JPH10338346A - 液晶用ガラス基板の位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、液晶の製造プロセス装置の適正な位
置への基板の搬送やカセットへの安全な収納を実現して
プロセス上の欠陥発生や基板の破壊を防止するための改
良された液晶用ガラス基板の位置検出装置を提供するも
のである。 【解決手段】本発明は、液晶用ガラス基板を収納するた
めのカセットに対して基板を搬入および搬出するための
ロボットを配置し、ロボットのハンドに基板の前端縁お
よび側端縁を検出するセンサを設けるとともに、カセッ
トに収納された基板の直下にロボットハンドを基板の前
端縁検出センサが前端を検知するまで挿入したときの挿
入距離と挿入後にロボットハンドをカセットの幅方向に
移動させたときの側端縁検出センサが基板の側端縁を検
出するまでの側方移動距離とから基板の基準位置からの
ずれ量と回転量とを演算する演算手段を設けた液晶用ガ
ラス基板の位置検出装置であることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の製造プロセ
ス装置の内部に液晶用ガラス基板を搬送する際に、基板
の中心位置と回転方向に生じたズレを検出して、プロセ
ス装置の適正な位置への基板の搬送やカセットへの安全
な収納を実現してプロセス上の欠陥発生や基板の破壊を
防止するための液晶用ガラス基板の位置検出装置の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶用ガラス基板は、ガラス板の表面
に、各種プロセス装置で薄膜を蒸着したり、エッチング
をして必要なトランジスタを形成し、この基板表面に形
成されたトランジスタで液晶を制御し、基板裏面からの
光の透過率を制御して、文字や図形を表示させる構造と
したものである。これら薄膜の蒸着やエッチング処理を
プロセスと呼び、各プロセス毎に装置化されている。こ
れらの液晶用ガラス基板は、一般的に長方形をしており
その大きさは年々増大傾向にあり、現在５００ｍｍ×６
００ｍｍ×０．７ｔ程度のものまで製作されている。

【０００３】一方、これらの基板は、一般にカセットと
呼ばれる基板収納ケースに１０数枚単位で収納され、各
種プロセス装置相互間は、このカセット単位で移送され
る。移送された基板は、各種プロセス装置のロボット等
の搬送機でカセットから取り出され、装置の内部に搬送
されて必要な処理をされる。また処理終了後、再度搬送
機でカセットに戻され、次の装置に移送される。

【０００４】［従来例１］図６は一般的な液晶用ガラス
基板の製造プロセス装置の概念図を示し、１はロボッ
ト、２はカセット、３は液晶用ガラス基板を示し、１２
はこの基板３の処理室を示している。カセット２に収納
された基板３は、ロボット１で処理室１２に搬送され、
処理完了後ロボット１で再び先のカセット２または図示
しない別のカセットの内部へと回収される。ここで、搬
送された基板は処理室内の所定の位置に精度よく設置す
る必要がある。しかしながら図６の構成では、ロボット
１は、予め教示された位置間を動作するだけなので、カ
セット２内部で生じた個々の基板３の位置ズレを含んだ
まま搬送されて処理室１２やカセット２に搬入されてし
まう。

【０００５】これらのプロセス装置には、カセット２そ
のものの位置決め機構は有しているのでカセット２の位
置は正確であるが、カセット２には基板３の出入のた
め、その内幅が基板３の幅より若干大きめに作られてお
り、カセット２内の基板３はカセット２に対し、中心位
置と回転方向のそれぞれにズレをもつことがあるため、
カセット２の位置決め機構だけでは不十分といえる。

【０００６】カセット２がプロセス装置に移送されたと
き、内部の基板３はカセット２の中心に位置せず、カセ
ット２のどちらかのエッジに当たって止まっている場合
がほとんどで、カセット２の中心と基板３の中心が合っ
ていないのが通常であり、ロボット１によりそのままカ
セット２から基板３を取り出し、プロセス装置の処理室
１２に搬送すると、基板３の位置ズレでプロセス装置内
部の処理室１２にうまくセットされない場合があり、極
端な場合には基板３がプロセス装置と接触して破損する
ことも起こり得る。

【０００７】そこで、この位置ズレを修正するための手
段として図７に示す位置補正機構が設けられている。図
７において２はカセットで３は基板、１３はプッシャー
で基板３の左右両端を挟み付け基板３の左右方向の位置
合わせをするための機構で、たとえば左右のプッシャー
はラックピニオンで連結され一方はシリンダのような駆
動源につながっている。カセット２の左右両端は、この
プッシャー１３が基板３を挟み付けるために必要な窓部
が設けられている。いまシリンダが働けば、左右のプッ
シャー１３は均等に基板３側に移動し、基板３を押して
いく。プッシャー１３が停止したときの間隔を基板３の
左右方向幅寸法よりわずか大きめに取っておけば、カセ
ット２内の全ての基板３の左右方向の位置が補正された
ことになる。

【０００８】［従来例２］図８は、別の従来技術の例を
外観図であり、カセット内部で生じた基板の中心位置と
回転方向のズレをセンサーで検出し、センサーの検出値
からズレ量を演算して、演算結果に応じて基板を乗せた
テーブルを駆動してズレを補正するものである。

【０００９】図８において、１はロボット、２はカセッ
ト、３は基板を示し、ロボット１で基板３を位置決め装
置１４に搬送し、ここで位置決めした後に処理室１２に
搬送する。位置決め装置１４は、基板３を吸着し旋回さ
せるターンテーブルとターンテーブルを左右および前後
方向に移動させる駆動源を備えるとともに基板３の左右
および前後方向の各エッジを検出するセンサーを有す
る。これらのセンサーで基板３の基準位置からのズレの
３成分ΔＸ、ΔＹおよび回転角Δθを算出して、まずタ
ーンテーブルにて回転角Δθを修正し、その後ターンテ
ーブル駆動源にてΔＸ、ΔＹを補正する。（例えば、特
開平７−３３２３２号）

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図６および図７のプロ
セス装置によるときは、左右方向の位置補正だけなの
で、前後方向の位置補正のために、カセットを製造プロ
セス装置に移送するとき、前後方向を揃えるために一旦
カセットを作業者が入力で傾けることによって基板の端
面の位置を揃えた後にプロセス装置のカセット台に設置
しなければならなかった。また、この方法では基板の両
端に機械的に力が加わるため、基板のエッジに欠け（チ
ッピング）が発生し、基板の割れの原因となり、歩留ま
りを悪くするばかりでなく、チッピングはプロセスを重
ねる毎に成長する。このために最終工程で割れが発生す
れば、それまでの工程は全て無駄となり損失は膨大とな
る。また接触式のためゴミを発生し、このゴミが致命的
な不良品を作ることになる。さらに、カセットの重量は
十数Ｋｇもあり、運ぶだけでも大変なものを人手でさら
に位置合わせの操作までも強要されているため、操作ミ
スおよび操作忘れ等の危険性を含んでいた。

【００１１】また、図８の方式のものにおいては、上記
図６および図７の方式の問題点は解決できるものの、位
置ズレを補正するために別に設けた位置決め装置まで基
板を搬送することから位置決めのために相当長い時間が
必要となり搬送効率が低下するという問題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶用ガラス
基板を収納するためのカセットに対して前記基板を搬入
および搬出するためのロボットを配置し、前記ロボット
のハンドに前記基板の前端縁および側端縁を検出するセ
ンサを設けるとともに、前記カセットに収納された基板
の直下に前記ロボットハンドを前記基板の前端縁検出セ
ンサが前端を検知するまで挿入したときの挿入距離と挿
入後に前記ロボットハンドを前記カセットの幅方向に移
動させたときの前記側端縁検出センサが前記基板の側端
縁を検出するまでの側方移動距離とから前記基板の基準
位置からのずれ量と回転量とを演算する演算手段を設け
た液晶用ガラス基板の位置検出装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の装置の実施例を示
す斜視図である。同図において１は基板搬送用ロボッ
ト、２はカセット、３はカセット２に多数枚収納される
基板である。ロボット１のベース上には本体が載置さ
れ、本体には同図のＺ方向に昇降可能で水平方向に回転
可能な旋回軸とこの旋回軸に取りつけられた腕部および
基板３を吸着し搬送するためのハンド１１を有する。腕
部は旋回軸と協動してハンド１１を同図のＸＹ平面（水
平面）上で移動させる。ハンド１１には、図２に示すよ
うに基板の端縁を検出するためのセンサ１１ａないし１
１ｃが設けられている。センサ１１ａは、ハンド１１の
Ｘ方向中心線上に設けられており、ハンド１１をカセッ
ト２の中の目標の基板３の下側に挿入したときに基板３
の前端を検出する。センサ１１ｂはセンサ１１ａに対し
てハンド１１のＸ方向に距離ＯＦＸ、Ｙ方向に距離ＯＦ
Ｙだけそれぞれ距った位置に設けられた第１の側端縁検
出センサであり、１１ｃは第１の側端縁検出センサ１１
ｂからさらにＸ方向に距離ｄＳだけ距った位置に設けら
れた第２の側端縁検出センサである。

【００１４】図２のように３個の端縁検出センサ１１ａ
ないし１１ｃを有するハンド１１を図１の装置に用いる
ときの動作を説明する。図１の装置において、ロボット
１の旋回軸を昇降させてカセット２内の目標の基板３の
下側に挿入する。ハンド１１を挿入していく途中でセン
サ１１ａが基板３の前端縁を検出したところで挿入を停
止させ、その位置からハンド１１をＹ方向に移動させ
る。Ｙ方向移動によりセンサ１１ｂ、センサ１１ｃがと
もに基板３の側端縁を検出したところで停止させる。こ
のときのＹ方向への移動開始からセンサ１１ｂ、１１ｃ
がそれぞれ基板の側端縁を検出するまでの移動量Ｙ１、
Ｙ２を計測する。

【００１５】図３はこのときの様子を説明するためのハ
ンド１１と基板３との関係を拡大して示した図であり、
同図において、Ｗは基板３の幅（Ｙ方向）、Ｌは基板３
の長さ（Ｘ方向）であり、ＣＸ、ＣＹはそれぞれ基板３
のＸ方向中心線、Ｙ方向中心線である。同図において、
基板３のＸ方向中心線ＣＸとハンド１１のＸ方向とのズ
レ角θは

【数３】 で求められる。ここでＹ１＞Ｙ２のとき基板３はハンド
１１の中心軸（Ｘ方向）に対して反時計方向にθだけ回
転していることを示す。このとき、基板の中心線ＣＸと
ハンドの中心線Ｘとのセンサ１１ｂの動作線上における
距離ｄＹは

【数４】 である。またハンド１１の中心線Ｘ上の基板のＹ方向中
心線ＣＹとの交点Ｃ´と基板３の前端Ｘ0 との間の距離
は

【数５】 であるから、この交点Ｃ´から基板３の中心Ｃまでの距
離ΔＣは

【数６】 で表わすことができる。したがってハンド１１のＸ線上
の基板前端Ｘ0 を基準にすると、このＸ0 から基板中心
Ｃ点までのＸ、Ｙ方向の各距離は

【数７】 から求めることができる。これらからハンド１１または
基板３の角度補正および位置補正のためのデータを得る
ことができる。

【００１６】図４は、本発明の別の実施例に用いるハン
ド１１の例を示す平面図であり、図５は、図４のハンド
を用いて基板３の位置を検出するときの様子を説明する
ための図である。図４および図５において、１１ｄない
し１１ｆは基板検出センサであり、センサ１１ｄとセン
サ１１ｅとは、ハンド１１の後端近くにＹ方向に一直線
上で中心線Ｘに対して左右対称に距離ｄＳを距てて設け
られており、基板３の前端縁を検出する。センサ１１ｆ
はセンサ１１ｄおよび１１ｅの設置位置からＸ方向にＯ
ＦＸ、中心線ＸからＹ方向にＯＦＹ距てて設けられた基
板３の側端縁検出センサである。

【００１７】基板位置の検出に際して、ハンド１１を目
標の基板３の下方にＸ方向に沿って挿入していき、セン
サ１１ｄとセンサ１１ｅとがともに基板３の前端縁を検
出したところでＸ方向への挿入を停止し、次にＹ方向へ
センサ１１ｆが基板３の側端縁を検出するまで移動させ
る。センサ１１ｄおよび１１ｅが基板３の前端縁を検出
するまでにＸ方向に動いた移動量をそれぞれＸ１、Ｘ２
とし、センサ１１ｆが基板３の側端縁を検出するまでの
移動量をＹ１とする。

【００１８】図５はこのときの様子を説明するためのハ
ンド１１と基板３との関係を拡大して示した図であり、
同図において、図３と同一の符号は説明を省略する。図
５において、基板３のズレ角θは

【数８】 であり、その方向はＸ１−Ｘ２の符号によって定まる。
またハンド１１の中心線Ｘと基板の中心線ＣＹとの交点
Ｃ´と基板前端の位置Ｘ0 との距離は

【数９】 であり、この点Ｃ´とセンサ１１ｄと１１ｅとを結ぶ線
とハンド１１の中心線Ｘとの交点Ａとの間の距離は上記
から｜（Ｘ１−Ｘ２）｜・１／２を引いた

【数１０】 である。一方、センサ１１ｆの移動線と中心線Ｘとの交
点Ｂ１と基板３の中心線ＣＸとの交点Ｂ２との間の距離
ｄＹは

【数１１】 であるので点Ｃ´と基板３の中心点Ｃとの間の距離はΔ
Ｃは

【数１２】 で表わすことができる。上記から基板３の中心位置は点
Ａに対して

【数１３】 により算出することができる。これらからハンド１１ま
たは基板３の角度補正および位置補正のためのデータを
得ることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明においては、基板を液晶製造プロ
セス装置内の処理室に搬送する際、カセット内部で生じ
た基板の中心位置と回転方向のズレを全自動で、かつ基
板に外力を加えること無く検出することができるので、
従来問題であった基板の割れの原因となるチッピングと
かゴミの発生を最小限におさえることができるととも
に、人手による位置合わせも不要となり、液晶基板の生
産の能率向上、歩留まり向上および信頼性の向上に顕著
な効果が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の実施例を示す斜視図。

【図２】本発明に用いるハンドの例を示す平面図。

【図３】図２のハンドを用いて基板の位置検出を行うと
きの動作を説明するための図。

【図４】本発明の別の実施例に用いるハンドの例を示す
平面図。

【図５】図４のハンドを用いて基板の位置を検出すると
きの様子を説明するための図。

【図６】一般的な液晶用基板の製造プロセス装置の概念
を示す図。

【図７】従来の位置補正機構の例を示す図。

【図８】別の従来の位置補正機構の例を示す図。

【符号の説明】

１ ロボット ２ カセット ３ 液晶用ガラス基板 １１ ハンド １１ａないし１１ｆ 基板センサ Ｘ、Ｙ ロボットハンドの移動する進路 ＣＸ、ＣＹ 基板の中心線 ｄＳ センサの設置間隔 Ｗ 基板の幅 Ｌ 基板の長さ ＯＦＸ Ｘ方向のセンサ距離 ＯＦＹ Ｙ方向のセンサ距離

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶用ガラス基板を収納するためのカセ
   ットに対して前記基板を搬入および搬出するためのロボ
   ットを配置し、前記ロボットのハンドに前記基板の前端
   縁および側端縁を検出するセンサを設けるとともに、前
   記カセットに収納された基板の直下に前記ロボットハン
   ドを前記基板の前端縁検出センサが前端を検知するまで
   挿入したときの挿入距離と挿入後に前記ロボットハンド
   を前記カセットの幅方向に移動させたときの前記側端縁
   検出センサが前記基板の側端縁を検出するまでの側方移
   動距離とから前記基板の基準位置からのずれ量と回転量
   とを演算する演算手段を設けた液晶用ガラス基板の位置
   検出装置。
2. 【請求項２】 前記基板の前端縁検出センサは前記ロボ
   ットハンドの中心線上に設けられた１個のセンサであ
   り、前記側端縁検出センサは前記前端縁検出センサより
   前記ロボットハンドの前記カセット内への挿入方向にＯ
   ＦＸでかつ前記ロボットハンドの中心線より側方へＯＦ
   Ｙだけ距った位置に設けられた第１のセンサと前記第１
   のセンサから前記挿入方向に距離ｄＳ距てて設けられた
   第２のセンサとからなり、前記演算手段は前記第１およ
   び第２のセンサの設置間隔ｄＳ、前記各センサの設置位
   置ＯＦＸ、ＯＦＹおよび前記ロボットハンドを前記基板
   の側端縁検出まで移動させたときの前記第１および第２
   のセンサの移動量Ｙ１，Ｙ２から前記基板の中心位置の
   偏位量ΔＸ、ΔＹと回転角θとを次式に基づいて算出す
   る手段である請求項１に記載の液晶用ガラス基板の位置
   検出装置。 【数１】
3. 【請求項３】 前記基板の前端縁検出センサは、前記ロ
   ボットハンドの中心線を軸とした左右対称の位置に距離
   ｄＳを距てて設けられた２個のセンサであり、前記側端
   縁検出センサは前記前端縁検出センサよりも前記ロボッ
   トハンドの前記カセットへの挿入方向にＯＦＸでかつ前
   記中心線よりＯＦＹ距った位置に設けられた１個のセン
   サであり、前記演算手段は前記ロボットハンドを前記基
   板の直下に挿入したときの前記２個の前端縁検出センサ
   がそれぞれ前端を検出するまでの挿入距離Ｘ１、Ｘ２と
   前記ロボットハンドを前記カセットの幅方向に移動させ
   たときの側端縁検出位置までの移動距離Ｙ１とから前記
   基板の中心位置の偏位量ΔＸ、ΔＹと回転角θとを次式
   に基づいて算出する手段である請求項１に記載の液晶用
   ガラス基板の位置検出装置。 【数２】