KR20060101249A - 글래스 기판용 필름의 부착방법 - Google Patents

Abstract

글래스 기판용 필름의 부착을 자동화하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

로봇 핸드로 흡착하여 지지된 글래스 기판에, 흡착판에 늘어진 소정의 길이의 글래스 기판용 필름을 부착하는 필름 부착방법에 있어서, 글래스 기판을 필름에 대하여 평행하고 가까운 위치에 로봇 핸드에 의하여 배치하고, 필름에 있어서 글래스 기판과 대향하는 면의 반대측의 면에 공기를 토출하며 필름 폭과 동등한 길이인 분사 노즐을 수평방향으로 배치하고, 분사 노즐을 글래스 기판의 상단의 높이에서부터 글래스 기판의 하단의 높이까지 이동시키면서 필름 표면에 공기를 분사함으로써 글래스 기판에 필름을 부착하는 필름 부착방법을 제공한다.

Description

글래스 기판용 필름의 부착방법{METHOD FOR ATTACHING FILM FOR GLASS SUBSTRATE}

도1은 본 발명의 하나의 실시예의 글래스 기판 적층장치를 나타내는 평면도이다.

도2는 로봇과 필름 공급장치를 나타내는 측면도이다.

도3은 로봇과 필름 공급장치의 동작을 설명하는 플로우 차트이다.

도4는 분사 노즐과 필름과 글래스 기판의 위치관계를 설명하는 단면도이다.

도5는 글래스 기판이 필름에 접근하는 모양을 설명하는 측면도이다.

도6은 종래의 글래스 기판 적층장치를 나타내는 평면도이다.

도7은 종래의 글래스 기판 적층장치를 나타내는 측면도이다.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

1 글래스 기판 2 컨베이어

3 글래스 수취 로봇(제1로봇) 4 로봇 핸드

5 흡착 툴(tool) 6 합지(合紙)

7 합지 공급장치 8 합지 수취 로봇(제2로봇)

9 합지 인출 핸드 10 비스듬한 적층 팔레트

11 필름 부착 로봇(로봇) 12 필름 공급장치

13 필름 14 필름 롤

15 지지축 16 방전기

17 클램프 기구 안내 레일 18 클램프 기구

19 필름 흡착판 20 필름 흡착 안내 레일

21 분사 노즐 안내 레일 22 커터

23 분사 노즐 24 공기 필터

25 송풍기 26 롤

27 흡착판 지지부재 28 노즐 구멍

29 필름 흡착판

본 발명은, 액정용 등의 글래스 기판에 완충재(緩衝材)로서 필름을 부착하여 반송할 때의 글래스 기판용 필름의 부착방법에 관한 것이다.

글래스 제조 메이커에서는, 글래스 기판 제조 라인에서 반송해 온 대형의 글래스 기판을 액정용의 글래스 기판 가공 메이커로 수송할 때, 복수 매 의 대형 글래스 기판마다 팔레트(pallet)에 실어서 반송하고 있다. 대형의 글래스 기판을 팔레트에 싣는 글래스 기판 적층 장치의 평면도를 도6에 나타낸다. 도7에 글래스 기판 적층 장치의 측면도를 나타낸다. 글래스 기판 적층 장치는 글래스 반송용의 컨베이어2와, 글래스 기판 수취 로봇(이하, 제1로봇)3과, 합지 공급장치7과, 합지 수취 로봇(이하, 제2로봇)8과 비스듬한 적층 팔레트10으로 구성되어 있다.

우선 글래스 기판1이 글래스 제조 라인에서 컨베이어2로 반송되어 온다. 글래스 기판1이 반송위치에 도착하면 컨베이어2의 근방에 배치되어 있는 다관절(多關節) 로봇인 제1로봇3이 가동된다. 제1로봇3은 미리 티칭(teaching) 완료된 글래스 수취 동작을 하고, 로봇 핸드(robot hand)4를 글래스 기판1에 가까이 댄다. 다음에 로봇 핸드4에 부착되어 있는 흡착 툴5를 동작시켜 글래스 기판1을 흡착하여 지지한다.

합지 공급장치7에는 글래스 기판1의 사이즈와 대략 같은 크기의 합지가 복수 매 겹쳐 쌓아져 있다. 합지 공급장치7은 합지송출기구를 사용하여 합지6을 한 장씩 송출하도록 되어 있다. 송출된 합지6은 근방에 설치된 다관절 로봇인 제2로봇8의 합지 인출 핸드9에 의하여 파지(把持)된다. 그리고 제2로봇8은 합지 공급장치7로부터 합지6을 인출하고 선회하여 비스듬한 적층 팔레트10의 적재면에 합지6을 재치한다. 그리고 합지 공급장치 측으로 선회하여 다음의 합지6의 인출에 대비한다.

다음에 글래스 기판1을 흡착하여 지지하고 있었던 제1로봇3은, 비스듬 한 적층 팔레트10측으로 선회하여 글래스 기판1을 합지6 위에 재치한다. 그리고 컨베이어2 측으로 선회하여 다음의 글래스 기판1의 흡착, 지지에 대비한다.

이와 같이 글래스 기판 적층 장치에서는 2대의 로봇을 교대로 동작시켜서 비스듬한 적층 팔레트10에 합지6과 글래스 기판1을 적재하고, 팔레트에 예를 들면 200매 적재하고 있다.

또한 일본국 특허문헌1과 같이, 제2로봇8의 대신에 합지 롤에 감긴 합지를 소정의 길이로 인출하고, 글래스 기판1의 길이에 따라 절단하는 합지 공급장치를 제1로봇3의 근방에 설치하고, 합지6과 글래스 기판1을 포개서 파지하고 비스듬한 적층 팔레트10에 적재해 가는 글래스 기판 적층 장치가 알려져 있다.

[특허문헌1]일본국 공개특허공보 특개2000-351448호 공보

글래스 기판을 적재할 때에 사용되는 합지는 글래스 기판끼리를 적층하여 반송할 때의 글래스 기판의 완충재로서 사용되고 있다. 글래스 기판은 액정용의 글래스 기판가공 메이커에 반입된 후에 클린룸에서 가공된다. 클린룸에서는 들어온 글래스 기판의 높은 클린도가 요구된다. 클린도를 높이기 위해서는, 티끌/먼지가 잘 발생하지 않는 재료로 글래스 기판의 완충재를 구성하여 팔레트에 수납하고, 글래스 기판제조 메이커로부터 글래스 기판가공 메이커로 반송하는 것이 바람직하다. 글래스 기판용의 합지는 종이 표면으로부터의 종이가루의 비산(飛散)을 완전하게 방지하기 어려운 재질로 되어 있다.

그 때문에 최근 합지 대신에 티끌/먼지가 잘 발생하지 않는 필름을 사용하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나 필름의 경우에 일반적으로 정전기가 대전(帶電)되기 쉽고, 자동화에 의하여 글래스 기판의 소정의 위치에 필름을 부착하기 어려운 문제가 있었다. 또한 글래스 기판의 표면에 균일하게 필름을 부착하려고 하여도, 공기를 끌어들여 주름이 발생하기 쉽고 적재시에 소정량의 글래스 기판을 적재하기 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 글래스 기판용 필름의 부착을 자동화하는 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

제1의 발명은, 로봇 핸드로 흡착하여 지지된 글래스 기판에, 흡착판에 늘어진 소정의 길이의 글래스 기판용 필름을 부착하는 필름 부착방법에 있어서, 글래스 기판을 필름에 대하여 평행하고 가까운 위치에 로봇 핸드에 의하여 배치하고, 필름에 있어서 글래스 기판과 대향하는 면의 반대측의 면에 공기를 토출하며 필름 폭과 동등한 길이인 분사 노즐을 수평방향으로 배치하고, 분사 노즐을 글래스 기판의 상단의 높이에서부터 글래스 기판의 하단의 높이까지 이동시키면서 필름 표면에 공기를 분사함으로써 글래스 기 판에 필름을 부착하는 필름 부착방법이다.

제2의 발명은, 제1의 발명에 있어서, 분사 노즐이 복수의 노즐 구멍을 구비하고, 복수의 노즐 구멍을 분사 노즐의 중앙으로부터 좌우 대칭으로 경사를 갖도록 배치하고, 노즐 구멍의 토출방향이, 대향하는 필름의 중앙으로부터 외측이 되도록 한 분사 노즐을 사용함으로써 글래스 기판에 필름을 부착하는 필름 부착방법이다.

제3의 발명은, 제1내지 제2의 발명에 있어서, 흡착판에 늘어진 소정의 길이의 필름에, 원호를 그리도록 글래스 기판을 접근시키고 또한 필름과 글래스 기판의 간격을 일정하게 유지하도록 접근시켜 필름과 글래스 기판을 평행하게 배치함으로써 글래스 기판에 필름을 부착하는 필름 부착방법이다.

(실시예)

본 발명의 실시예에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도1은 글래스 기판 적층 장치를 나타내는 평면도이다.

도1에 나타나 있는 바와 같이 글래스 기판 적층 장치는 글래스 반송용의 컨베이어2와, 필름 부착 로봇(이하, 로봇)11과, 필름 공급장치12와, 비스듬한 적층 팔레트10으로 구성되어 있다. 또 부호는 배경기술에서 설명한 기기에는 같은 번호를 사용한다. 로봇11은 다관절 로봇으로서 선회 가능하게 되어 있다. 선회 범위 내에 컨베이어2와, 필름 공급장치12와, 비스듬한 적층 팔레트10을 배치하고 있다. 로봇11의 로봇 핸드4에는 글래스 기판1을 흡착하는 흡착 툴5와, 필름13의 끝을 흡착하는 필름 흡착판29가 구비되어 있다.

도2에 필름 공급장치12의 측면도를 나타낸다.

필름 공급장치12는 이웃하는 글래스 기판1의 사이에 삽입되는 필름13을 공급하고 있다. 필름 공급장치12의 이면(裏面)에, 필름 롤14에 감긴 필름13이 지지축15에 의하여 회전 가능하게 수평으로 지지되어 있다. 또 필름 롤14의 교환시에 오퍼레이터가 작업하는 면을 필름 공급장치12의 이면으로 하고 있다.

필름13은 복수의 롤26을 경유하여 필름 롤14로부터 필름 공급장치12의 전면 상방까지 인출되고 있다. 또 로봇11이 필름을 부착하는 작업면이 필름 공급장치12의 전면에 있도록 하고 있다.

필름 공급장치12의 전면 상방의 롤26의 측방에는 방전기(放電器)16이 배치되어 있고, 필름13에서 발생하는 정전기를 방전시키고 있다.

방전기16의 하방에는 커터22가 배치되어 있어 필름 롤14로부터 인출된 필름13을 소정의 길이로 절단한다.

커터22의 하방에는 필름 흡착판19가 배치되어 있어 소정의 길이로 절단된 필름13의 한 쪽을 흡착하여 지지한다.

필름 흡착판19의 하방에는 분사 노즐23이 배치되어 있어 송풍기25로부터 공기 필터24를 경유한 공기를 공급하고 있다. 분사 노즐23은 필름13의 폭과 대략 같은 폭으로 되어 있다.

필름 흡착판19와 분사 노즐23은 흡착판 지지부재27에 의하여 지지되어 있다. 필름 흡착판19와 분사 노즐23과 흡착판 지지부재27은, 필름 흡착 안내 레일20을 따라 커터22측 및 로봇11측으로 이동 가능하게 되어 있다.

필름 공급장치12의 전면 상방의 롤26의 하방에는 클램프 기구(clamp 機構)18이 배치되어 있다. 클램프 기구18은, 클램프 기구 안내 레일17을 따라 이동하여 필름 롤14로부터 필름13을 인출할 수 있게 되어 있다.

다음에 도3에 로봇11과 필름 공급장치12의 동작 플로우 차트를 나타낸다. 우선, 로봇11은 글래스 기판1이 글래스 제조 라인으로부터 반송위치로 반송될 때까지 대기한다(스텝01).

글래스 기판1이 반송위치에 도착하면, 반송위치에 구비되어 있는 도시하지 않은 복수의 기둥 모양의 리프트 핀에 의하여 글래스 기판1이 컨베이어2로부터 상방으로 들린다.

다음에 로봇11이 반송위치 측으로 선회하고, 포크(fork)형태의 로봇 핸드4의 폴(pawl)을 복수의 리프트 핀에 의하여 들어 올려진 글래스 기판1의 하부에 삽입한다(스텝02). 그 후에 로봇 핸드4의 폴과 글래스 기판1이 접촉할 때까지 로봇 핸드4가 상승한다.

다음에 로봇 핸드4의 폴에 배치된 흡착 툴이 글래스 기판을 흡착하여 지지한다(스텝03). 그리고 글래스 기판을 들어 올린다. 흡착, 지지가 완료되면, 글래스 기판을 들어 올리고 있었던 복수의 리프트 핀은 후퇴하여 대기 상태가 된다.

다음에 로봇 핸드4가 필름 공급기12측으로 선회한다(스텝04). 도5의 a에, 선회 완료했을 때의 필름 공급장치12와 글래스 기판1의 위치관계를 나타낸다. 로봇11은, 로봇 핸드4의 폴에 흡착하여 지지된 글래스 기판을 수평방향에 대하여 45도 정도의 각도로 지지하고 있다.

다음에 로봇11은 필름 공급장치12로부터의 필름 준비완료 신호를 기다린다(스텝05).

다음에 필름 공급장치12의 동작에 대하여 설명한다. 우선, 필름13이 필름 롤14로부터 롤26을 경유하여 필름 공급장치12의 전면 상방으로 인출되어 있는 상태부터 설명한다. 클램프 기구18이, 클램프 기구 안내 레일17을 따라 커터22의 상방에 있는 필름13의 인출부까지 상승하여 필름13의 끝을 클램프 한다. 이 위치를 클램프 기구의 상승단(上昇端)으로 한다(스텝10).

다음에 클램프 기구18이 클램프 기구 안내 레일17을 따라 필름13을 하강단(下降端)까지 인출한다. 하강단은 글래스 기판1을 로봇 핸드4가 수직으로 지지했을 때의 글래스 기판1의 하단과 같은 높이이다. 하강단에 클램프 기구18이 도달하면 클램프를 개방한다(스텝11).

다음에 필름 흡착판19가 필름13을 흡착하여 지지한다(스텝12). 이에 따라 필름13이 필름 흡착판19로부터 늘어진 상태가 된다.

다음에 커터22가 수평방향으로 주행하여 필름13을 소정의 길이로 절단한다(스텝13). 이 상태에서의 필름 흡착판19의 위치를 필름 인출 위치로 한다.

다음에 필름 흡착판19와 분사 노즐23이 흡착판 지지부재27과 함께, 소정의 길이의 필름13을 흡착하여 흡착판 안내 레일20을 따라 로봇11측의 필름부착 작업 위치로 이동한다(스텝14).

다음에 필름부착 작업 위치로 이동이 완료되면 로봇11에 필름 준비완료 신호를 보낸다. 필름부착 작업 위치는 도5에 나타나 있는 바와 같이, 글래스 기판1이 수직방향으로 지지되었을 때에 필름13이 근방이 되는 위치이다(스텝15).

다음에 로봇11이 도5에 나타나 있는 바와 같이, 수평방향에 대하여 45도 정도로 지지하고 있었던 글래스 기판1을 원호를 그리도록 접근시켜서 필름13과 평행하게 배치한다. 이 때, 필름13과 글래스 기판의 간격은 일정하게 유지하도록 접근한다. 일례로서 도5에 글래스 기판1이 접근하는 모양을 a에서부터 f의 상태도로 나타낸다. 글래스 기판1은 a→b→c→d→e→f의 순서로 필름13에 접근하여 간다(스텝06).

다음에 로봇11이 필름 공급장치12에 글래스 기판 준비완료 신호를 송신한다(스텝07).

다음에 필름 공급장치12가 로봇11로부터의 글래스 준비완료 신호를 수신한다(스텝16).

다음에 필름 공급장치12의 분사 노즐23이 글래스 기판1의 상단으로부터 하강하면서, 공기 필터24에서 여과된 송풍기25로부터의 공기를 필름13에 하강단까지 분사한다. 공기를 분사하면 늘어진 상태의 필름13이 글래스 기판1 의 방향으로 밀린다. 공기 분사 상태를 도4에 나타낸다. 도4에 있어서 분사 노즐23 내에 점선으로 나타낸 것은 노즐 구멍28을 나타내고, 필름13에 대하여 좌우 대칭으로 경사 방향으로 되어 있다. 노즐 구멍28로부터 토출된 공기는 필름13 표면에 경사 방향의 기류를 만들어 필름13의 중앙에서부터 외측으로 흐르도록 되어 있다. 필름13은 방전기16에 의하여 정전기가 방전되어 있지만, 클램프 기구18로 필름13을 인출할 때에 정전기가 다시 발생한다. 이 때문에 필름13에 공기가 분사되면, 소정의 거리 간격으로 배치되어 있는 글래스 기판1에 정전기에 의하여 필름13이 붙는다(스텝17).

다음에 분사 노즐23이 하강단에 도달하면, 필름 흡착판19의 흡착을 해제하고 송풍기25로부터의 공기의 공급을 정지시켜 분사 노즐23으로부터의 공기의 토출이 정지된다. 필름13은 합지에 비하여 중량이 가볍기 때문에, 글래스 기판1에 정전기에 의하여 부착된 상태에서 필름 흡착판19의 흡착을 해제하여도 30초 정도의 단시간에는 수직상태의 글래스 기판1로부터 낙하하는 일이 없다. 필름 공급장치12가 로봇11에 필름부착 완료 신호를 송신한다(스텝18).

다음에 분사 노즐23이 글래스 기판1의 상단까지 상승한다. 그리고 필름 흡착판19와 분사 노즐23이 흡착판 지지부재와 함께 필름 흡착판 안내 레일20을 따라 필름 인출 위치까지 후퇴한다(스텝19).

다음에 클램프 기구18이 클램프 기구 안내 레일17을 따라 커터22로 절단한 필름13의 끝의 높이까지 상승한다(스텝22). 그리고 다음 필름13의 부 착 준비(스텝10)로 되돌아간다.

다음에 로봇11은 필름 공급장치12로부터의 필름부착 완료를 수신한다(스텝08).

다음에 로봇 핸드4의 필름 흡착판29로 필름13의 상단을 흡착하여 로봇 핸드4를 선회시키고, 비스듬한 적층 팔레트10에 글래스 기판1과 필름13을 적재하고 흡착 툴5 및 필름 흡착판29의 흡착을 해제한다(스텝09). 그리고 다음의 글래스 기판1의 수취 준비(스텝01)로 되돌아간다.

(실시예1)

다음에 이 부착방법을 사용한 글래스 기판1에의 필름13의 부착의 실시예에 대하여 설명한다.

글래스 기판1의 사이즈가 세로 1100mm, 가로 1250mm, 두께 0.7mm인 것을 사용했다. 커터22에 의하여 절단되는 필름13의 사이즈는 세로 1160mm, 가로 1250mm가 되게 하였다. 세로 방향으로 60mm가 필름 흡착판19에 흡착되도록 하였다. 분사 노즐23을 폭 1250mm로 만들고 필름13으로부터 10mm의 간격만큼 떨어진 상태로 배치하였다. 로봇 핸드4를 사용하여 필름13과 글래스 기판1의 간격을 5mm로 하여 평행하게 배치했다. 그리고 분사 노즐23을 글래스 기판1의 상단으로부터 1250mm 하강시켰다.

그 결과, 글래스 기판1의 세로 방향으로 60mm의 필름이 남게 형성되고, 가로 방향으로 ±2mm의 범위 내에서 필름13을 부착할 수 있었다. 또한 필름13에 주름이 발생하지 않게 양호하게 글래스 기판1에 필름13을 부 착할 수 있고, 비스듬한 적층 팔레트10에 200매의 글래스 기판1과 필름13을 적재할 수 있었다.

또한 로봇 핸드4가 필름13에 접근할 때, 글래스 기판1이 원호를 그려서 접근하는 방법과 글래스 기판1을 수직방향으로 지지하여 접근하는 방법을 행하였다. 글래스 기판1을 수직방향으로 지지하여 접근하였을 경우에, 풍압의 변화에 의하여 필름13이 움직여버려 글래스 기판1의 가로 방향으로 4～5mm의 차이가 발생했다. 필름13이 정지할 때까지 기다리고 나서 부착을 하면 택트타임(tact time) 이내에 소정의 위치에 필름13을 부착할 수 없었다. 택트타임은 컨베이어2 상의 글래스 기판1을 수취하고 나서 비스듬한 적층 팔레트10에 적재할 때까지의 시간으로 하였다.

또한 분사 노즐23의 토출 방향을 필름13에 대하여 수직방향으로 배열하고 필름13을 부착했다. 이 경우에, 글래스 기판1과 필름13의 사이에 공기가 들어오게 해버려서 다량의 주름이 발생하고, 비스듬한 적층 팔레트10에 규정량의 200매를 적재할 수 없었다.

제1의 발명에 의하면 분사 노즐로부터의 공기의 토출을 이용하여 글래스 기판에 필름을 부착하므로, 글래스 기판과 필름의 사이의 공기가 강제로 배출되어, 정전기를 띠기 쉬운 필름이어도 글래스 기판의 소정의 위치에 소정의 정밀도로 자동화하여 필름을 부착할 수 있다.

제2의 발명에 의하면 필름 중앙부에서 외측을 향하여 공기의 이동이 발생하기 때문에, 필름에 주름이 생기지 않고 글래스 기판에 필름을 부착할 수 있다. 따라서 소정량의 글래스 기판과 필름을 비스듬한 적층 팔레트에 적재할 수 있기 때문에 적재 효율이 올라간다.

제3의 발명에 의하면 글래스 기판이 필름에 접근할 때에 글래스 기판의 접근으로 인한 바람의 발생이 없기 때문에, 필름이 풍압에 의하여 이동하는 일이 없다. 따라서 글래스 기판에 소정의 정밀도 범위에서 한정된 택트타임 내에 필름을 부착할 수 있다.

본 발명의 글래스 기판으로의 필름 부착방법은 장치, 공정 모두 대폭적으로 간소화시킬 수 있고, 또한 신뢰성이 높게 필름을 부착할 수 있으므로, 액정용 등의 대형 글래스 기판을 반송하는 분야에 적용할 수 있다.

Claims (3)

1. 로봇 핸드로 흡착하여 지지된 글래스 기판에, 흡착판에 늘어진 소정의 길이의 글래스 기판용 필름을 부착하는 필름 부착방법에 있어서,

   글래스 기판을 필름에 대하여 평행하고 가까운 위치에 로봇 핸드에 의하여 배치하고,

   필름에 있어서 글래스 기판과 대향하는 면의 반대측의 면에 공기를 토출(吐出)하며 필름 폭과 동등한 길이인 분사 노즐을 수평방향으로 배치하고,

   분사 노즐을 글래스 기판의 상단의 높이에서부터 글래스 기판의 하단의 높이까지 이동시키면서 필름 표면에 공기를 분사하는 것을

   특징으로 하는 글래스 기판에 필름을 부착하는 필름 부착방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 분사 노즐이 복수의 노즐 구멍을 구비하고,

   복수의 노즐 구멍을 분사 노즐의 중앙으로부터 좌우 대칭으로 경사를 갖도록 배치하고,

   노즐 구멍의 토출방향이, 대향하는 상기 필름의 중앙으로부터 외측이 되도록 한 분사 노즐을 사용하는 것을

   특징으로 하는 글래스 기판에 필름을 부착하는 필름 부착방법.
3. 제1항 내지 제2항에 있어서,

   흡착판에 늘어진 소정의 길이의 상기 필름에 상기 글래스 기판이 원호를 그리도록 접근시키고, 또한 필름과 글래스 기판의 간격을 일정하게 유지하도록 접근시켜 필름과 글래스 기판을 평행하게 배치하는 것을

   특징으로 하는 글래스 기판에 필름을 부착하는 필름 부착방법.

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