(57)【要約】【課題】大型ガラス基板等の薄型・多段積層可能な搬送トレイである枠内部にフィルム状部材を配置した基板搬送用トレイに適応した基板移載装置、並びに基板の取り出し方法および基板の収納方法を提供する。【解決手段】基板より一回り大きい矩形状の枠部と、枠部内側の全面に面積が枠部内側の面積よりも大きいフィルム状部材からなる基板保持部材とからなる基板搬送トレイから、基板を取り出す、または、基板搬送トレイに基板を収納する基板移載装置であって、少なくとも、基板搬送トレイを枠部で担持するトレイ設置台と、トレイ設置台内側の基板よりも一回り小さい面内に立設された昇降可能な複数の支持ピンと、トレイ設置台に枠部を加えた高さより上部で枠部の外側に設置され基板端部より内側に前進して基板端部を保持する支持部材とを有し、且つ、支持ピンが少なくとも２つ以上の区画を別々に昇降できる駆動機構を有している。【選択図】図４
2012129228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を取り囲む前記基板よりも一回り大きい矩形状の枠部と、前記枠部内側の全面に、前記基板を面で保持するするための基板保持部材とを有し、前記基板保持部材がフィルム状部材であり、かつ、前記フィルム状部材の面積が、前記枠部を上方より見た前記枠部内側の面積よりも大きい基板搬送トレイから、前記基板搬送トレイに一枚ずつ収納されている前記基板を取り出す、または、前記基板搬送トレイに前記基板を一枚ずつ収納する基板移載装置であって、
少なくとも、前記基板搬送トレイを枠部で担持するトレイ設置台と、前記トレイ設置台内側の前記基板よりも一回り小さい面内に立設された昇降可能な複数の支持ピンと、前記トレイ設置台に前記枠部を加えた高さより上部で前記枠部の外側に設置され基板端部より内側に前進して基板端部を保持する支持部材とを有し、且つ、前記支持ピンが少なくとも２つ以上の区画を別々に昇降できる駆動機構を有していることを特徴とする基板移載装置。
【請求項２】
請求項１に記載する基板移載装置を用いて、前記基板搬送トレイに収納されている前記基板を取り出す基板取り出し方法であって、少なくとも
（１）前記支持部材が前記枠部の外側に後退し、前記支持ピン総てが下降した状態で、前記トレイ設置台に基板が収納された前記基板搬送トレイを設置する工程と
（２）前記支持ピン総てを上昇させ、前記フィルム状部材と共に前記基板を前記枠部の上面より上に上昇させて前記基板端部と枠部に固定された前記基板保持部材端部との間に隙間を生じさせる工程と、
（３）前記支持部材を、上昇した前記基板端部と前記基板保持部材端部との隙間に前進挿入して、基板端部を担持する工程と、
（４）前記支持ピンの別々に昇降可能な少なくとも1区画を下降して、前記基板と前記基板保持部材との間に隙間を生じさせる工程と、
（５）前記基板と前記基板保持部材との隙間にロボットハンドを挿入して基板を担持する工程と、
（６）前記支持部材を前記枠部の外側に後退させ、前記支持ピン総てを下降させ、基板を担持したロボットハンドを引き抜き、基板を所定の場所に移載する工程と、
を備えることを特徴とする基板取り出し方法。
【請求項３】
請求項１に記載する基板移籍載装置を用いて、前記基板搬送トレイに前記基板を一枚ずつ収納する基板の収納方法であって、少なくとも、
（７）前記支持部材が前記枠部の外側に後退し、前記支持ピン総てが下降した状態で、前記トレイ設置台に空の前記基板搬送トレイを設置する工程と、
（８）前記基板を担持したロボットハンドを空の前記基板搬送トレイの所定の位置と高さに挿入する工程と、
（９）前記支持ピンの別々に昇降可能な少なくとも２区画を前記枠部の上面より上に上昇させて、ロボットハンド上の前記基板を少なくとも２区画の前記基板保持部材で担持する工程と、
（１０）前記支持部材を、ロボットハンド上の前記基板端部と前記基板保持部材端部との隙間に前進挿入して基板端部を担持する工程と
（１０）前記基板と前記基板保持部材との隙間からロボットハンドを引き抜く工程と、
（１１）残り全ての前記支持ピンを上昇させ、前記フィルム状部材で前記基板を担持し、且つ、前記支持部材を前記枠部の外側に後退する工程と、
（１２）総ての前記支持ピンを下降させて、前記基板保持部材の面で下に撓んだ状態で前記基板を保持する工程と、
を備えることを特徴とする基板収納方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等の表示パネルを形成するために用いられるカラーフィルタなどのガラス基板製品を一枚づつ収納し多段積重させて輸送するための基板搬送用トレイの、基板移載装置並びに基板の取り出し方法および基板の収納方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置等の表示パネルは、一般に、相互に対向して配置されたカラーフィルタ基板とＴＦＴなどの素子基板との間に液晶を封入して構成される。このようなカラーフィルタ基板や素子基板、あるいはそのベースとしての（素）ガラス基板や電極等が形成された状態のガラス基板の半製品を搬送する場合には、通常、ガラス基板をその側縁部で保持する収納ボックス内に入れ多段積載させて輸送する。
【０００３】
近年、各種の表示パネルには、０．７ｍｍ以下の薄さのガラス基板が使用されるようになっている。また、特に、大型液晶テレビの普及に伴い、使用されるガラス基板は、最近では第６世代（１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）、第８世代（２１６０ｍｍ×２４６０ｍｍ）、あるいは第１０世代（２８５０ｍｍ×３０５０ｍｍ）と呼ばれる様に年々大型化している。
【０００４】
このような大型で薄いガラス基板は撓み易いため、ガラス基板収納ボックス内に複数枚のガラス基板が収納されていると、搬送時に各ガラス基板が撓んで隣接するガラス基板同士が接触することによって破損するおそれがある。このために、ガラス基板収納ボックス内のガラス基板同士が接触しないように、１００ｍｍ以上の間隔をあけて保持する必要があり、更に基板取り出し用吸着パッドの挿入間隔も必要なために、ガラス基板の収納枚数を増やせない問題がある。
【０００５】
そこで、大判(一辺が１ｍ以上)のカラーフィルタ基板やＴＦＴ基板などのガラス基板製品を搬送する場合は、基板収納用トレイにガラス基板を1枚ずつを収納し、さらにトレイ同士を積層させた状態で搬送を行う方法が一般的である。搬送後は、基板搬送用トレイより基板を取り出す必要がある。基板を取り出す方法として、例えば、特許文献1や特許文献２に開示されているように、枠部と枠内部にガラス基板受けとして底部に開口部が設けられた緩衝材が設置された基板収納用トレイに対して、開口部より支持部材または支持ピンを昇降させることで基板をトレイより上部に持ち上げて取り出す方法が知られている。
【０００６】
一方で、表示パネルの低コスト化に伴い、カラーフィルタ基板の搬送方法もより効率よくすることが求められ、トレイの薄型化が進んでいる。薄型化した基板搬送用トレイに関する技術として、本発明者等は特願２０１０−１２４０９１号明細書において、枠部内にフィルム状部材を配置した基板搬送用トレイを提案している。この基板搬送用トレイは、基板保持部にフィルム状部材を用いることで、トレイ1枚の厚みを薄型化し、積層する基板枚数を増やせるため、1度に搬送できるトレイ枚数（＝基板枚数）を増やすことが可能となり、それに伴って、基板の輸送費用を削減することができる。しかしながら、このトレイでは、トレイ枠内部に開口部を持たない。従って、従来の基板取り出し方法のように、支持ピンによる昇降だけでは、トレイの基板支持部であるフィルム状部材と支持ピンが干渉して、基板をトレイより取り出すことができない。最悪の場合はトレイの破損につながる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２２２６１２号明細書
【特許文献２】特許第４２７０４３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、大型ガラス基板等の薄型・多段積層可能な搬送トレイである枠内部にフィルム状部材を配置した基板搬送用トレイに適応した基板移載装置、並びに基板の取り出し方法および基板の収納方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に係る発明は、基板を取り囲む前記基板よりも一回り大きい矩形状の枠部と、前記枠部内側の全面に、前記基板を面で保持するするための基板保持部材とを有し、前記基板保持部材がフィルム状部材であり、かつ、前記フィルム状部材の面積が、前記枠部を上方より見た前記枠部内側の面積よりも大きい基板搬送トレイから、前記基板搬送トレイに一枚ずつ収納されている前記基板を取り出す、または、前記基板搬送トレイに前記基板を一枚ずつ収納する基板移載装置であって、
少なくとも、前記基板搬送トレイを枠部で担持するトレイ設置台と、前記トレイ設置台内側の前記基板よりも一回り小さい面内に立設された昇降可能な複数の支持ピンと、前記トレイ設置台に前記枠部を加えた高さより上部で前記枠部の外側に設置され基板端部より内側に前進して基板端部を保持する支持部材とを有し、且つ、前記支持ピンが少なくとも２つ以上の区画を別々に昇降できる駆動機構を有していることを特徴とする基板移載装置である。
【００１０】
次に、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載する基板移載装置を用いて、前記基板搬送トレイに収納されている前記基板を取り出す基板取り出し方法であって、少なくとも
（１）前記支持部材が前記枠部の外側に後退し、前記支持ピン総てが下降した状態で、前記トレイ設置台に基板が収納された前記基板搬送トレイを設置する工程と
（２）前記支持ピン総てを上昇させ、前記フィルム状部材と共に前記基板を前記枠部の上面より上に上昇させて前記基板端部と枠部に固定された前記基板保持部材端部との間に隙間を生じさせる工程と、
（３）前記支持部材を、上昇した前記基板端部と前記基板保持部材端部との隙間に前進挿入して、基板端部を担持する工程と、
（４）前記支持ピンの別々に昇降可能な少なくとも1区画を下降して、前記基板と前記基板保持部材との間に隙間を生じさせる工程と、
（５）前記基板と前記基板保持部材との隙間にロボットハンドを挿入して基板を担持する工程と、
（６）前記支持部材を前記枠部の外側に後退させ、前記支持ピン総てを下降させ、基板を担持したロボットハンドを引き抜き、基板を所定の場所に移載する工程と、
を備えることを特徴とする基板取り出し方法である。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１に記載する基板移籍載装置を用いて、前記基板搬送トレイに前記基板を一枚ずつ収納する基板の収納方法であって、少なくとも、
（７）前記支持部材が前記枠部の外側に後退し、前記支持ピン総てが下降した状態で、前記トレイ設置台に空の前記基板搬送トレイを設置する工程と、
（８）前記基板を担持したロボットハンドを空の前記基板搬送トレイの所定の位置と高さ
に挿入する工程と、
（９）前記支持ピンの別々に昇降可能な少なくとも２区画を前記枠部の上面より上に上昇させて、ロボットハンド上の前記基板を少なくとも２区画の前記基板保持部材で担持する工程と、
（１０）前記支持部材を、ロボットハンド上の前記基板端部と前記基板保持部材端部との隙間に前進挿入して基板端部を担持する工程と
（１０）前記基板と前記基板保持部材との隙間からロボットハンドを引き抜く工程と、
（１１）残り全ての前記支持ピンを上昇させ、前記フィルム状部材で前記基板を担持し、且つ、前記支持部材を前記枠部の外側に後退する工程と、
（１２）総ての前記支持ピンを下降させて、前記基板保持部材の面で下に撓んだ状態で前記基板を保持する工程と、
を備えることを特徴とする基板収納方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の基板移載装置に係る基板搬送用トレイは、基板保持部にフィルム状部材を用い、そのフィルム状部材が枠内部の面積よりも大きいため、フィルム状部材に開口部がないにも拘らず、フィルム状部材とともに基板を基板搬送トレイ上面より上部に上昇させることができる。本発明の基板基板移載装置では、基板端部を保持するための支持部材を設置することにより、フィルム状部材がトレイに固定されているために支持ピンを設置できない基板端部を支持することができる。さらに、支持ピンを別々に昇降させる駆動機構を使用し、基板を担持したフィルム状部材を上昇させた状態で一部の支持ピンを下降させることにより、基板とフィルム状部材の間に隙間を生じさせることができ、基板を取り出すためのロボットハンドを挿入させることが可能になる。なお、収納時には、上記した動作を逆に行えばよい。
【００１３】
本発明の基板移載装置を用いることで、開口部のない基板搬送用トレイより基板を取り出し且つ収納することができる。そのため、基板搬送用トレイの基板保持部にフィルム状部材を用いることで、トレイ１枚の厚みを薄型化し、積層する基板枚数を増やせるため、1度に搬送できるトレイ枚数（＝基板枚数）を増やすことが可能となり、それに伴って、基板の輸送費用を削減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る基板搬送トレイの一実施形態を模式的に示す概略上面図である。
【図２】本発明に係る基板搬送トレイの一実施形態を断面で示す説明図である。
【図３】本発明に係る基板搬送トレイの一例の積層状態を模式的に示した断面概略図である。
【図４】本発明の基板移載装置を用いた基板取り出し方法を説明する断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の基板移載装置について、一実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係る基板搬送トレイ１０は、基板１を取り囲む基板よりも一回り大きい矩形状の枠部３と、枠部内側の全面に、基板１を面で保持するするための基板保持部材２とを有し、この基板保持部材２がフィルム状部材であることを特徴とする。
【００１７】
図２に示すように、基板搬送トレイ１０内の基板１の歪み、反り、撓みを一定状態で収納させるために、通常、基板１は鉛直方向下側に円筒側面形状に撓ませたフィルム状部材
からなる基板保持部材２全面で受ける形となる。このフィルム状部材の断面の長さは、両側の枠部３の間の長さより大きく、その結果、基板保持部材２は、その面積が、枠部３を上方より見た枠部内側の面積よりも大きく、鉛直方向下側に撓ませた状態で配置される。なお、伸縮性のある材質のフィルム状部材を使うことで、基板保持部材２を枠部の互いに向き合う２辺にのみ固定することは必ずしも必要としない。
【００１８】
この基板搬送トレイ１０は、表裏を互いに面接触させる形で積み重ねる事が可能な金属フレーム等剛性の高い材料から成る枠部３の内側の全面に、基板１を面で担持するための基板保持部材２としてプラスチックフィルム、ゴムシート、高分子繊維からなる布、不織布あるいは網等のフィルム状部材を用いることで薄くする事ができ、基板搬送トレイ１０単体の厚みを薄くすることができる。
【００１９】
ここで、フィルム状部材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミドなどのプラスチックフィルムや、ポリエステル、ポリアミド等の高分子繊維からなる布、不織布あるいは網等あるいはこれらを複合したものが挙げられ、表面が平滑な薄膜状のものが使用できる。これらの材料は、ガラス基板と直接接触するため、不活性で、洗浄・清掃しやすいものが好ましく、ＰＰ以外にもＨＤＰＥやＰＰ系のエラストマー等のポリオレフィン系樹脂、硬質塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアセタール樹脂、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等のフッ素樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂等で表面を被覆したものも好ましく使用できる。
【００２０】
更に、基板端面が基板搬送トレイ１０の枠部３に干渉して基板１が割れることや、キズ発生を防止する為に、図１に示すように、基板搬送トレイ１０の枠部３の内周部の一部に緩衝材５を設けることができる。このようにして構成された本発明に係る基板搬送トレイ１０は、枠部３の内側に撓ませて設置したフィルム状部材からなる基板保持部材２によって基板を全面で保持し、図３に示すように、そのまま薄い基板搬送トレイを枠部の表裏を互いに面接触させる形で積み重ねる事が可能であり、多段積重が可能となる。
【００２１】
本発明の基板移載装置は、上記した基板搬送トレイ１０に一枚ずつ収納されている基板１を取り出す、または、基板搬送トレイ１０に基板１を一枚ずつ収納する基板移載装置である。少なくとも、基板搬送トレイ１０をその枠部３で担持するトレイ設置台２０と、トレイ設置台内側の基板１よりも一回り小さい面内に立設された昇降可能な複数の支持ピン３０と、トレイ設置台２０に基板搬送トレイ１０の枠部３を加えた高さより上部で枠部３の外側に設置され、基板端部より内側に前進して基板端部を保持する支持部材４０とを有し、且つ、支持ピン３０が少なくとも２つ以上の区画を別々に昇降できる駆動機構を有している。
【００２２】
以下、図４を参照しながら、本発明の基板移載装置を用いて、基板搬送トレイ１０に収納されている基板１を取り出す基板取り出し方法を、実施形態の一例として説明する。
【００２３】
まず、通常、多段積重して輸送されてきたトレイユニットから公知の方法で基板１が収納された基板搬送トレイ１０をピックアップし、図４（ａ）に示すように、支持部材４０が枠部３の外側に後退し、支持ピン３０総てが下降した状態の基板移載装置のトレイ設置台２０に、その基板１が収納された基板搬送トレイ１０を設置する。トレイ設置台２０は、収納され下側に撓んだ基板１が、支持ピン３０等に接触しない状態で基板搬送トレイ１０をその枠部３で担持できる高さあるいは構造を有している。また、少なくとも基板搬送トレイ１０の両側の２辺の枠部３を担持できる構造である。
【００２４】
次に、図４（ｂ）に示すように、支持ピン３０総てを上昇させ、フィルム状部材からなる基板保持部材２と共に基板１を基板搬送トレイ１０の枠部３の上面より上に上昇させる
。この時、枠部３に固定された基板保持部材２の端部は上昇することができないため、基板１の端部と枠部３に固定された基板保持部材２の端部には隙間が生じることになる。
【００２５】
次に、図４（ｃ）に示すように、トレイ設置台２０に基板搬送トレイ１０の枠部３を加えた高さより上部で枠部３の外側に設置された支持部材４０を、基板端部より内側に前進させて、上昇した基板端部と基板保持部材端部との隙間に挿入して、基板端部を担持する。なお、支持部材４０の前進・後退動作は、ピストン等を用いた直線動作以外に、厚みの異なる変形カムを用いた前進・後退と上下動を組み合わせた機構であってもかまわない。
【００２６】
次に、図４（ｄ）に示すように、支持ピン３０の、別々に昇降可能な少なくとも1区画を下降して、基板１と基板保持部材２との間に、ロボットハンド５０が挿入可能な隙間を生じさせる。次に、基板１と基板保持部材２との隙間にロボットハンド５０を挿入して基板をロボットハンド５０に担持させる。
【００２７】
次に、図４（ｅ）に示すように、支持部材４０を基板搬送トレイ１０の枠部３の外側に後退させ、支持ピン３０総てを下降させ、基板１を担持したロボットハンド５０を引き抜き、基板１を所定の場所に移載する。
【００２８】
以上の工程を終了後、トレイ設置台２０から空の基板搬送トレイ１０を離脱させ、前記した多段積重して輸送されてきたユニットから、新たな基板１が収納された基板搬送トレイ１０をピックアップして、同様の操作を繰り返すことになる。なお、収納時には、上記した基板取り出し工程の基本的動作を逆に行うことで、基板搬送トレイに基板を一枚ずつ収納することができる。本発明の基板移載装置を用いることで、基板保持部材としてフィルム状部材を用いた基板搬送トレイを用いて、基板の品質を損なうことなく基板の搬送効率をアップすることができた。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・基板    ２・・・基板保持部材    ３・・・枠部    ５・・・緩衝材    
１０・・・基板搬送トレイ    ２０・・・トレイ設置台    ３０・・・支持ピン    
４０・・・支持部材    ５０・・・ロボットハンド
【図１】
2012129228.tif 000003
【図２】
2012129228.tif 000004
【図３】
2012129228.tif 000005
【図４】
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