４の交換が必要な場合には、ダミー基板
は前述の移行装置（（図示しない）により作業位置から
待機位置に移行される。

【００１５】電極ホルダー４６により挟持されている導
電性不良の導体４４を下方に押し出だすために、電極押
し出し装置５６が電極ホルダー４６の直ぐ上に設けられ
ている。電極押し出し装置５６は、電極ホルダー５２の
２枚の板バネ４８Ａ、Ｂの間に挟持された導体４４を下
方に押して、挟持状態を解除し、更にチャック４０の貫
通孔５０を経てチャック４０の爪４２Ａ、Ｂの間から下
方に押し出す。電極押し出し装置５６の下部には、下方
に突出自在な突起部５７が、導体４４の真上に位置する
ように設けてあり、空気圧等で突起部を下方に押し出す
ことにより、導体４４を押し落とす。

【００１６】一方、新しい導体を供給するために、導体
試験・交換装置２６の一部として電極線供給ユニット５
８が底板３０の適所に配置されている。電極線供給ユニ
ット５８は、所定長さの交換用の新たな導体を上方に押
し上げることのできる装置であって、押し上げの方法は
常用の例えば対向する２個のローラ等の摩擦力でリール
に巻回されている交換用導体６０を上方に押し上げる。
押し上げられた導体６０は、チャック４０の２個の爪４
２Ａ、Ｂの間、更に貫通孔５０を経て電極ホルダー４６
の２枚の板バネ４８Ａ、Ｂの間に達し、そこで挟持され
る。導体４４の導電不良が検出されると、上述のように
して先ず電極押し出し装置５６が導電不良の導体４４を
下方に押し落とし、電極線供給ユニット５８が代わりの
交換用導体６０を供給する。

【００１７】導体試験又は導体交換の終了した後、支持
体は、再び上昇、９０°回転、下降運動を行い、導電性
の確認された導体を保持する空のチャックを有するアー
ム３８Ａは供給装置２０に到達し、所定時間停止し、ハ
ンドリングの次のサイクルに入る。以上のアーム操作と
支持体運動は、他のアーム３８Ｂ、Ｃ及びＤの場合にも
同じである。支持体１４を上下に所定速度で所定距離、
例えば液晶用基板が付着槽２２の槽壁上縁を越えて付着
槽２２内に入ることのできる高さに上昇させ、又は下降
させる昇降機構１６は、本実施例ではサーボモータによ
り駆動される既知の歯車機構による昇降手段を使用した
もので、装置１０の底板３０に設けられている。支持体
１４を９０°づつ順次回転させる回転駆動機構１８は、
同じく本実施例ではサーボモータにより駆動される既知
の歯車機構による回転手段を使用したもので、装置１０
の底板３０に設けられている。

【００１８】一般に市販の直交系回転軸駆動部の歯車機
構には、バックラッシュが存在し、そのため支持体１４
を正確に９０°づつ回転させることが難しい。そこで好
適には、本実施例で使用しているように昇降機構１６及
び回転駆動機構１８の直交系回転駆動部にはバックラッ
シュレスの直交系回転軸駆動機構、例えば根本企画工業
（株）（千葉県八千代市）から製作販売されている、特
許公告公報特公昭第６０−１５８１０号に記載されてい
るようなバックラッシュレス−ネモト・ドライブ・シス
テム（商標登録ＮＥＭＯＤＲＩＶＥ）を使用する。制御
装置２８は、上述の昇降機構１６、回転駆動機構１８、
供給装置２０、付着槽２２、送り出し／洗浄装置２４、
導体試験・交換装置２６及びチャック４０等の必要な所
に必要な命令をだす制御装置で、予め設定されたプログ
ラムに従って制御するプログラマブルな制御装置であ
る。

【００１９】以上の構成により、昇降機構１６により所
定距離上昇し、回転駆動装置１８により９０°正確に回
転し、更に昇降機構１６により所定位置に下降し、停止
する支持体１４の各運動が制御装置２８からの命令によ
り順次行われる。支持体１４の停止時間中に４本のいず
れかのアーム、例えばアーム３８Ａがその挟持手段４０
により供給装置２０から１個の液晶用基板を挟持し、ア
ーム３８Ｂが付着槽２２内で別の液晶用基板の付着処理
を行い、アーム３８Ｃが付着した別の液晶用基板を解放
し、アーム３８Ｄが導体試験・交換装置２６と協働して
導体の導電性を試験し必要に応じて交換を行うと言う４
本のアームの操作が制御装置２８の命令により同時に行
われる。上述の４本のアームの操作と支持体１２の昇降
及び回転運動が制御装置２８の命令によりサイクルで順
次繰り返される。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、支持体の回りに９０°の間隔
で液晶用基板に液晶物質を付着させるのに必要な４種類
の設備を配置し、液晶用基板を挟持した４本のアームを
有する支持体を順次昇降させ正確に９０°づつ順次回転
することにより、マニュアル操作によることなく機械的
に自動的に液晶用基板の付着処理を行うことができる。
本発明の装置を使用することにより、付着槽内に等速度
で液晶用基板を浸漬させ、かつ正確に所定位置に位置決
めできるので、液晶用基板全面にわたり均一に液晶物質
を付着させることができる効果を奏する。更に、熟練作
業員を必要とせず、資材を繰り返し使用できるので、運
転費を大幅に軽減できる。昇降及び回転運動を行う支持
体が装置の中央に位置しているので、付着槽へのゴミ等
の異物混入がマニュアル操作に比較して大幅に低減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶用基板ハンドリング装置の支
持体とその駆動装置の概念的正面図である。

【図２】図１に示す液晶用基板ハンドリング装置の概念
的平面図である。

【図３】本発明に係る液晶用基板ハンドリング装置のチ
ャックと電極押し出し装置と電極線供給装置の図解的構
成図である。

【図４】本発明に係る液晶用基板ハンドリング装置でハ
ンドリングする液晶用基板の一例の模式図である。

【符号の説明】

１０ 本発明に係る液晶用基板ハンドリング装置 １２ 液晶用基板 １３ 液晶用基板の導電性帯条 １４ 支持体 １５ パターン刻設領域 １６ 昇降機構 １８ 回転駆動機構 ２０ 供給装置 ２２ 付着槽 ２４ 送り出し／洗浄装置 ２６ 導体試験・交換装置 ２８ 制御装置 ３０ 装置の底板 ３２ 支柱 ３４ 支柱の頂部 ３６ アームの他方の端部、自由端 ３８ アーム ４０ チャック ４２ チャックの爪 ４４ 導体 ４６ 電極ホルダー ４８ 凸状板バネ式電気接触子 ５０ 貫通孔 ５２ マガジンラック ５６ 電極押し出し装置 ５７ 突起部 ５８ 電極線供給ユニット ６０ 交換用導体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降かつ回転自在に支持された直立の支
   柱と、一方の端部が支柱の頂部に固定され、他方の端部
   が自由端として放射状に９０°間隔で水平に延在する４
   本のアームとからなり、更に、アームの自由端近傍に
   は、液晶用基板を垂直にかつアームの長手方向線に平行
   に解除自在に挟持し、かつ電源に接続された導体を交換
   自在に保持し、該導体を液晶用基板に電気的に接触させ
   る挟持手段が設けられた、支持体を備え 液晶用基板を順次送り出す供給装置と、液晶用基板に液
   晶物質を付着させる付着槽と、付着処理された液晶用基
   板を送り出すと共に前記挟持手段を洗浄する装置と、及
   び前記導体の導通性を試験し、必要に応じ導体を交換す
   るための装置とが、前記支柱の回り９０°間隔毎の方向
   であって支柱から前記挟持手段までの距離に等しい距離
   離隔した位置にそれぞれ設けられ、 加えて、前記支持体を９０°づつ順次前記支柱の回りに
   回転する回転駆動機構と、前記支持体を昇降する昇降機
   構と、必要な動作を適所に命令する制御装置とを備え、 制御装置からの命令に応じて、前記支持体に停止、上昇
   運動、９０°回転運動、及び下降運動を順次行わせ、並
   びに支持体の前記停止中に前記４本のアームの各々に、
   それぞれ前記供給装置で液晶用基板を挟持する操作、前
   記付着槽内で液晶用基板に液晶物質を付着させる操作、
   付着処理した液晶用基板を解放する操作、及び前記導体
   試験・交換装置との協働操作を同時に行わせ、更に前記
   運動及び操作がサイクルとして繰り返すようにされた、
   ことを特徴とする液晶用基板ハンドリング装置。
2. 【請求項２】 前記昇降機構及び前記回転駆動機構の直
   交系回転軸駆動部にバックラッシュレス−ネモト・ドラ
   イブ・システム（商標登録ＮＥＭＯＤＲＩＶＥ）を使用
   して、より一層正確な位置決めを可能にしたことを特徴
   とする請求項１に記載の液晶用基板ハンドリング装置。