JP4535775B2

JP4535775B2 - 基板積重体

Info

Publication number: JP4535775B2
Application number: JP2004152312A
Authority: JP
Inventors: 友祐中村; 徹竹原; 啓介湯本; 法彦中原
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: JP2005329999A

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。

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。

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。
特開２００３−２３７８３３号公報特開平１１−１２０５号公報特開２０００−３５１４４９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（ａ）は本発明の実施の形態に係る積重体をパレット上に乗せた状態で示す概略側面図、（ｂ）はその積重体の一部を拡大して示す概略側面図基板と合紙を拡大して示す概略断面図積重体を収納容器に収納して形成した基板収納体の概略断面図（ａ）は基板とその表面に重ね合わせた合紙を示す概略断面図、（ｂ）はその合紙を剥がし始める状態を示す概略断面図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は積重体の最上部から合紙を剥がす手順を説明する概略側面図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は積重体の最上部から合紙を剥がし、次いで基板を取り出す手順を説明する概略側面図（ａ）、（ｂ）は、合紙を剥がすために用いる剥離機構を、異なる作動状態で示す概略側面図

符号の説明

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

Claims

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基板積重体であって、前記合紙が二つ折りした形態で各基板間に挟まれていることを特徴とする基板積重体。
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たことを特徴とする請求項１記載の基板積重体。
前記合紙を樹脂の発泡シートで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の基板積重体。
前記基板が、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であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の基板積重体。