説明

基板クランプ装置

【課題】開口角度を安定して再現でき、高いクランプ力を長期間にわたって維持することが可能で、更にクランプアームやプッシュピンの変形や劣化が起こりにくい基板クランプ装置を提供する。
【解決手段】基板の保持、解除をクランプアームの開閉によって行う基板クランプ装置であって、土台に設けられたブラケットと、ブラケット略両端に、それぞれ設けられた回転軸と、上記回転軸の一端を介して回転自在に取り付けられたクランプアーム押込み部と、上記回転軸の他の一端を介して回転自在に取り付けられたクランプ枝部と、上記クランプアーム押込み部及び上記クランプ枝部と、上記回転軸とは別の回転軸を介して取り付けられ、基板を保持するクランプアーム部と、を備えたことを特徴とする基板クランプ装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば液晶表示装置用カラーフィルタや、液晶表示装置用TFTアレイ等のように、基板上に薄い皮膜を形成する際に使用する基板クランプ装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図1にカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の一例を断面で示す。カラーフィルタ1は、ガラス基板2上にブラックマトリックス(以下、BM)3、レッドRの着色画素(以下、R画素)4−1、グリーンGの着色画素(以下、G画素)4−2、ブルーBの着色画素(以下、B画素)4−3、透明電極5、及びフォトスペーサー(Photo Spacer)(以下、PS)6、バーテイカルアライメント(Vertical Alignment)(以下、VA)7が順次形成されたものである。
【0003】
上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法を用いることが知られているが、図2は一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程を示すフロー図である。カラーフィルタは、先ず、ガラス基板上にBMを形成処理する工程(C1)、ガラス基板を洗浄処理する工程(C2)、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程(C3)、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程(C4)、露光処理する工程(C5)、現像処理する工程(C6)、着色フォトレジストを硬化処理する工程(C7)、透明電極を成膜処理する工程(C8)、PS、VAを形成処理する工程(C9)がこの順に行われ製造される。
【0004】
例えば、R画素、G画素、B画素の順に画素が形成される場合には、カラーフィルタ用ガラス基板を洗浄処理する工程(C2)から、着色フォトレジストを硬化処理する工程間(C7)ではレッドR、グリーンG、ブルーBの順に着色フォトレジストを変更して3回繰り返されてR画素、G画素、B画素が形成される。
【0005】
図2で示されるフォトリソグラフィー法の工程で透明電極を成膜処理する工程(C8)で成膜され透明導電膜層には高い光線透過率と低い抵抗値が必要とされており、これらの点から好適な材料として、酸化錫を添加した酸化インジウム(ITO)が広く使用されている。このITO膜の形成方法としてはスパッタ法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの方法が知られているが、いずれも真空に近い減圧雰囲気下で基板を加熱することが必要である。最近では、比較的低温で高い光線透過率と低い抵抗値が得られるスパッタ法によることが多い。
【0006】
上記透明導電膜層を成膜する場合、近年の基板サイズの大型化に伴って、基板搬送トレイに基板の外周部を保持するためのクランプ機構が必要となる。また、スパッタ装置の真空槽に基板を投入する場合には、基板裏面を吸着パッドによって保持することは出来ず、加熱処理を行なう真空槽内ではクランプ自体に駆動装置を持たせられないため、外部の力によるクランプ開閉の方式が必要となる。
【0007】
図3に一般的に用いられる基板クランプ装置を示す。図3に示される基板クランプ装置は、土台11に設けられたクランプのブラケット12とクランプアーム13で構成されている。クランプアーム13は、基板10を押さえ込む基板接触部13aを備え、回転軸13bを中心に回転して開閉する。基板10を保持する場合は、図示しない例えば板バネのバネ力によってクランプアーム13が閉じられ基板10を基板保持部13aで保持している。また、プッシュピン14を押込むことによりクランプアーム13が回転して基板の保持を解除している。
【0008】
従来の基板クランプ装置で基板の保持を解除する場合を図4に示す。図4(a)は正常にクランプアーム13をプッシュピン14が矢印15の方向に押し込んだ場合を示す図で、クランプアーム13の開口角度16aは十分に保たれ、破線部17aで示すように基板10をクランプ装置から外す場合、クランプアーム13に接触することなく外すことが出来る。一方、図4(b)はプッシュピン14が、本来のプッシュピンの位置14aから14bにずれた場合を示す図で、この場合にはプッシュピン14を矢印15の方向に押し込んでクランプアーム13を開放すると、クランプアーム13の開口角度16bは十分ではなく、その結果、破線部17bで示すように基板10をクランプ装置から外す場合、クランプアーム13に接触してしまうといった問題が生じる。
【0009】
また、上記プッシュピン14の位置ずれのほかに、図4に示す従来から用いられている基板クランプ装置は、プッシュピン14がクランプアーム13の傾斜した面を押すといった構造であるため、プッシュピンに曲げ方向の負荷が大きくかかり、クランプアームやプッシュピンの変形や劣化が起こりやすいため、装置の維持管理に伴う労力を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開平10−72668号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
上記の問題に鑑みて本発明は、開口角度を安定して再現でき、高いクランプ力を長期間にわたって維持することが可能で、更にクランプアームやプッシュピンの変形や劣化が起こりにくい基板クランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
そこで本発明の請求項1に係る発明は、基板の保持、解除をクランプアームの開閉によって行う基板クランプ装置であって、
土台に設けられたブラケットと、
ブラケット略両端に、それぞれ設けられた回転軸と、
上記回転軸の一端を介して回転自在に取り付けられたクランプアーム押込み部と、
上記回転軸の他の一端を介して回転自在に取り付けられたクランプ枝部と、
上記クランプアーム押込み部及び上記クランプ枝部と、上記回転軸とは別の回転軸を介して取り付けられ、基板を保持するクランプアーム部と、を備えたことを特徴とする基板クランプ装置である。
【0013】
請求項2に係る発明は、前記クランプアーム押し込み部と前記ブラケットにマグネットを備え、該マグネットの引き合う力によってクランプアームが基板を保持することを特徴とする請求項1に記載の基板クランプ装置である。
【0014】
請求項3に係る発明は、クランプアームの押し込み部をプッシュピンで押し込んでクランプアームの基板保持を解除する場合のクランプアームの押し込み部の角度変化は、クランプアーム部の開口角度よりも小さい構造であることを特徴とする請求項1または2に記載の基板クランプ装置である。
【発明の効果】
【0015】
本発明の基板クランプ装置によれば、開口角度を安定して再現でき、高いクランプ力を長期間にわたって維持することが可能となる。更にプッシュピンやクランプアームの変形
や劣化が起こりにくいため、装置の維持管理に要する労力を省くことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】カラーフィルタ基板の一例を断面で示す図。
【図2】一般的に用いられているフォトリソグラフィー法によるカラーフィルタ層の製造工程を示すフロー図。
【図3】一般的に用いられる基板クランプ装置を示す図。
【図4】従来の基板クランプ装置で基板の保持を解除する場合を示す図。
【図5】本発明に係る基板クランプ装置を示す図。
【図6】本発明に係る基板クランプ装置のクランプアーム部を回転させる場合を示す図。
【図7】本発明に係る基板クランプ装置のクランプアーム部が回転する際の回転軸の回転方向ないしは回転軸が通る軌跡を示す図。
【図8】本発明に係る基板クランプ装置のクランプアーム部の開口角度とクランプアーム押し込み部の角度変化を比較するための図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して本発明に係る基板クランプ装置を実施するための形態を説明する。
【0018】
図5は本発明に係る基板クランプ装置の概略図である。基板クランプ装置は土台21を有しており、この土台21にブラケット22が固定されている。ブラケット22の略両端に、それぞれ、回転軸が設けられており、その一端の回転軸28cを介して、クランプアーム押込み部23の端部が回転自在に取り付けられている。このため、後述するように、クランプアーム押込み部23をプッシュピン26で矢印29で示した方向に押し込んだとき、クランプアーム押込み部23は回転軸28cを回転中心として回転する。なお、このとき、回転軸28cの位置が移動することはない。また、ブラケット22にはマグネット27bが固定されており、クランプアーム押込み部23にはマグネット27aが固定されていて、両者は互いに引き合うように配置されている。
【0019】
次に、ブラケット22には、その他端の回転軸28dを介して、クランプアーム枝部25の端部が回転自在に取り付けられている。クランプアーム押込み部23をプッシュピン26で押し込んだとき、クランプアーム枝部25は、回転軸28dを回転中心として回転する。なお、このとき、回転軸28dの位置が移動することはない。
【0020】
次に、クランプアーム押込み部23は、前述のようにその一方の端部が回転軸28cを介してブラケット22に取り付けられている。そして、その他方の端部は回転軸28aを介してクランプアーム部24の端部が回転自在に取り付けられている。クランプアーム部24は、この回転軸28aの位置を始点として、その先端が土台21と平行な方向に延びており、その先端には基板100を保持する基板保持部24aが設けられていて、この基板保持部24aと土台21との間で基板100をクランプすることができる。
【0021】
そして、このクランプアーム部24の先端と回転軸28aとの中間位置には、回転軸28bが設けられており、この回転軸28bを介して、クランプアーム部24はクランプアーム枝部25に回転自在に接続されている。
【0022】
以上のように、これらブラケット22、クランプアーム押込み部23、クランプアーム部24及びクランプアーム枝部25は、それぞれ、回転軸28c、28a、28b及び28dを介して接続されている。すなわち、ブラケット22とクランプアーム押込み部23とは回転軸28cを介して接続されている。クランプアーム押込み部23とクランプアーム部24とは回転軸28aを介して接続されている。クランプアーム部24とクランプアーム枝部25とは回転軸28bを介して接続されている。そして、クランプアーム枝部25とブラケット22とは回転軸28dを介して接続されている。回転軸28cと回転軸28dとはブラケット22に設けられたものであるから、クランプアーム押込み部23をプッシュピン26で押し込んだときにも、これら回転軸28cと回転軸28dとはその位置が変動することがなく、回転軸28cを中心としてクランプアーム押込み部23が回転し、回転軸28dを中心としてクランプアーム枝部25が回転する。そして、クランプアーム押込み部23の回転に伴って回転軸28aの位置が移動し、こうして回転軸28aの位置が移動しながら、その回転軸28aを中心としてクランプアーム部24が回転する。
【0023】
また、クランプアーム枝部25が回転軸28dを中心として回転するのに伴って、回転軸28bの位置が移動し、こうして回転軸28bの位置が移動しながら、その回転軸28bを中心としてクランプアーム部24が回転する。クランプアーム押込み部23をプッシュピン26で押し込んだときには、このようにクランプアーム部24は、移動する回転軸28aと回転軸28bの2つの回転軸を中心として回転するから、その先端の基板保持部24aと土台21との間を開いて、基板100のクランプを開放することができる。
【0024】
上記クランプアーム押込み部23に設けられたマグネット27aとブラッケト22に設けられたマグネット27bと引き合う力によって、クランプアーム部24の先端に設けられた基板保持部24aが、基板100を保持する。図5に示すように、基板100を保持する場合にマグネット27aとマグネット27bの面を合わせるように配置することによってクランプ時に閉じる力が最大となるので、高いクランプ力を与えることができ、またマグネットを使用することで長期間にわたってクランプ力を安定させることが出来る。
【0025】
基板保持部24aが基板100の保持を開放する場合は、プッシュピン26を矢印29の方向にクランプアーム押込み部23を押し込んでクランプアーム部24を回転させる。
【0026】
図6は本発明に係る基板クランプ装置のプッシュピン26を矢印29の方向にクランプアーム押込み部23を押し込んでクランプアーム部24を回転させる場合を示す図である。プッシュピン26を矢印29の方向に押し込むことによって、クランプアーム部24の回転軸28aと28b、クランプアーム押し込み部23の回転軸28c、クランプアーム枝部25の回転軸28dが回転し、クランプアーム部24は矢印30の方向に回転する。
【0027】
図7はクランプアーム部24が回転する際の回転軸28a、28b、28c、28dの回転方向ないしは回転軸が通る軌跡を示す図である。図7において、矢印31は回転軸28cの回転方向を、矢印32は回転軸28dの回転方向を、33は回転軸28aが通る軌跡円を、34は回転軸28bが通る軌跡円を示している。また、28a−1〜28a−5は回転軸28aが通る軌跡円33上の位置を、28b−1〜28b−5は回転軸28bが通る軌跡円上の位置を示している。更に24a−1〜24a−5はクランプアーム部24の回転に従ってクランプアーム部24の先端の基板保持部24aが移動する位置を示す。
【0028】
図7に示す回転軸28aが通る軌跡円33は、回転軸28cの中心から回転軸28aまでの長さを半径とした円周上にあって、回転軸28aは軌跡円33上を28a−1〜28a−5の順に移動する。また、回転軸28bが通る軌跡円34は、回転軸28dの中心から回転軸28bまでの長さを半径とした円周上にあって、回転軸28bは軌跡円34上を28b−1〜28b−5の順に移動する。上記回転軸28aと回転軸28bが移動することによってクランプアーム部24の先端は24a−1〜24a−5の順に移動し、その結果、開口角度が十分得られる。クランプアーム部24の先端が24a−5に移動し、クランプアーム部24に備えられた基板接触部24aによる基板の保持が解除された後、基板を外すことが出来る。
【0029】
本発明に係るクランプアーム部24は、ブラケット22とクランプアーム枝部25とクランプアーム枝部と、回転軸28a、28b、28c、28dを備えた構造を有するために、図8に示すようにクランプアームの押し込み部23をプッシュピン26で押し込んでクランプアームの基板保持を解除する際に、プッシュピン26が押し込まれるクランプアームの押し込み部の角度変化35は、クランプアーム部の開口角度36よりも小さくすることが出来るため、従来の基板クランプ装置と比較して、プッシュピン26を押し込む際のプッシュピン26の接触面の方向が、大きく変化することなくクランプアークの開口角度を得ることが可能となる。
【0030】
その結果、プッシュピンとクランプアームの押し込み部の位置ずれに対する許容範囲が広く、また、プッシュピンに曲げ方向の負荷が起こりにくいため、変形や劣化が生じにくい。
【0031】
以上のように本発明による基板クランプ装置によれば、開口角度を安定して再現でき、高いクランプ力を長期間にわたって維持することが可能となる。更にプッシュピンやクランプアームの変形や劣化が起こりにくいため、装置の維持管理に要する労力を省くことが出来る。
【符号の説明】
【0032】
1・・・カラーフィルタ
2・・・ガラス基板
3・・・ブラックマトリックス
4−1・・・レッドRの着色画素
4−2・・・グリーンGの着色画素
4−3・・・ブルーBの着色画素
5・・・透明電極
6・・・フォトスペーサー
7・・・バーテイカルアライメント
10・・・基板
11・・・土台
12・・・ブラケット
13・・・クランプアーム
13a・・・クランプアームの基板接触部
13b・・・クランプアーム回転軸
14・・・プッシュピン
14a・・・プッシュピンの本来の位置
14b・・・プッシュピンがずれた位置
15・・・プッシュピンが押し込む方向を示す矢印
16a・・・クランプアームが正常に開いた場合の開口角度
16b・・・クランプアームの異常な開口角度
17a・・・クランプアームが正常に開いた場合の先端部を示す破線
17b・・・クランプアームの開口が異常な場合の先端部を示す破線
20・・・クランプアーム
21・・・基板クランプ装置の土台
22・・・ブラケット
23・・・クランプアーム押込み部
24・・・クランプアーム部
24a・・・基板保持部
24a−1〜24a−5・・・基板保持部24aが移動する位置
25・・・クランプアーム枝部
26・・・プッシュピン
27a・・・アーム押込み部に設けられたマグネット
27b・・・ブラッケトに設けられたマグネット
28a、28b、28c、28d・・・回転軸
28a−1〜28a−5・・・回転軸28aが通る軌跡円33上の位置
28b−1〜28b−5・・・回転軸28bが通る軌跡円34上の位置
29・・・プッシュピンを押し込む方向を示す矢印
30・・・クランプアーム部の回転方向を示す矢印
31・・・回転軸28cの回転方向を示す矢印
32・・・回転軸28dの回転方向を示す矢印
33・・・回転軸28aが通る軌跡円
34・・・回転軸28bが通る軌跡円
35・・・クランプアームの押し込み部の角度変化
36・・・クランプアーム部の開口角度
100・・・基板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の保持、解除をクランプアームの開閉によって行う基板クランプ装置であって、
土台に設けられたブラケットと、
ブラケット略両端に、それぞれ設けられた回転軸と、
上記回転軸の一端を介して回転自在に取り付けられたクランプアーム押込み部と、
上記回転軸の他の一端を介して回転自在に取り付けられたクランプ枝部と、
上記クランプアーム押込み部及び上記クランプ枝部と、上記回転軸とは別の回転軸を介して取り付けられ、基板を保持するクランプアーム部と、を備えたことを特徴とする基板クランプ装置。
【請求項2】
前記クランプアーム押し込み部と前記ブラケットにマグネットを備え、該マグネットの引き合う力によってクランプアームが基板を保持することを特徴とする請求項1に記載の基板クランプ装置。
【請求項3】
クランプアームの押し込み部をプッシュピンで押し込んでクランプアームの基板保持を解除する場合のクランプアームの押し込み部の角度変化は、クランプアーム部の開口角度よりも小さい構造であることを特徴とする請求項1または2に記載の基板クランプ装置。

【図2】
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【図7】
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【図8】
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【図1】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−222222(P2012−222222A)
【公開日】平成24年11月12日(2012.11.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−88053(P2011−88053)
【出願日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】