JP4535775B2 - Substrate stack - Google Patents
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Description
本発明は、液晶ディスプレイのカラーフィルタや薄膜トランジスタ(TFT)等に用いるガラス基板などのように、表面に機能層を備えた基板を運搬、保管等のために積み重ねた基板積重体に関する。 The present invention relates to a substrate stack in which substrates having functional layers on the surface, such as glass substrates used for color filters and thin film transistors (TFTs) for liquid crystal displays, are stacked for transportation and storage.
カラーフィルタに用いるガラス基板のように、表面に機能層を備えた基板は、その表面の機能層を損傷したり、汚したりすることなく運搬及び保管することが重要である。そこで、これらの基板の運搬、保管には、基板を1枚ずつ挿入する溝を備えた樹脂製のケースを用いていた。しかしながら、このケースでは、基板間に隙間を生じさせた状態で基板を収納するため、収納効率が悪いという問題があった。そこで、ガラス基板を1個ずつPETフィルムで密封し、これらを積み重ねる包装形態(特許文献1参照)、ガラス基板を1個ずつ、凹凸加工した内壁を有するラミネートフィルムからなる袋状体で包装し、それをケースに詰める包装形態(特許文献2参照)、複数のガラス基板と合紙とを交互に重ね、斜め積みパレット上に斜め積みした包装形態(特許文献3参照)等が提案されている。 It is important to transport and store a substrate having a functional layer on the surface, such as a glass substrate used for a color filter, without damaging or contaminating the functional layer on the surface. Therefore, a resin case provided with a groove for inserting the substrates one by one has been used to transport and store these substrates. However, in this case, since the substrates are stored in a state where a gap is generated between the substrates, there is a problem that the storage efficiency is poor. Therefore, the glass substrate is sealed with a PET film one by one, and the packaging form in which these are stacked (see Patent Document 1), the glass substrate is packaged one by one with a bag-like body made of a laminated film having an unevenly processed inner wall, A packaging form (see Patent Document 2) in which it is packed in a case, a packaging form in which a plurality of glass substrates and slip sheets are alternately stacked, and obliquely stacked on an oblique stacking pallet (see Patent Document 3), and the like have been proposed.
しかしながら、これらにはいずれも問題点があった。すなわち、特許文献1、2に示すように各ガラス基板を、PETフィルムで密封するとか、ラミネートフィルムからなる袋状体で包装する包装形態では、ガラス基板の包装に多大な工数がかかり、包装コストが高くなるという問題があった。また、特許文献3に示すようにガラス基板と合紙とを交互に重ねて収納する形態では、開梱に当たって合紙を剥がす際に問題を生じることがあった。すなわち、ガラス基板には、運搬に当たって基板表面の機能層を保護するために水溶性の保護膜を設けておくことが多いが、その場合、運搬中或いは保管中に保護膜が吸湿することがあり、その保護膜の吸湿によって保護膜に合紙が接着してしまい、剥がしにくくなるばかりでなく、ガラス基板から合紙を剥がそうとした時にガラス基板の合紙に接着した部分が一緒に引き上げられてガラス基板に変形を生じ、しかも剥離が急激に生じてガラス基板に衝撃を与えるとか、剥離位置が不安定に移動してやはりガラス基板に衝撃を与えることがあり、これらの結果、ガラス基板の機能層に損傷を生じることがあった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、液晶ディスプレイのカラーフィルタや薄膜トランジスタ(TFT)等に用いるガラス基板などの基板を、合紙と交互に積み重ねて形成した積重体において、合紙が基板の片面に接着するとがあっても、その合紙を容易に基板から剥がすことができるようにした基板積重体を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in a stack formed by alternately stacking substrates such as glass substrates used for color filters, thin film transistors (TFTs), etc. of liquid crystal displays with interleaving paper, It is an object of the present invention to provide a substrate stack in which a slip sheet can be easily peeled off from a substrate even if it adheres to one side of the substrate.
本願請求項1に係る発明は、複数の基板を、各基板間にそれぞれ1枚の枚葉の合紙を挟んで積み重ねて構成した積重体において、合紙を基板から剥がしやすくするため、前記合紙を二つ折りした形態で各基板間に挟む構成としたものである。
In the invention according to
請求項2に係る発明は、前記した請求項1に係る発明において、前記二つ折りした合紙の、重ね合わせた2片を同一サイズとし、且つそのサイズを、少なくとも前記基板の有効領域を覆うことができるサイズとするという構成としたものである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、前記した請求項1又は2に係る発明において、前記合紙を樹脂の発泡シートで構成したものである。
The invention according to
請求項4に係る発明は、前記した請求項1、2又は3に係る発明において、前記基板を、片面に機能層と、その上に形成された保護膜を備えたガラス基板としたものである。
The invention according to
本発明の基板積重体では、各基板間に挟まれている合紙が二つ折りした形態であるので、例え、合紙の二つ折りした2片の一方が基板の片面に接着したとしても、他方は接着しておらず、このため、接着していない側の片の先端部分を吸着パッド等で容易に吸着保持して持ち上げることができ、その片の先端部分を、合紙を安定して剥がすことの可能な手段(例えば、基板に沿って走行するニップローラ対等)にくわえさせることで、合紙を基板から容易に且つ安定して剥がすことができる。 In the substrate stack of the present invention, the slip sheet sandwiched between the substrates is folded in half, so even if one of the two folded sheets of slip sheet adheres to one side of the substrate, the other Can be lifted by easily holding the tip of the non-bonded piece with a suction pad, etc., and the tip of the piece can be peeled off stably. The slip sheet can be easily and stably peeled from the substrate by adding it to a possible means (for example, a pair of nip rollers running along the substrate).
ここで、前記二つ折りした合紙の、重ね合わせた2片を同一サイズとし、且つそのサイズを、少なくとも前記基板の有効領域を覆うことができるサイズとしておくと、積重体の基板有効領域における厚さを均一とすることができ、このため、多数の基板を平面状態に保った状態で積み重ねることができ、基板の損傷発生を一層防止できる。 Here, when the two overlapped pieces of the folded paper are made the same size, and the size is set to a size that can cover at least the effective area of the substrate, the thickness of the stack in the effective area of the substrate Therefore, a large number of substrates can be stacked in a flat state, and damage to the substrate can be further prevented.
また、前記合紙を樹脂の発泡シートとすると、適度な柔らかさをもつため基板を良好に保護できる。 Further, when the interleaving paper is a foamed sheet of resin, the substrate can be well protected because it has appropriate softness.
本発明の基板積重体を形成する基板は任意であるが、片面に機能層と、その上に形成された保護膜を備えたガラス基板とすることが好ましく、これにより、運搬中等に損傷を生じやすい機能層を備えたガラス基板を、大量に積み重ねて損傷を生じることなく安全に運搬できる。 The substrate on which the substrate stack of the present invention is formed is arbitrary, but it is preferable to use a glass substrate having a functional layer on one side and a protective film formed thereon, thereby causing damage during transportation. Glass substrates with easy-to-use functional layers can be safely transported without stacking in large quantities and causing damage.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。図1(a)は本発明の実施形態に係る基板積重体(以下、単に積重体という)1をパレット2に乗せた状態で示す概略側面図、図1(b)はその基板積重体1の一部を、基板や合紙の厚みを誇張して示す概略側面図である。積重体1は、多数の基板3を、保管、運搬等のために積み重ねたものであり、各基板3の間にそれぞれ1枚の枚葉の合紙4を二つ折りした形態ではさみ込んでいる。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic side view showing a state in which a substrate stack (hereinafter simply referred to as a stack) 1 according to an embodiment of the present invention is placed on a
積重体1を形成する基板3は、液晶ディスプレイのカラーフィルタや薄膜トランジスタ(TFT)等に用いるガラス基板などであり、図2に示すように、ガラス板等の基板本体3aの片面に、機能層3b(例えば、カラーフィルタ用の基板の場合には、ブラックマトリックス、着色画素、ITO電極などを備えた層)を備え、更にその上に、保管、運搬中等における損傷を防止するための保護膜3cを形成している。この保護膜3cは容易に形成でき且つ容易に除去可能な材料で作られるものであり、水溶性の樹脂(たとえば、ポリビニルアルコール)が用いられることが多い。膜厚としては、10〜20μm程度が用いられる。通常、機能層3b、保護膜3cは、基板本体3aの周縁の数mmを除いた全領域に形成されている。本明細書では、機能層3b及びその上に保護膜3cを形成した領域を有効領域という。
The
合紙4は各基板3の機能層3b、保護膜3cを保護するように設けるものであり、前記したように1枚の枚葉の合紙を二つ折りした形態で配置されている。この合紙4の、二つ折りして重ね合わせた2片4a、4bのサイズは、基板3の保護膜3cに接触する側の片4aが、少なくとも基板3の有効領域を覆い、他方の片4aが吸着パッド等によって吸着保持されて引き上げられ、合紙を剥がすためのニップローラ対等(詳細は後述)にくわえさせられるのに必要な長さを有するように定めればよいが、好ましくは、二つ折りして重ねた2片4a、4bを同一サイズとし且つその2片4a、4bで少なくとも基板3の有効領域を覆うことができるサイズとする。このサイズとすることにより、積重体1の基板有効領域における厚さが均一となり、多数の基板3を平面状態を保って積み重ねることができる。更に好ましくは、二つ折りした合紙4のサイズを基板3に等しく設定する。これにより、多数の基板3と合紙4とを側縁を揃えた形態で積み重ねることができる。
The interleaving
合紙4に用いる材料は、基板3を保護しうるものであれば任意であり、紙、樹脂シート等が用いられる。合紙4に好ましい材料としては、独立気泡を有する樹脂の発泡シート、例えば、株式会社JSP製の商品名「ミラマット」を挙げることができる。独立気泡を有する樹脂の発泡シートは、適度なやわらかさを有するので、基板表面の機能層3bの保護が確実であり、且つ通気性がないので保護膜3cが吸湿することを防止できる。合紙4の厚さとしては、あまり薄いと保護効果が低下し、一方あまり厚いとコスト高となると共に嵩張るという欠点を生じるので、これらを考慮して、0.25〜1mm程度に選定することが好ましい。
The material used for the interleaving
上記構成の積重体1は適当な収納容器に収納され、運搬、保管される。これに用いる収納容器、収納形態等は任意であるが、好ましい収納形態を図3に示す。図3において、8は基板を積み重ねて収納容器に収納した基板収納体、10は積重体1を収納した収納容器である。この収納容器10は、積重体1を基板3を水平とした状態で支持可能な支持面11aを備えたパレット11と、そのパレット11上に載置された積重体1を包囲するように、パレット11に着脱可能に取り付けられた箱状の蓋体12と、蓋体12をパレット11に対して連結する複数のパチン錠13と、積重体1の下面及び上面にそれぞれ配置された平面精度の高い補強板材15、16と、積重体1の上面と蓋体12の天板12aとの間に配置されたエアバッグ17と、パレット11及び蓋体12で形成される内箱を収納する外箱19等を備えており、その外箱19は、第二のパレット20とそれに着脱可能な蓋体21で形成されている。
The
エアバッグ17は、その内部に加圧エアを供給することにより膨らみ、上面位置を蓋体12の天板12aで拘束されることにより、積重体1の上面の補強板材16の全面を均一に押圧するように配置されている。また、エアバッグ17には、蓋体12をパレット11に取り付けた状態で、エアバッグ17内に加圧エアを供給できるよう、蓋体12の外側に延び出すようにエア供給用チューブ23が連結されており、その先端には弁24が取り付けられている。積重体1の上下に配置される補強板材15、16は積重体1の基板を極力、平坦な状態で支持或いは押圧することができるよう設けたものである。補強板材15、16としては、平面精度に優れた(平面粗さが小さく且つ平面度の高い)軽量な板材が用いられ、具体的には、ハニカムパネル、あるいは発泡体をコアとしFRP板をスキンとした積層板等を用いることが好ましい。補強板材15、16は積重体1の全面を支持或いは押圧できるよう、基板3と同一若しくはそれよりも大きい面積のものが用いられる。
The
次に、この収納容器10に積重体1を収納して基板収納体8を形成する方法を説明する。パレット11を、蓋体12を取り付けていない状態で水平に置き、その上に補強板材15を乗せ、次いでその上に基板3と二つ折りした合紙4とを交互に積み重ねて積重体1を形成する。なお、別の場所で積重体1を形成しておき、それをパレット11上に載置するように変更してもよい。パレット11上に積重体1を載置した後は、その上に補強板材16及びエアバッグ17を乗せ、その上から蓋体12をかぶせ、蓋体12をパレット11に固定する。その後、エアバッグ17に連結しているエア供給用チューブ23にコンプレッサ等の加圧エア供給装置(図示せず)を連結して、エアバッグ17に加圧エアを供給する。これにより、エアバッグ17が膨らんで、積重体1の上面を補強板材16を介して押圧し、積重体1をパレット11に押し付けて固定する。この際、エアバッグ17が積重体1の上面全域に均一な押圧力を作用させるので、基板サイズが大きい場合でも、また収納枚数が多い場合でも、各基板3はその全域において均一な圧力で締め付けられ、固定される。このため、運搬中などに基板が動いて損傷を生じるということがない。また、エアバッグ17は基板全面に均一な押圧力を作用させているので、単位面積当りの押圧力を小さく設定しても、基板を動かないように拘束でき、この点からも基板の損傷を防止できる。エアバッグ17による押圧力は、そのエアバッグ17に供給するエア圧力を調整することで、所望の値に容易に調整できる。エアバッグ17に所望圧力の加圧エアを供給した後は、弁24を閉じ、加圧エア供給装置を取り外す。その後、全体を外箱19内に収納し、所望の場所に運搬し、また保管する。これらの運搬、保管の際にも、エアバッグ17内には加圧エアが封入された状態に保たれるため、エアバッグ17が積重体1の上面に均等な押圧力を作用させ続けており、基板3がずれて損傷を生じるということがない。
Next, a method for forming the substrate storage body 8 by storing the
開梱に当たっては、外箱19の蓋体21を外し、その中に収納されていた内箱(パレット11、蓋体12等)を取り出し、所望の場所に搬入する。この際、内箱は外箱19で覆われていたため、ごみ、ほこり等が付着しておらず、このため、基板を使用する工場内等の清浄さを要求される場所に内箱を搬入してもトラブルを生じることがない。次に、エアバッグ17の空気を抜いた後、蓋体12をパレット11から取り外し、エアバッグ17、補強板材16を取り外した後、積重体1の上面側から合紙4、基板3を交互に取り出す。
In unpacking, the
ここで、図4(a)に示すように、基板3の機能層3b、保護膜3cの上に配置されている合紙4に着目すると、保護膜3cに接触している片4aが保護膜3cに接着してしまうことがある。これは、保護膜3cが吸湿して溶けた場合などに生じる。このような接着が生じていると、その接着した部分を直接吸着パッドで吸着保持して剥がそうとしても、剥がしにくく、また、剥がれたとしても、剥がれる際に、ある程度引っ張られた後、急激に剥がれるという不安定な剥離動作を繰り返すこととなって、基板3の機能層3bを損傷させることがある。これに対し、この実施形態では、二つ折りした合紙4を用いているので、上側の片4bは基板3に接着しておらず、このため図4(b)に示すように、その片4bの先端領域を吸着パッド31で容易に吸着保持して引き上げることができ、合紙の剥離に用いるニップローラ32a、32b、33a、33b等にくわえさせることができる。以下、このニップローラ32a、32b、33a、33b等を用いた合紙の剥離機構を説明する。
Here, as shown in FIG. 4A, when attention is paid to the
図5(a)は合紙の剥離機構を概略的に示す側面図である。35は積重体1を載置したパレット11を、積重体1の最上面を所望の高さ位置となるように昇降させる昇降台、32は昇降台35に保持された積重体1の上面より少し上方で且つ二つ折りした合紙4の先端近傍に配置されたニップローラ32a、32bを備えた第一ニップローラ対である。第一ニップローラ対32のニップローラ32a、32bには、それらを開閉させる開閉機構(図示せず)が連結されており、更に、合紙4を上方に引き出して排出することができるように回転駆動する回転駆動装置(図示せず)も連結されている。33は、第一ニップローラ対32の下方に、水平に移動するように配置された第二ニップローラ対であり、ニップローラ33a、33bを備えている。
FIG. 5A is a side view schematically showing an interleaf separating mechanism. 35 is a lifting platform for raising and lowering the
第二ニップローラ対33は、図7(a)、(b)に示すように、移動フレーム40に保持されており、移動フレーム40は駆動装置(図示せず)によって水平に往復動するようになっている。一方のニップローラ33bは移動フレーム40に揺動可能に保持された揺動レバー41に保持され、他方のニップローラ33aは揺動レバー41に揺動可能に保持されたアーム42に保持されており、揺動レバー41、揺動アーム42はそれぞれエアシリンダ43、44によって揺動させられる構成となっている。この構成により、エアシリンダ44で揺動アーム42を揺動させてニップローラ33a、33bを開閉でき、またエアシリンダ43で揺動レバー41を揺動させることで、一方のニップローラ33aを積重体1の上面に押し付けた状態[図7(a)参照]、及び他方のニップローラ33bを積重体1の上面に押し付けた状態[図7(b)参照]に切り替えることができる。各ニップローラ33a、33bには、それらが積重体上面に沿って移動する時の移動速度に同期して回転するように駆動モータが連結されている。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the second
図5(a)において、31は合紙4を吸着保持可能な吸着パッドであり、第一ニップローラ対32及び第二ニップローラ対33が共に開いている時に、合紙4の片4bの先端を吸着保持して持ち上げ、第一ニップローラ対32及び第二ニップローラ対33にくわえさせることができる構成となっている。また、第一ニップローラ対32の近傍には、剥がした合紙4を受け取るためのトレイ46が設けられている。
In FIG. 5 (a), 31 is a suction pad capable of sucking and holding the
この構成の剥離機構による合紙剥離動作は次のように行われる。図5(a)に示すように、積重体1の最上部の合紙4が所定の高さ位置に持ち上げられ且つ第一ニップローラ対32及び第二ニップローラ対33が共に開いている状態で、吸着パッド31が降下して、合紙4の上側の片4bの先端を吸着保持し、次いでそれを持ち上げ、開いた状態の第一ニップローラ対32及び第二ニップローラ対33の間に通す。この際、上記したように、合紙4の上側の片4bは接着していないので容易に持ち上げることができる。次に、図5(b)に示すように、第一ニップローラ対32及び第二ニップローラ対33が閉じて、合紙4をくわえる。同時に、図7において、第二ニップローラ対33に設けているエアシリンダ43が作動して揺動レバー41を図7(a)に示す位置に揺動させ、図面で右側に位置しているニップローラ33aを積重体1の上面に押し付けた状態とする。次いで、図7(a)、図5(c)に示すように、第二ニップローラ対33が右方向への移動を開始すると共に、各ニップローラ33a、33bがその移動速度に同期した回転速度で回転し、合紙4の上側の片4bを剥がして行く。この時、第一ニップローラ対32のニップローラ32a、32bは停止した状態に保持されており、合紙4の先端を単につかんでいるだけである。
The slip sheet peeling operation by the peeling mechanism of this configuration is performed as follows. As shown in FIG. 5A, the
図5(d)に示すように、第二ニップローラ対33が合紙4の折り目位置まで達すると、移動を停止すると共にエアシリンダ43が作動して揺動レバー41を図7(b)に示す位置に揺動させ、図面で左側に位置しているニップローラ33bを積重体1の上面に押し付けた状態とする。次いで、図6(a)、図7(b)に示すように、第二ニップローラ対33が左方向への移動を開始すると共に、各ニップローラ33a、33bがその移動速度に同期した回転速度で回転し、合紙4の下側の片4aを剥がして行く。この時、第一ニップローラ対32のニップローラ32a、32bは、第二ニップローラ対33のニップローラ33a、33bの回転速度の2倍の速度で回転しており、剥がされた合紙4をトレイ46上に送り出してゆく。ところで、上記したように、合紙4の下側の片4aは基板3の保護膜3c(図4参照)に接着していることがあるが、この剥離機構では図7(b)に示すようにその合紙4の片4aを一対のニップローラ33a、33bではさんで剥がして行くため、合紙4に大きい引張力を加えて確実に剥がすことができる。しかも、合紙4を剥がしてゆく時に、移動方向の前側に位置するニップローラ33bが合紙4を基板3に押し付けた状態で移動しているため、合紙4の剥離位置が、ニップローラ33bが合紙4を基板3に押し付ける位置に規制され、このため、剥離位置がニップローラ33bの移動と共に安定して移動し、合紙4が基板3から円滑に剥がされる。かくして、基板3の機能層に損傷を与えることなく、合紙4を確実に剥がすことができる。
As shown in FIG. 5 (d), when the second
図6(b)に示すように第二ニップローラ対33が合紙4の先端位置まで移動して合紙4を剥がし終わった後は、図6(c)に示すように、積重体1を下降させて、最上部の基板3を取り出すための取り出し位置に位置決めし、基板吸着取り出し装置48を基板3の上方に送り込んで、基板3を吸着保持し、取り出す。その後、再び、積重体1を図5(a)に示す位置に上昇させ、前記した動作を繰り返して合紙4の剥離を行う。以上の動作を繰り返すことで、合紙を基板から剥がし且つ基板を取り出すことができる。
After the second
以上のように、二つ折りした合紙4を基板3と交互に積み重ねて形成した積重体1では、合紙4の上側の片4bの先端部分を、図5〜図7に示す剥離機構の第一ニップローラ対32、第二ニップローラ対33に容易にくわえさせることができ、合紙4が基板3に接着していても、基板3に損傷を与えることなく合紙4を剥がすことができる。なお、合紙4を剥がすために用いる剥離機構は、図5〜図7に示す構造のものに限らず、他の構造のものを用いてもよく、その場合においても、二つ折りした合紙4の上側の片4bは接着していないので、その先端部分を吸着パッド等で容易に持ち上げ、剥離機構に供給することができる。
As described above, in the
1 積重体
2 パレット
3 基板
3a 基板本体
3b 機能層
3c 保護膜
4 合紙
4a、4b 折り重ねた片
8 基板収納体
10 収納容器
11 パレット
12 蓋体
12a 天板
13 パチン錠
17 エアバッグ
15、16 補強板材
17 エアバッグ
19 外箱
20 パレット
21 蓋体
23 エア供給用チューブ
24 弁
31 吸着パッド
32 第一ニップローラ対
32a、32b ニップローラ
33 第二ニップローラ対
33a、33b ニップローラ
35 昇降台
40 移動フレーム
41 揺動レバー
42 揺動アーム
43、44 エアシリンダ
46 トレイ
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