TW201601844A - 塗佈裝置及其改良方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種塗佈裝置及其改良方法，該塗佈裝置及其改良方法係具備有塗佈對象物之移送功能，可使設備節省空間，並且即便在因設備之佈局變更等而移動設置之時，亦不會招致成本增加。 塗佈裝置1係使具有將塗佈液加以吐出之噴嘴7的移動體6與載置在平台4上之基板3以相對之方式產生移動，並將自噴嘴所吐出之塗佈液加以塗佈至基板，且將支撐臂10設置在移動體，該支撐臂10係將基板一方面加以支撐一方面移送至平台。

Description

塗佈裝置及其改良方法

本發明係關於一種具備塗佈對象物之移送功能，可使設備省空間化，並且即便於因設備之佈局變更等而移設時，亦不會招致成本增加之塗佈裝置及其改良方法。

作為塗佈塗佈液之噴嘴與塗佈對象物一方面相對地移動一方面將塗佈液塗佈於塗佈對象物之塗佈裝置，已知有例如專利文獻1。專利文獻1之「塗佈裝置及塗佈方法、以及彩色濾光片製造裝置及製造方法」係如下者，即，於一方面使具有吐出塗佈液之吐出口之塗佈器移動至保持於平台上之基板之塗佈位置，一方面自該塗佈器吐出塗佈液，藉此於基板表面形成塗膜之塗佈方法中，上述平台可不使複數個基板相重合地對其進行保持，於在載置於該平台上之任意基板保持位置之基板形成塗膜之期間，於其他基板保持位置進行基板之排出及/或基板之載置。

尤其，向平台搬入基板、自平台搬出基板之移載裝置(機器人)相對於設置有平台之基座，而設置於基板搬送方向上游側及下游側。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2002-102771號公報

於習知技術中，塗佈裝置與進行基板之搬入、搬出之機器人等移載裝置係分開設置。因此，需要可設置塗佈裝置及移載裝置兩者之廣闊空間。又，當變更設備之佈局或移轉設備等時，有因工廠等之空間狹窄等原因，而無法將塗佈裝置與移載裝置設置於所期望之位置之虞，於無法使用既有之移載裝置對塗佈裝置進行基板之搬入、搬出之情況下，必須重新購入或製作移載裝置，因此存在導致成本增加之問題。

本發明係鑒於上述習知之課題而創作者，其目的在於：提供一種具備塗佈對象物之移送功能，可使設備省空間化，並且即便於因設備之佈局變更等而移設時，亦不會招致成本增加之塗佈裝置及其改良方法。

與本發明相關之塗佈裝置係使具有將塗佈液加以吐出之噴嘴的噴嘴單元與載置在平台上之塗佈對象物以相對之方式產生移動，並將自該噴嘴所吐出之塗佈液加以塗佈至塗佈對象物，該塗佈裝置之特徵在於：支撐臂設置在上述噴嘴單元，該支撐臂係將塗佈對象物一方面加以支撐一方面移送至上述平台。

本發明之塗佈裝置之特徵在於：上述平台係具備有支撐塗佈對象物且可升降之升降銷(lift pin)，上述支撐臂係伸入至藉由上述升降銷而上升之狀態之塗佈對象物之下方，並藉由該升降銷 產生下降而將塗佈對象物加以支撐，上述升降銷係藉由上升，而將被上述支撐臂所支撐之狀態之塗佈對象物進行提昇並加以支撐。

本發明之塗佈裝置之特徵在於：上述支撐臂係以上下方向之軸為中心，在可將被上述升降銷所支撐之塗佈對象物加以支撐之支撐位置與自被該升降銷所支撐之塗佈對象物而產生退避之退避位置之間，於水平方向上產生回旋。

與本發明相關之塗佈裝置之改良方法之特徵在於：包含如下之步驟，而加以改良既有之塗佈裝置；該既有之塗佈裝置係使具有將塗佈液加以吐出之噴嘴的噴嘴單元與載置在平台上之塗佈對象物以相對之方式產生移動，並將自該噴嘴所吐出之塗佈液加以塗佈至塗佈對象物，該步驟係在該既有之塗佈裝置之該噴嘴單元，後續增設將塗佈對象物一方面加以支撐一方面移送至上述平台之支撐臂。

於本發明之塗佈裝置及其改良方法中，具備塗佈對象物之移送功能，可使設備省空間化，並且即便於因設備之佈局變更等而移設，亦可防止成本增加。

1‧‧‧塗佈裝置

2‧‧‧基台

3‧‧‧基板

3a‧‧‧塗膜

4‧‧‧平台

4a‧‧‧貫通孔

4b‧‧‧升降銷

5‧‧‧軌道

6‧‧‧移動體

7‧‧‧噴嘴

8‧‧‧移動柱體

9‧‧‧連結樑體

10‧‧‧支撐臂

10a‧‧‧基端部

10b‧‧‧臂本體

10c‧‧‧突起

10d‧‧‧階差

11‧‧‧臂單元

12‧‧‧基座

13‧‧‧馬達

13a‧‧‧驅動軸

14‧‧‧外部搬送裝置

14a‧‧‧搬送皮帶

14b‧‧‧外部升降銷

W1‧‧‧寬度尺寸

W2‧‧‧寬度尺寸

圖1係表示本發明之塗佈裝置及其改良方法之較佳之一實施形態之立體圖。

圖2係圖1所示之塗佈裝置中所採用之臂本體之主要部分放大立體圖。

圖3係表示圖1所示之塗佈裝置之動作之前半部分之圖，圖3(a) 至(i)係自正面側觀察第1動作至第9動作之示意圖。

圖4係表示圖1所示之塗佈裝置之動作之後半部分之圖，圖4(j)至(r)係自正面側觀察第10動作至第18動作之示意圖。

圖5係表示圖1所示之塗佈裝置之動作之圖，圖5(a)至(e)分別係表示於圖3中，A箭視、B箭視、C箭視、D箭視、及E箭視之圖。

圖6係與圖1所示之塗佈裝置中所採用之臂單元形成對比地，表示變化例之臂單元之圖，圖6(a)係表示圖1之實施形態之臂單元之動作之俯視圖，圖6(b)係表示變化例之臂單元之動作之俯視圖，圖6(c)係表示其他變化例之臂單元之動作之俯視圖。

以下，參照隨附圖式，詳細地對本發明之塗佈裝置及其改良方法之較佳之一實施形態進行說明。圖1係表示本實施形態之塗佈裝置(例如，被稱為台式塗佈機(table coater)(日本註冊商標)等)之立體圖。

本實施形態之塗佈裝置1概略而言係如下之塗佈裝置1，即，具有吐出塗佈液之噴嘴7之噴嘴單元與載置於平台4之作為塗佈對象物之基板3相對地移動，而將自噴嘴7吐出之塗佈液塗佈於基板3，於將基板3自塗佈裝置1外部搬送至平台4附近之外部搬送裝置14(於圖3及圖4中圖示)與平台4之間一方面支撐一方面移送基板3之支撐臂10設置於噴嘴單元。

外部搬送裝置14具備支撐搬送至既定位置之基板3且可升降之外部升降銷14b，平台4具備支撐基板3且可升降之升降銷4b，支撐臂10伸入至藉由外部升降銷14b及升降銷4b中任一 者而上升之狀態之基板3之下方，藉由外部升降銷14b及升降銷4b中任一者下降，而支撐基板3，外部升降銷14b及升降銷4b中任一者藉由上升，而提昇並支撐支撐於支撐臂10之狀態之基板3。

藉由噴嘴單元相對於載置於平台4之基板3移動，而 進行噴嘴單元與基板3之相對之移動。支撐臂10以上下方向之軸為中心，於可支撐支撐於外部升降銷14b及升降銷4b中任一者之基板3之支撐位置與自支撐於外部升降銷14b及升降銷4b中任一者之基板3退避之退避位置之間，於水平方向上回旋。

本實施形態之塗佈裝置1例如具備：俯視長方形狀之 平台4，其設置於基台2上，載置作為塗佈液之塗佈對象物且形成為板狀之基板3；一對軌道5，其等設置於基台2上，且係沿著平台4之一對平行之緣而設置；移動體6，其可沿著一對軌道5移動；及噴嘴7，其設置於移動體6，且可吐出塗佈於基板3上之塗佈液。 基板3形成為面積小於平台4之長方形狀，於載置於平台4上時，基板3之整體配置於平台4上。

平台4具有較基板3廣之面積，且上表面形成為高精 度之水平面。於平台4上，相互隔開既定之間隔，而設置有複數個於上下方向上貫通之貫通孔4a。於各貫通孔4a，分別以可出沒之方式設置有可升降之升降銷4b。升降銷4b藉由上端支撐基板3。 因此，基板3係支撐於升降銷4b，而可於平台4之上方於上下方向上移動，並且藉由升降銷4b之上端向較平台4之上表面更下方沒入，而載置於平台4上。

一對軌道5隔著平台4，而平行地配設於基台2上。 軌道5設置為較長方形狀之平台4之長邊長。

移動體6包括：2個移動柱體8，其等移動自由地設 置於各軌道5上；及連結樑體9，其架設於2個移動柱體8，且將移動柱體8之上端部彼此連結。於移動體之連結樑體9，設置有具有支撐臂10之2個臂單元11，該支撐臂10一方面支撐基板3一方面將其自外部搬送裝置14移送至平台4，或者將其自平台4移送至外部搬送裝置14。

連結樑體9係沿著與沿軌道5之方向(以下，稱為相 對移動方向)正交之方向(以下，稱為寬度方向)，架設於2個移動柱體8上。若移動體6沿著軌道5移動，則連結樑體9與平台4之上表面隔開間隔地，於平台4上方移動。

2個臂單元11係於連結樑體9，於自平台4之寬度方 向上之中央向寬度方向分配之各位置各固定並設置有1個。2個臂單元11之各支撐臂10係以自寬度方向兩側夾持基板3之方式配置，下述突起10c伸入至基板3之下方而支撐基板3。因此，支撐臂10係以於支撐基板3時，與軌道5之長度方向平行，而相互面對之方式配置。又，面對時之2個支撐臂10之間隔係以任一支撐臂10均位於藉由突起10c支撐之基板3之寬度方向外側之方式，配置為與基板3之寬度大致相等。

2個臂單元11分別具有：基座12，其固定於連結樑 體9；馬達13，其係固定於基座12上，且驅動軸13a(參照圖6)於上下方向上貫通基座12而設置；及支撐臂10，其設置為連結於馬達13之驅動軸而於基座12之下側於水平方向上自由回旋，且支撐基板3。

支撐臂10具有：基端部10a，其連結於馬達13之驅 動軸13a；及臂本體10b，其自基端部10a向既定方向延伸而保持基板3。2個支撐臂10係以如下方式構成，即，基端部10a藉由馬達13而旋轉驅動，使臂本體10b回旋，而於可支撐基板3之支撐位置(參照圖3(c)及圖3(e))與自支撐於升降銷4b或下述外部升降銷14b之基板3退避之退避位置(參照圖3(a)、圖3(b)及圖3(d))之間，於水平方向上回旋。如圖5所示，支撐位置係臂本體10b於沿軌道5之方向上配置之位置，退避位置係臂本體10b沿寬度方向配置之位置。

圖2係臂本體10b之主要部分放大立體圖。於臂本體 10b，當支撐臂10移動至支撐位置時朝向相互對向之側而突出之突起10c設置於前端側與基端部10a側。突起10c形成得較臂本體10b之厚度(上下方向之寬度)薄，並且設置於低於臂本體10b之上表面之高度位置。藉此，於突起10c與臂本體10b之間形成階差10d。

基板3載置於移動至支撐位置之2個支撐臂10之突 起10c上，以基板3之緣自水平方向抵接於階差10d及臂本體10b之側面之狀態支撐於支撐臂10上。

2個支撐臂10於退避位置，臂本體10b向寬度方向 相互朝向相反之方向自平台4突出。2個支撐臂10於支撐基板3時，馬達13右向旋轉及左向旋轉地相互向相反方向旋轉，藉此以向基板3靠近之方式回旋。因此，2個支撐臂10之臂本體10b隔著平台4，而形成為對稱之形狀。

噴嘴7設置於連結樑體9之下方。噴嘴7朝向載置於 平台4之基板3吐出塗佈液。噴嘴7係以遍及平台4之寬度方向全長地，與該平台4對向之方式設置。若移動體6一方面沿著軌道5 移動一方面自噴嘴7吐出塗佈液，則可向載置於平台4之大致整個面之基板3塗佈塗佈液。具備噴嘴7之移動體6相當於噴嘴單元。 而且，藉由噴嘴單元相對於平台4相對移動，而塗佈液塗佈於基板3。

於改良已設置於工廠等之設備中之既有之塗佈裝置 之情況下，上述構成之塗佈裝置1藉由應用包含如下步驟之改良方法，亦可與新設塗佈裝置1之情況下同樣地，組裝至設備中，上述步驟係於該既有之塗佈裝置之移動體6(相當於噴嘴單元)，後續增設如上所述之一方面支撐基板3一方面將其移送至平台4之支撐臂10。

其次，使用圖3至圖5，對本實施形態之塗佈裝置1 之動作進行說明。圖3(a)至(i)係自正面側觀察塗佈裝置1之第1動作至第9動作之示意圖。圖4(j)~(r)係自正面側觀察塗佈裝置1之第10動作至第18動作之示意圖。圖5(a)至(e)分別係表示於圖3中之A箭視、B箭視、C箭視、D箭視、及E箭視之圖。

如圖3(a)及圖5(a)所示，藉由於塗佈裝置1之移動體 6之移動方向(軌道5之長度方向)上排列而設置之外部搬送裝置14，而基板3被搬送至塗佈裝置1側之既定位置。此時，支撐臂10位於退避位置。

外部搬送裝置14例如係於可一方面自下方支撐一方 面搬送基板3之複數根細搬送皮帶14a彼此之間隔開間隙地，配設有搬送皮帶14a者，藉由上端支撐基板3且可升降移動之外部升降銷14b配設於搬送皮帶14a彼此之間隙。基板3係支撐於外部升降銷14b，而可於外部搬送裝置14之上方於上下方向上移動。藉由外 部升降銷14b之上端沒入至較外部搬送裝置14之上表面更下方，而基板3載置於外部搬送裝置14上。

如圖3(b)及圖5(b)所示，若基板3藉由外部升降銷 14b，而上升至高於支撐臂10之位置，則於支撐臂10處於退避位置不動之狀態下，移動體6沿著軌道5移動至基台2之外部搬送裝置14側之端。

接著，2個支撐臂10向水平方向回旋，如圖3(c)及圖 5(c)所示，移動至2個支撐臂10彼此大致平行之基板3之支撐位置。藉此，突起10c伸入至基板3之下方。

接著，如圖3(d)所示，外部升降銷14b下降，基板3 載置於支撐臂10上。其後，如圖3(e)所示，於支撐臂10支撐基板3之狀態下，移動體6沿著軌道5移動至基台2之與外部搬送裝置14側為相反側之端。

接著，如圖3(f)及圖5(d)所示，升降銷4b上升，其 上端上升至高於支撐臂10之位置，藉此基板3被自支撐臂2轉交至升降銷4b並得到支撐。

接著，如圖3(g)及圖5(e)所示，支撐臂10移動至退 避位置。繼而，如圖3(h)所示，升降銷4b下降，基板3載置於平台4上。

接著，如圖3(i)所示，移動體6於基台2上自外部搬 送裝置14之相反側向外部搬送裝置14側沿著軌道5移動(參照箭頭f)。此時，對載置於平台4之基板3，自噴嘴7吐出塗佈液而形成塗膜3a。其後，如圖4(j)所示，移動體6沿著軌道5向相反方向移動，返回至原先之位置(參照箭頭g)。

於移動體6返回至原先之位置之後，如圖4(k)所示， 升降銷4b上升，基板3藉由升降銷4b得到支撐。繼而，2個支撐臂10自退避位置向支撐位置回旋。如圖4(l)所示，若2個臂本體10b移動至大致平行之支撐位置，則突起10c伸入至基板3之下方。 其後，如圖4(m)所示，升降銷4b下降，基板3載置於支撐臂10之突起10c上，而保持於臂本體10b。

於形成有塗膜3a之基板3支撐於支撐臂10之狀態 下，如圖4(n)所示，移動體6沿著軌道5移動至基台2之外部搬送裝置14側之端(參照箭頭f)。藉此，基板3位於外部搬送裝置14之上方。

接著，如圖4(o)所示，外部升降銷14b上升至高於支 撐臂10之位置，基板3被自支撐臂10轉交至外部升降銷14b並得到支撐。其後，如圖4(p)所示，支撐臂10回旋而移動至退避位置。 繼而，如圖4(q)所示，外部升降銷14b下降，基板3載置於外部搬送裝置14上。

最後，如圖4(r)所示，外部搬送裝置14運轉，搬送 形成有塗膜3a之基板3，並且移動體6返回至原先之位置(參照箭頭g)，藉此，一系列步驟結束。

於本實施形態之塗佈裝置1及其改良方法中，於搬送 基板3之外部搬送裝置14與進行塗佈之平台4之間移送基板3之支撐臂10設置於具備噴嘴7之移動體6。即，兼具塗佈塗佈液時之移動裝置與於外部搬送裝置14與平台4之間轉交基板3時之移動裝置。與此相對地，於習知技術中所說明之專利文獻1之「塗佈裝置及塗佈方法、以及彩色濾光片製造裝置及製造方法」(日本專利 特開2002-102771號公報)中，分別設置有平台及機器人，該機器人向平台搬入基板、自平台搬出基板，且具備手部。於分別設置之專利文獻1中，必須對平台及機器人分別確保設備空間。又，平台及機器人分別係個別地作為裝置而完成者，因此會變成大型之裝置，與此同時成本增加。與此相對地，於本實施形態之塗佈裝置1及其改良方法中，如上所述，形成如下構成，即，於平台4所具備之塗佈用之移動體6中，組裝有搬送用之支撐臂10，與平台和帶手部之機器人分開之專利文獻1不同，將塗佈功能與搬送功能一體化。因此，較如專利文獻1般具備各個分開之移動裝置等之情況，可降低成本，並且可縮小裝置本身，設置空間亦可變窄。總而言之，於本實施形態之塗佈裝置1及其改良方法中，具備於外部搬送裝置14與平台4之間之基板3之移送功能，可使設備省空間化，並且即便於因設備之佈局變更等而移設時，亦可防止成本增加。

而且，根據本實施形態之塗佈裝置1之改良方法，包 含於既有之塗佈裝置之移動體6後續增設支撐臂10等之步驟，而改良既有之塗佈裝置，故而，藉此，當然可現場改良既有之塗佈裝置本身，而且於將該既有之塗佈裝置向其他場所移設時，亦無須另行設置機器人等移載裝置，可縮小所需設置面積。

又，於本實施形態之塗佈裝置1及其改良方法中，平 台4具備支撐基板3且可升降之升降銷4b，支撐臂10係將其突起10c伸入至藉由升降銷4b而上升之狀態之基板3之下方，藉由升降銷4b下降而支撐基板3，升降銷4b藉由上升，而提昇並支撐支撐於支撐臂10之狀態之基板3。因此，無須藉由支撐臂10使基板3於上下方向上移動。即，支撐臂10只要於水平方向上移送基板3 便已足夠，不要求複雜之動作。支撐臂10無需如機器人般之複雜之運動機構，故而可謀求成本降低。

對於外部搬送裝置14亦同樣，於基板3藉由外部升 降銷14b而上升之狀態下，支撐臂10之突起10c伸入至基板3之下方，藉由外部升降銷14b下降，而基板3支撐於支撐臂10，又，支撐於支撐臂10之基板3藉由外部升降銷14b之上升，而轉移並支撐於該外部升降銷14b。因此，支撐臂10無需複雜之運動機構，可謀求成本下降。

又，支撐臂10以上下方向之軸(驅動軸13a)為中心， 於可支撐支撐於升降銷4b之基板3之支撐位置與自支撐於升降銷4b之基板3退避之退避位置之間，於水平方向上回旋，故而可藉由簡單之機構移送基板3。

於上述實施形態中，對如下例進行了說明，即，藉由 具備噴嘴7之移動體6(噴嘴單元)相對於載置於固定地設置之平台4之基板3移動，而進行噴嘴7與基板3之相對移動，但亦可為噴嘴7固定，而載置有基板3之平台4移動之構成。

於上述實施形態中，對於接近於移動體6之位置設置 有驅動支撐臂10之馬達13之驅動軸13a之情況進行了說明，但並不限於此。於圖6中，與上述實施形態之臂單元11之構成(參照圖6(a))形成對比地，表示有變化例之臂單元11之構成(參照圖6(b))。

如圖6(b)所示，於圖1所示之寬度方向上，使驅動軸 13a靠近移動體6之中央側，並且使該驅動軸13a設置於自移動體6向支撐臂10回旋之側突出之基座12之前端側，藉此與移動體6離開而配置，進而，藉由將支撐臂10形成為L字狀，可縮小支撐 臂10之回旋範圍。藉此，可使支撐臂10於退避位置之寬度尺寸W2小於圖6(a)所示之上述實施形態之支撐臂10於退避位置之寬度尺寸W1。藉此，可達成更加省空間化。

又，亦可未必使2個支撐臂10回旋運動。於圖6(c) 中，關於臂單元之構成，表示有其他變化例。具體而言，亦可形成為如下構成，即，2個支撐臂10保持可支撐基板3之平行狀態地，於圖1所示之寬度方向上自由地滑動移動，沿著移動體6滑動移動，而於突起10c伸入至基板3之下方之支撐位置與突起10c自基板3之下方偏移之退避位置之間移動。

將基板3自塗佈裝置1外部搬送至平台4附近之外部 搬送裝置14不限於上述實施形態之例，只要為可將基板3轉交至塗佈裝置1所具備之支撐臂10者，無論何者均可，既可藉由搬送用之機器人搬送並轉交，亦可由作業人員進行搬送並予以轉交。

1‧‧‧塗佈裝置

2‧‧‧基台

3‧‧‧基板

4‧‧‧平台

4a‧‧‧貫通孔

4b‧‧‧升降銷

5‧‧‧軌道

6‧‧‧移動體

7‧‧‧噴嘴

8‧‧‧移動柱體

9‧‧‧連結樑體

10‧‧‧支撐臂

10a‧‧‧基端部

10b‧‧‧臂本體

10c‧‧‧突起

11‧‧‧臂單元

12‧‧‧基座

13‧‧‧馬達

Claims (4)

1. 一種塗佈裝置，其使具有將塗佈液加以吐出之噴嘴的噴嘴單元與載置在平台上之塗佈對象物以相對之方式產生移動，並將自該噴嘴所吐出之塗佈液加以塗佈至塗佈對象物，該塗佈裝置之特徵在於：支撐臂係被設置在上述噴嘴單元，該支撐臂係將塗佈對象物一方面加以支撐一方面移送至上述平台。
2. 如申請專利範圍第1項之塗佈裝置，其中，上述平台係具備有支撐塗佈對象物且可升降之升降銷，上述支撐臂係伸入至藉由上述升降銷而上升之狀態之塗佈對象物之下方，並藉由該升降銷產生下降而將塗佈對象物加以支撐，上述升降銷係藉由上升，而將被上述支撐臂所支撐之狀態之塗佈對象物進行提昇並加以支撐。
3. 如申請專利範圍第1或2項之塗佈裝置，其中，上述支撐臂係以上下方向之軸為中心，在可將被上述升降銷所支撐之塗佈對象物加以支撐之支撐位置與自被該升降銷所支撐之塗佈對象物而產生退避之退避位置之間，於水平方向上產生回旋。
4. 一種塗佈裝置之改良方法，其特徵在於：包含如下之步驟，而加以改良既有之塗佈裝置；該既有之塗佈裝置係使具有將塗佈液加以吐出之噴嘴的噴嘴單元與載置在平台上之塗佈對象物以相對之方式產生移動，並將自該噴嘴所吐出之塗佈液加以塗佈至塗佈對象物，該步驟係在該既有之塗佈裝置之該噴嘴單元，後續增設將塗佈對象物一方面加以支撐一方面移送至上述平台之支撐臂。