本発明を適用した表示パネルモジュール組立装置構成の一実施例を説明する。
図1は、本発明の一実施例としての組立装置の構成を示している。なお、図1は特にパネルを搬送する機構に関連した部分を特に表しており、電気回路系,制御系ハード/ソフト、また表示パネル基板1の外周付近に組み付けられる製品回路基板の供給部や組み付け部などに関する詳細部分については図示していない。
搬送に大きく関連する機構としては搬送系と吸気系から成り立つ。吸引系には吸引ポンプ42があり、吸引ポンプ42からは基板搬送部材2へのエア配管42a、また、基板保持部材3へのエア配管42bがそれぞれ接続されている。さらに、前記配管にはエアの開閉を行う開閉バルブ43がそれぞれ設けられている。そして、開閉バルブ43の開閉は吸引切り替えコントローラによって制御され、コントローラからバルブまでは信号線が接続されている。
一方、パネルを保持/搬送する部分である搬送系メカは、表示パネル基板1を保持して送る基板搬送部材2と、基板搬送部材2によって移動した表示パネル基板1を固定保持する基板保持部材3からなり、それぞれの部材には表示パネル基板を吸着するための基板搬送部材表面の吸着孔7,基板保持部材表面の吸着孔8が設けられている。また、前記搬送系メカは基板搬送部コントローラによって搬送動作が制御されている。なお、基板搬送部材2への配管42aでは、基板搬送部材の移動距離に対して配管長さが不足し、結果配管の外れや配管へのストレスが発生しないように、図は一例であるが、伸縮式配管42cが設けられており、基板搬送部材が移動しても配管には全く影響を与えない機構になっている。
また、基板搬送部材の搬送動作を制御する基板搬送部コントローラは、吸引バルブの開閉を制御するコントローラと吸引切り替えコントローラと信号線で接続されており、搬送動作と吸引力の切り替えタイミングをあわせている。
図1−1は表示パネル基板1を現在位置であるパネル搬送前1−1aから、搬送動作一回分だけ下流に送る時の動作状態を示したフローチャートである。
最初、表示パネル基板1は現在位置となる「1−1a」に位置する。次に基板搬送部材が下方より上昇を開始する「1−1b」となり、基板搬送部材が表示パネル基板の位置まで到達したところで基板保持部材の吸着を解除し、同時に基板搬送部材の吸引を開始する「1−1c」となる。そして、基板搬送部が表示パネル基板を吸着したまま基板保持部よりさらに上昇し(「1−1d」)、基板搬送部材が目的方向に水平搬送して(「1−1e」)、表示パネル基板が水平搬送され目標搬送位置まで送られる(「1−1f」)。目的位置にて基板搬送部材2は表示パネルを吸着したまま下降を開始し(「1−1g」)、表示パネル基板が基板保持部材の位置まで到達した時、基板搬送部材の吸引を解除し、同時に基板保持部材3の吸引を開始する(「1−1h」)。さらに、基板搬送部材は基板保持部材よりも下降し(「1−1i」)、表示パネル基板は目的搬送位置にて基板保持部材によって吸着固定され一回の搬送サイクルを終える(「1−1j」)。以降、順次前記のサイクルを繰り返すことで、目的の距離に達するまで表示パネル基板の繰り返し搬送が行われる。
さらに図1−2で、実施例としての表示パネル基板搬送について詳しく説明する。
図1−2の表示パネルモジュール組立装置は、表示パネル基板1を、図1−2中左から右に向かって順次搬送しながら、基板の周辺部に各種処理作業を行って、ICやTABなどの実装組立作業を行う装置である。図1−2上段aは、大型基板搬送および処理作業時の状態を示す。表示パネル基板1aの位置から、順次表示パネル基板1bの位置,表示パネル基板1cの位置へ移動する。表示パネル基板1aの位置では処理ユニット16aと処理ユニット16bとにより処理作業を受ける。表示パネル基板1bの位置では処理ユニット16cと処理ユニット16dとにより処理作業を受ける。また、処理ユニット16a,処理ユニット16b,処理ユニット16c,処理ユニット16d等の処理ユニット16は、スライドステージのガイドレール6上を移動可能にする移動装置を有する。図1−2下段b)は小型基板搬送および処理作業時の状態を示す。表示パネル基板1dの位置から、順次表示パネル基板1eの位置,表示パネル基板1fの位置,表示パネル基板1gの位置,表示パネル基板1hの位置,表示パネル基板1iの位置へ移動する。表示パネル基板1dの位置では処理ユニット16aにより処理作業を受ける。表示パネル基板1eの位置では処理ユニット16bにより処理作業を受ける。表示パネル基板1fの位置では処理ユニット16cにより処理作業を受ける。表示パネル基板1gの位置では処理ユニット16dにより処理作業を受ける。また、処理ユニット16a,処理ユニット16b,処理ユニット16c,処理ユニット16d等の処理ユニット16は、スライドステージのガイドレール6上を移動可能にする移動装置を有する。処理ユニット16をスライドステージのガイドレール6上で移動可能にする移動装置はスライドステージに具備しても良い。
図1−2では、まず、基板長辺側(ソース側)の処理作業装置群である処理ユニット16aから処理ユニット16dまでによって基板長辺側(ソース側)の処理を行う様子を示している。その後、図示はしないが基板を回転装置で回転させ、次に、基板短辺側(ゲート側)の処理作業を行う。
また、これら実装を行うユニットに基板1を搬送させる搬送機構は図1−2中に示すように、基板搬送部材2と基板保持部材3で示している。基板搬送方向に細長い基板保持部材3が、基板搬送方向に直行する並びで複数並置される構造を有している。そして基板搬送部材2を前記基板保持部材の間に複数並置した構造となっている。
また、並置された基板搬送部材は一体に構成されており、基板保持部材3に保持された表示パネル基板1を、次の処理作業装置位置まで上昇させたのち水平移動して搬送する機構になっている。
図2は、その基板搬送部分の詳細な構成を示す平面図とそのA−A断面図である。図3はその部分の断面にて搬送時における搬送部分の上昇下降の様子を示す。さらに、図2に示す通り、保持部材および搬送部材の表面に吸引穴を一定のピッチで配置しており、負圧により表示パネル基板を基板保持部材や基板搬送部材に吸着できるように構成している。
また、図2において、小型基板の配置領域9,大型基板の配置領域10は、その下方に配置されている基板搬送部材2や基板保持部材3を図示するために、一部破断するとともに、外形は点線で示している。基板搬送部材2や基板保持部材3の基板側において、基板搬送部材表面の吸引孔7,基板保持部材表面の吸引孔8が設けられる。各処理作業装置での基板への処理動作が完了した後、基板搬送部材2を上昇させることで、基板保持部材3上に配置された表示パネル基板を微小量持ち上げ、その後、基板保持部材3の間隙方向に沿ってスライドすることで、次の作業処理装置まで表示パネル基板を搬送する機構になっている。基板搬送部材をスライドさせるスライド装置としては、図示はしないがリニアモータやボールねじなどによる一般的なスライドステージ機構を適用することができる。また、図2下段のA−A断面図に示すように、吸着孔の下の吸引チャンバ11,開閉バルブ12,吸引ポンプなどから供給される負圧系13が設けられている。
基板搬送部材2は、基板保持部材3の間隙に複数本の基板搬送部材が配置されており、それらが一体となって、該基板保持部材3に対して該基板搬送部材2を相対的に上昇および下降する。
図3における基板の搬送方向は、紙面に垂直な方向である。次の搬送処理位置まで、基板を搬送した基板搬送部材2は、基板搬送部材2を昇降可能にする基板搬送部材昇降装置5にて、降下させる。基板搬送部材昇降装置5は、スライドステージのガイドレール6上でスライドステージのスライダ15上に構成されることで、表示パネル基板1を、次の処理作業装置4の基板保持部材3上に基板を受け渡すように、移動可能となる。図3左側が各処理作業時の位置関係を示し、図3右側が基板搬送時の位置関係を示す。表示パネル基板1を、基板保持部材3上に受け渡した基板搬送部材2は、降下したまま、元の処理作業装置位置まで、戻り動作を行う。この動作を、隣接する処理作業装置4間で同期して行うことで、表示パネル基板1は、順次下流の処理作業装置4の位置に連続搬送を行うことが可能となる。
そして、基板搬送部材2において、水平方向に規定量スライド搬送の前後に、基板搬送部材2の垂直方向への上昇・下降動作時、基板保持部材3と表示パネル基板1の分離や再保持を行う必要がある。搬送においてその吸着の切り替えタイミングと搬送動作のタイミングについて、以降説明を行う。
図4のa)は、基板搬送部材2から基板保持部材3への表示パネル基板1の受け渡し、図4のb)は、基板保持部材から基板搬送部材2への表示パネル基板1の受け渡しを示している。表示パネル基板1の受け渡しの際、基板搬送部材表面の吸引孔7又は基板保持部材表面の吸引孔8において渡す側の吸引力が残っていると、図4のように表示パネル基板1にストレスがかかるため、その結果、表示パネル基板1の割れや吸着痕が残るなどの課題が生じる。
図5は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、最も理想的な固定部と搬送部の吸着力変化および受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図5では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
次に、固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。次に表示パネルを可動部に受け渡すために、固定部で表示パネルを保持している吸着力を弱める。同時に固定部から受け取るために可動部の吸引力は上昇させる。固定部と可動部の吸引力が双方18弱になったときのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させる、つまり、18のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部の両方で吸着保持している。さらに、可動部が上昇を続けることで固定部から表示パネルが引き離され、その段階では可動部の吸引力が強レベルまで上昇するため、水平搬送を行っても表示パネルは位置ずれを起こさない。一方、固定部の吸引力は低下し、つまり吸着の必要が無い所には無駄な吸引エアを使わないことができる。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させるが、今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部の吸着力を弱め、同時に可動部から表示パネルを受け取るために固定部の吸引力は上昇させる。そして、可動部と固定部の吸引力が双方19弱になったときのタイミングにあわせて、可動部を、固定部と同じ高さになるパネル受け渡し位置まで下降させる。すなわち19のタイミングでは表示パネルを可動部と固定部の両方が表示パネルを吸着保持している。さらに、可動部は下降を続けることで固定部に表示パネルが残り、可動部から表示パネルは引き離される。そしてその段階では固定部の吸引力は強レベルまで上昇しており、表示パネルをしっかりと吸着固定する。そして搬送を終えた可動部の吸引力を低下させ、吸着の必要が無い所には無駄な吸引エアを使わないようにすることができる。このようにして、一回の表示パネル搬送を行う。この動作を連続することで、上流から下流に向かって表示パネルの連続搬送を行う。
本実施例では、固定部と可動部の吸引圧力が丁度弱になるタイミングで、固定部から可動部、あるいは可動部から固定部にパネルが受け渡されるため、吸着力が残っている効果でパネルの位置ズレをおこさず、かつ、吸引が弱い効果により、受け渡し時に吸着パッドからパネルが引き剥がされる時にパネルが割れるなどの課題も生じないという効果が期待できる。後に説明する図15の方式がベストであるが、タイミングさえ合わせることが可能であるならばセカンドベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが遅い時の例を説明する。
図6は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を遅らせた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図6では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部の吸引力を上昇させ、また、下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力は未だ強のままであり、そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は20となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、20のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部の両方で吸着保持する。さらにその後、表示パネルを受け取った可動部の吸引力は強レベルまで上昇し、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部の吸着力が強い状態のまま可動部が下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。すなわち21のタイミングでは表示パネルを可動部と固定部の両方が吸着保持している。
本実施例では、固定部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、固定部から可動部にパネルが受け渡される、また、可動部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、可動部から固定部にパネルが受け渡される。双方の場合とも、渡す側に吸着力が強く残っている効果により、万一振動などの外乱が生じても図5の実施例と比較して、よりパネルの位置ズレをおこさない効果が期待できる。吸着の残圧によってパネルの割れや湾曲を生じさせないような別途機構を組み合わせることが可能であるならばベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが早い時の例を説明する。
図7は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を早めた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図7では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部の吸引力を上昇させ、また、下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力はすでに弱であり、そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は22となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、22のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部の両方で吸着保持する。さらにその後、表示パネルを受け取った固定部の吸引力は強レベルまで上昇し、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している固定部の吸着力がすでに弱い状態のまま可動部が下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。すなわち23のタイミングでは表示パネルを可動部と固定部の両方が吸着保持している。
本実施例では、固定部の吸引圧力がすでに弱いタイミングで、固定部から可動部にパネルが受け渡される、また、可動部の吸引圧力がすでに弱いタイミングで、可動部から固定部にパネルが受け渡される。双方の場合とも、渡す側に吸着力が無い効果により、図5の実施例と比較して、よりパネルに割れや湾曲を誘発しない効果が期待できる。受け渡し時にパネルの位置ズレを生じさせないような別途機構を組み合わせることが可能であるならばベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが遅く、かつ、渡される側の吸引圧力を弱めるタイミングが早い例を説明する。
図8は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を遅らせた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図8では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部を下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力は未だ強のままであり、また、可動部の吸引力は未だ弱のままである。そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は24となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、24のタイミングでは表示パネルは固定部だけが吸着保持する。さらにその後、表示パネルを受け取った可動部は吸引力を上昇させ、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部の吸着力が強い状態のまま可動部が下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。すなわち25のタイミングでは表示パネルは可動部が吸着保持している。
本実施例では、固定部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、固定部から可動部にパネルが受け渡される、また、可動部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、可動部から固定部にパネルが受け渡される。双方の場合とも、渡す側に吸着力が強く残っている効果により、万一振動などの外乱が生じても図5の実施例と比較して、よりパネルの位置ズレをおこさない効果が期待できる。吸着の残圧によってパネルの割れや湾曲を生じさせないような別途機構および、渡される側にパネルの位置ズレを防ぐ機構を組み合わせることが可能であるならばベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが早く、かつ、渡される側の吸引圧力を弱めるタイミングが遅い例を説明する。
図9は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を遅らせた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図9では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部を下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力はすでに弱であり、また、可動部の吸引力はすでに強である。そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は26となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、26のタイミングでは表示パネルは可動部だけが吸着保持する。しかし、固定部の吸引がすでに弱い状態であるため、表示パネルは固定部から位置ズレを起こしながら引き離される。その結果、可動部に受け渡された表示パネルは位置ズレが生じる可能性が高くなる。さらにその後、表示パネルを受け取った可動部は吸引力がすでに強いため、そのままを保持し、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部の吸着力がすでに弱い状態のまま下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。
本実施例では、固定部の吸引圧力がすでに弱いタイミングで、固定部から可動部にパネルが受け渡される、また、可動部の吸引圧力がすでに弱いタイミングで、可動部から固定部にパネルが受け渡される。双方の場合とも、渡す側に吸着力が無い効果により、図5の実施例と比較して、よりパネルに割れや湾曲を誘発しない効果が期待できる。受け渡し時にパネルの位置ズレを生じさせないような別途機構を組み合わせることが可能であるならばベストの方式である。
次に、図5の実施例に対し渡す側の吸引圧力をゼロにしないで受け渡す例を説明する。
図10は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡し28,29を行う際、前記、図5に示す最も理想的な固定部と搬送部の吸着力変化および受け渡し動作のタイミングに対し、吸引レベルをゼロにしないことを特徴とした状態を示している。
本実施例では、固定部と可動部の吸引圧力が丁度弱になるタイミングで、固定部から可動部、あるいは可動部から固定部にパネルが受け渡されるため、吸着力が残っている効果でパネルの位置ズレをおこさず、かつ、吸引が弱い効果により、受け渡し時に吸着パッドからパネルが引き剥がされる時にパネルが割れるなどの課題も生じないという効果が期待できる。後に説明する図15の方式がベストであるが、タイミングを合わせることが可能で、かつ、吸引エアを常にゼロにしないため、吸引圧力を発生させるポンプの容量が大きい、または使用する吸引エアの量が少ない場合であればセカンドベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが早い時の例を説明する。
図11は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を早めた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図11では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部を下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力はすでに弱であり、また、可動部の吸引力もすでに弱である。そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は30となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、30のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部が吸着保持する。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。パネルを保持している可動部、ならびにパネルを受け取る固定部がともに吸着力がすでに弱い状態あり、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで可動部を下降させる。すなわち31のタイミングでは表示パネルは可動部と固定部が吸着保持している。可動部は下降時にすでに保持力を失っているため、固定部に受け渡すときにはスムーズに受け渡しが行われる。
本実施例では、固定部と可動部の吸引圧力が弱のタイミングで、固定部から可動部、あるいは可動部から固定部にパネルが受け渡されるため、吸着力が残っている効果でパネルの位置ズレをおこさず、かつ、吸引が弱い効果により、受け渡し時に吸着パッドからパネルが引き剥がされる時にパネルが割れるなどの課題も生じないという非常に良い効果が期待できる。後に説明する図15の方式がベストであるが、吸引エアを常にゼロにしないため、吸引圧力を発生させるポンプの容量が大きい、または使用する吸引エアの量が少ない場合であれば、セカンドベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが遅く、かつ吸引圧力は弱モードの例を説明する。
図12は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を遅らせた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図12では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部の吸引力を上昇させ、また、下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力は未だ強のままであり、そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は32となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、32のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部の両方で吸着保持する。しかし、そのまま可動部が上昇を続けると、固定部の吸引は未だ強い状態であるため、表示パネルは固定部から無理に引き離される。その結果、表示パネルには割れや湾曲が生じる恐れが生じる。さらにその後、表示パネルを受け取った固定部の吸引力は強レベルまで上昇し、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部も吸着力が強い状態のまま可動部が下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。すなわち33のタイミングでは表示パネルを可動部と固定部の両方が吸着保持している。
本実施例では、固定部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、固定部から可動部にパネルが受け渡される、また、可動部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、可動部から固定部にパネルが受け渡される。双方の場合とも、渡す側に吸着力が強く残っている効果により、万一振動などの外乱が生じても図5の実施例と比較して、よりパネルの位置ズレをおこさない効果が期待できる。吸着の残圧によってパネルの割れや湾曲を生じさせないような別途機構を組み合わせること、また、吸引エアを常にゼロにしないため、吸引圧力を発生させるポンプの容量が大きい、または使用する吸引エアの量が少ない場合であればベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが遅く、かつ吸引圧力は弱モードの例を説明する。
図13は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を遅らせた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図13では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部の吸引力は弱のまま下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力は未だ強のままであり、そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は34となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、34のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部の両方で吸着保持する。しかし、そのまま可動部が上昇を続けると、固定部の吸引は未だ強い状態であるため、表示パネルは固定部から無理に引き離される。その結果、表示パネルには割れや湾曲が生じる恐れが生じる。さらにその後、表示パネルを受け取った可動部の吸引力は強レベルまで上昇し、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部も吸着力が強い状態のまま可動部が下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。すなわち35のタイミングでは表示パネルを可動部と固定部の両方が吸着保持している。
本実施例では、前記同様、固定部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、固定部から可動部にパネルが受け渡される、また、可動部の吸引圧力が未だ強いタイミングで、可動部から固定部にパネルが受け渡される。双方の場合とも、渡す側に吸着力が強く残っている効果により、万一振動などの外乱が生じても図5の実施例と比較して、よりパネルの位置ズレをおこさない効果が期待できる。吸着の残圧によってパネルの割れや湾曲を生じさせないような別途機構を組み合わせること、また、吸引エアを常にゼロにしないため、吸引圧力を発生させるポンプの容量が大きい、または使用する吸引エアの量が少ない場合であればベストの方式である。
次に、パネルを渡す側の吸引圧力を弱めるタイミングが早く、かつ吸引圧力は弱モードの例を説明する。
図14は、図1から図4までの吸着搬送機構を使った表示パネル基板搬送において、表示パネル基板の受け渡しを行う際、表示パネルを保持している部分の吸着力を弱める時間を遅らせた時の受け渡し動作のタイミングを示している。なお、図14では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部の吸引力を上昇させ、また、下降位置から上昇させる。しかし、このときには表示パネルを保持している固定部の吸引力はすでに弱であり、そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は36となる。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、36のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部の両方で吸着保持する。そしてそのまま可動部が上昇を続け、表示パネルは固定部から引き離される。さらにその後、表示パネルを受け取った可動部は、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部も吸着力がすでに弱で可動部が下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。すなわち37のタイミングでは表示パネルを可動部と固定部の両方が吸着保持している。
本実施例では、固定部と可動部の吸引圧力が弱のタイミングで、固定部から可動部、あるいは可動部から固定部にパネルが受け渡されるため、吸着力が残っている効果でパネルの位置ズレをおこさず、かつ、吸引が弱い効果により、受け渡し時に吸着パッドからパネルが引き剥がされる時にパネルが割れるなどの課題も生じないという非常に良い効果が期待できる。後に説明する図15の方式がベストであるが、吸引エアを常にゼロにしないため、吸引圧力を発生させるポンプの容量が大きい、または使用する吸引エアの量が少ない場合であれば、セカンドベストの方式である。
次に、これまで説明した実施例のうち最もベストな方式を説明する。
図15は、これまで説明した図5から図14までの課題を解決するための吸着機構動作のタイミングを示している。なお、図15では、表示パネル基板の位置は、まず、固定部にあり、次に可動部が上昇して受け取り、その後、可動部が適当な距離を搬送方向に水平搬送させたのち、可動部が下降して搬送先の新たな固定部に下ろし、一回の受け渡しを終えるところまでの動作を示している。
固定部および可動部の吸引力の強,弱,0の切り替えと可動部動作の上昇位置,パネル受け渡し位置,下降位置のタイミングについて、さらに具体的に説明する。先に説明した通り、図では最初、表示パネルは固定部に吸着保持されている。表示パネルを固定部から受け取るために可動部の吸引力を上昇させ、また、下降位置から上昇させる。同時に、このとき表示パネルを保持している固定部の吸引力は弱であり、そのときの固定部と可動部の吸引力の関係は38となる。図5に示す方式の受け渡しタイミングを広げるため、本方式では表示パネルを保持している部分の弱レベルに時間幅を設けるところにある。そして、そのタイミングにあわせ、可動部を、固定部と同じ高さになるように下降位置から上昇させパネル受け渡し位置まで上昇させ、38のタイミングでは表示パネルは固定部と可動部の両方で吸着保持する。そして可動部が上昇を続けると、表示パネルは固定部から引き離されるが、表示パネルには割れや湾曲は生じない。さらにその後、表示パネルを受け取った可動部の吸引力は強レベルまで上昇し、前記したように水平搬送される。
そして、可動部によって目的位置まで水平搬送されたのち、目的位置の固定部に表示パネルを吸着固定させるために可動部を下降させる。今度は先の説明とは逆に、パネルを保持している可動部の吸着力が弱の状態で可動部が下降し、固定部と同じ高さとなるパネル受け渡し位置になるまで下降させる。すなわち39のタイミングでは表示パネルを可動部と固定部の両方が吸着保持している。さらに、可動部は下降を続け、表示パネルをスムーズに受け渡す。このように、図15のタイミングでは受け渡しに時に割れや湾曲を発生させるような課題を引き起こす可能性は低く、図10に示すように、吸引していないときにも、弱レベルの吸引エアを発生させておく必要がないため、吸引エアの消費量をより少なくできるという効果が有る。
図16は吸気系の比較例で、吸着パッド40はポンプPから配管され、吸着パッド40の吸着力の発生と解除はバルブの開閉によって行っていた。この方式は配管が長いほどバルブの開閉と吸着パッドの吸引力応答性が悪くなることは言うまでも無く、実際、装置に組み込まれるときには、ポンプからバルブを経由し吸着部分に至るまで、短距離で配置することは困難となる。
これまでの装置のように表示パネルを固定部から可動部、あるいは可動部から固定部に受け渡す動作が遅い装置であれば、受け渡す時の時間も長く取れるため図16の方式で吸引力を強めたり弱めたりさせる方式で追従が遅くても課題が無かった。しかし、搬送ラインが高速化された場合にこの比較方式のままであると、前記図5から図9に述べたように、受け渡しのタイミングと吸引力の強弱タイミングを最適にあわせることが非常に困難になるという課題が発生することになる。
そこで、図17に、その課題を解決するための方式を示す。先に説明した図15の弱吸引のタイミング38,39を、前記課題であるポンプからの配管長さにも影響を受けず、受け渡し動作のタイミングと最適に合わせることを実現できる具体的な構成である。図17において、吸着パッド40はポンプPから配管され、吸着パッド40の吸着力の発生と解除はバルブの開閉によって行う。さらに、吸引を弱めるためにはチャンバに設けた開放弁41を開放する。すると、短時間で吸着パッド40の吸着力を弱めることができる。この方式であれば、バルブの開閉では吸着パッドの吸引力を変えないため、実際、装置に組み込まれるときには、ポンプからバルブを経由し吸着部分に至るまでの距離が長くても課題は無くなる。そして、次に、開放弁41の開閉によって吸引圧力を弱めることができることを検証した結果を説明する。
図18は、開放弁41の開放で吸引圧力を一気に弱める実験を行った結果のグラフを示す。吸着パッド70個に表示パネルの面をすべて密着させ、すなわち吸着パッドを全閉した状態においては、ポンプで発生させた吸引圧力はすべて維持され、各吸着パッドは目的の吸引力を発生している。次に1個の吸着パッドを故意に大気開放させると、ポンプで発生させている吸引圧力は一気に半分近くに弱まってしまうことがわかる。さらに続けて複数個(図は7個)を故意に大気開放させても、その弱まった吸引圧力は推移することがわかった。この特性を利用して、吸着パッドの近くに開放弁を持たせて、吸着パッドひとつに相当する開放弁の開放動作だけによって、表示パネル受け渡し動作に最適な弱吸引の状態を簡単に作ることができる。
一方、表示パネルを吸着パッドで吸着固定するとき、パネルに大きな反りや局所的に凹凸が有るなど、また、ゴミ等の異物が付着していると、その部分に接触すべく吸着パッドが表示パネルに正常に密着せず、すると、その不完全に着いた吸引パッド部分は吸引圧力が保てず、結果、吸着圧力は大気圧近くまで低下してしまうという課題があった。
そこで、その課題を解決すべく考案した吸引機構を図19に示す。図は機構部の模式的な断面図と平面図を示している。なお、図19の構成は一例であり図中のチャンバの個数などはこの限りではない。
図19は、ある一箇所の集合吸着部を示しており、吸引圧力を保つチャンバはA系B系C系と3つ個別に分けられている。さらに、個別のチャンバ同士は細いホースもしくは細い配管によって連結されている。連結した先には吸引ポンプが繋がっており、その吸引ポンプによって各吸着パッドには吸引圧力が発生している。また、各チャンバにはチャンバ内部の圧力を瞬時に変化させる目的の開放弁41が設けられており、各吸着パッドの吸引圧力の強弱切り替えを開放弁41の開閉で行うことができる。
この図19に示す機構は2つの効果がある。第1は、表示パネルを吸着パッドで吸引する時に、一部の吸着パッド部に局所的な凹凸や段差、あるいはゴミを噛むなどして吸着ミスが生じ、その部分の吸引圧力が大気圧に近く低下して、その結果、その吸着パッドが固定されたチャンバ全体の吸引圧力が低下し、チャンバの設けられた吸着パッド全部の吸着力が低下しても、チャンバ同士を連結している配管が細いことで、チャンバ間に大きな圧力損出が生じるため、ひとつのチャンバに圧力変動が起きても、他のチャンバにまで同時に影響低下することを防いでいる。第2に、A系B系C系のチャンバに設けられた吸着パッドは隣接して配置されているため、万一、どれかのチャンバにおいて吸引圧力低下が発生しても、近隣パッドでは急激な圧力低下が発生しておらず、近隣部分によってパネルは吸い寄せられているため、再吸着の可能性を高める効果が得られるところである。
以上のように、本発明の表示パネル基板搬送装置を用いることで、基板の搬送時において、必要以上の吸引圧力をかけて表示パネル基板に割れや吸着痕を残すような事故を生じさせる、あるいは吸引力不足による表示パネル基板の外れや位置ずれを生じさせるなどの課題を防ぎ、また、基板を高速に搬送するために受け渡しタイミングを高速化しても、受け渡しに適した吸引圧力の時間を一定時間設けてマージンがとれるため、安定して受け渡すことができる。
さらに、吸着系の分割とそれらの圧損連結の効果によって、吸着ミスによる表示パネル基板の外れの発生を抑えることが可能な表示パネル基板搬送装置およびそれを用いた表示パネルモジュール組立装置を提供できる。
なお、本発明の一つの特徴は、吸引部分の圧力変化にある。また、図示はしないが、櫛刃によって表示パネル基板を受け渡す機構においても、受け渡すタイミングで吸引圧力を最適に下げることで同様な効果が期待できるため、適用させることができる。
以上述べたように、本発明は、例えば、表示パネルモジュール組立装置において、渡す側の吸着力を残したままパネルの受け渡しを行うと、パネルにストレスがかかり割れが生じたりあるいは吸着パッド痕を残すなどの課題、また、逆に弱いと受け渡すときに位置ずれを生じたり、吸着が外れパネル自体の反りによって吸着部分からの浮き上がりが生じたりする課題を解決することを目的としている。そのため、例えば、基板搬送で表示パネルを受け渡すときの吸着力を弱モードに下げることで、パネルにストレスもかからず、また吸引も外れることがない。そして、具体的には、開放弁によって吸引系を開放することで容易に安定した弱吸引モードを作ることができる。さらに、弱段階吸引圧力として開放弁の開放時間で制御できるため、高速化されても制御が容易である。
さらに、吸引系を分割し、さらにそれぞれは圧力損失を発生させて連結し、それら別系の吸着パッドや吸引穴を近接して配置することで、万一、ある系に吸着ミスを起こしても、圧力損失によって他の系の圧力低下を遅らせることができ、結果、パネル外れを回避する効果が期待できる。
なお、表示パネルモジュール組立装置は、プラズマなどのFPDの表示パネル基板に、複数の処理作業工程を順次行うことで、該表示パネル基板の周辺に、駆動IC,TABおよびPCBなどを実装する装置である。
例えば、処理工程の一例としては、(1)基板端部のTAB貼付け部を清掃する端子クリーニング工程,(2)清掃後の基板端部に異方性導電フィルムを(ACF=Anisotropic Conductive Film)貼付けるACF工程,(3)ACFを貼付けた位置に、基板配線と位置決めしてTABやICを搭載する搭載工程,(4)搭載したTABを加熱圧着することで、ACFフィルムにより固定する圧着工程,(5)搭載したTABやICの位置や接続状態を検査する検査工程,(6)TABの表示パネル基板側と反対側にPCBをACFなどで貼付け搭載するPCB工程(複数の工程)などからなる。さらには、処理する基板の辺の数や処理するTABやICの数などで各処理装置の数や基板を回転する処理ユニットなどが必要となる。
表示パネルモジュール組立装置は、これらの処理作業工程を行う処理作業装置を連続して配置し、その間を基板搬送手段により基板を搬送することで、基板周辺処理を行うものである。
各処理作業装置の構成としては、特開平8−26475号公報記載のように、各処理作業を行う作業テーブルと該作業テーブルに表示パネル基板を搬入・搬出する手段からなる構成としてもよい。この構成では、表示パネル基板が搬入される作業テーブルは、表示パネル基板を保持し、基板の幅,長さおよび水平回転方向に調整可能となっており、作業テーブルで表示パネル基板の処理位置の位置決めを行って各処理作業を実施してもよい。
また、特開2007−99466号公報記載のように、各処理作業装置に、3軸および水平回転方向に、表示パネル基板を動作可能な、くし型アームを配置する構成としてもよい。この構成のように、各処理作業装置設けられた該くし型アームによって、表示パネル基板を受け渡す動作と表示パネル基板の処理位置の位置決め動作を実施してもよい。
さらに、特開2003−76290号公報記載のように、一対のベルトコンベア様の搬送手段の間に、表示パネル支持テーブルを配置し、該表示パネル支持テーブルによって、表示パネル基板の処理位置の位置決め動作を行う方法としてもよい。