(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に所定間隔毎に基板を載支する棚片を突設した複数の支持体を、上枠体と下枠体間に連結して直方体状の箱型構造となした基板用カセットであって、前記棚片は、金属製の支持ピンの先端部に、基板の下面を支持する載支部と該載支部の直下に磨耗粉を受ける受皿部とを有する有機高分子材料製の先端カバーを設けたものであり、前記支持体の上下方向に一定間隔毎に前記支持ピンの基端部を埋設又は嵌入し、該支持体の内面側に棚片を突設してなることを特徴とする基板用カセット。
【請求項２】
前記棚片を構成する支持ピンの先端部に前記先端カバーを設けるとともに、収容する基板の側縁部に対応する中間部に有機高分子材料製のスライダーを設けてなる請求項１記載の基板用カセット。
【請求項３】
前記受皿部は平面視形状が円形又は四角形であり、直径又は一辺の長さが１０〜２５ｍｍの範囲に設定してなる請求項１又は２記載の基板用カセット。
【請求項４】
前記受皿部は、周囲が中央部よりも上方へ突出した形状である請求項１〜３何れかに記載の基板用カセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板用カセットに係わり、更に詳しくはディスプレイ用のパネルデバイスを多面取りするためのマザー基板若しくは大型のディスプレイ用基板を多段に収容することが可能な基板用カセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の基板用カセットにおいて、合成樹脂製の上枠体と下枠体とを、金属と合成樹脂の複合体に基板を載支する棚片を上下方向に一定間隔に突設した支持体で連結して構成する構造は一般的である。
【０００３】
前記基板は、周縁部を除く表面に各種のプロセスによってデバイスを構成する機能性膜が形成されるため、通常は裏面周縁部を支持体から突設した棚片上に載置して支持されている。ここで、基板用カセットに基板を出し入れする際に、棚片と基板とが擦れて摩耗粉等の微細なパーティクルが発生し、下段の基板上に落下する。ここで、棚片を耐摩耗性に優れるＰＥＥＫ樹脂で作製しても、棚片と基板との摩擦によってパーティクルが発生することは原理的に避けられない。そして、このパーティクルが基板の機能性膜部分に付着すると、そのセルは不良となることが多く、所定数以上のセルが不良になれば、デバイス全体が不良品となるのである。
【０００４】
従来の小型基板の場合には、中央部の撓みは小さいため、基板の周縁部を棚片で載支することが可能であり、その場合は棚片と基板とが擦れてパーティクルが発生し、下段の基板上に付着しても、その付着部分が基板の周縁部になるためデバイスが不良となる率が低い。
【０００５】
しかし、近年はディスプレイ用のパネルデバイスの大型化に伴い、基板用カセットに収容する基板の寸法も大型化してきている。例えば、縦横６５０ｍｍ×７５０ｍｍ、厚さ１．１ｍｍ又は０．７ｍｍの大型のガラス基板が使用されるようになった。この大型基板の場合は、基板の厚みも薄いので、カセット収容状態における中央部の撓みの問題は重要である。つまり、基板の撓みが大きければ、基板用カセットへの基板の出し入れが困難になるばかりでなく、機能性膜部分が過度に曲げられると、セルの構造が破壊され不良になる。更に、多数枚の基板を効率良く収納、保管、搬送するには、カセット内において基板の撓み量を最小限に抑制することが必要である。そこで、大型基板の場合には、棚片の長さを長くし、基板の周縁から十分に中央寄り下面を載支することにより、基板の撓みを許容範囲に抑制することになるが、棚片が基板に接触する部分は、基板の機能性膜の裏面側に位置するので、小型基板では大して問題とはならなかった前述のパーティクルの付着が大きな問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、支持体に突設した棚片で基板を略水平に載支し、複数の基板を多段に収容可能な基板用カセットであって、棚片と基板下面との摩擦によって摩耗粉等の微細なパーティクルが発生しても、下段の基板表面に落下することを防止し、該基板から作製するデバイスの歩留りを大幅に改善することが可能な基板用カセットを提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、上下方向に所定間隔毎に基板を載支する棚片を突設した複数の支持体を、上枠体と下枠体間に連結して直方体状の箱型構造となした基板用カセットであって、前記棚片は、金属製の支持ピンの先端部に、基板の下面を支持する載支部と該載支部の直下に磨耗粉を受ける受皿部とを有する有機高分子材料製の先端カバーを設けたものであり、前記支持体の上下方向に一定間隔毎に前記支持ピンの基端部を埋設又は嵌入し、該支持体の内面側に棚片を突設してなる基板用カセットを構成した。
【０００８】
ここで、前記棚片を構成する支持ピンの先端部に前記先端カバーを設けるとともに、収容する基板の側縁部に対応する中間部に有機高分子材料製のスライダーを設けてなることも好ましい。
【０００９】
ここで、前記受皿部は平面視形状が円形又は四角形であり、直径又は一辺の長さが１０〜２５ｍｍの範囲に設定してなること、前記受皿部は、周囲が中央部よりも上方へ突出した形状であることが更に好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を添付した図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明に係る基板用カセットＡの全体図、図２は本発明の要部、図３は基板Ｂを収容した状態の要部を示し、図中符号１は上枠体、２は下枠体、３は支持体、４は棚片をそれぞれ示している。
【００１１】
本発明の基板用カセットＡは、外形が長方形状の前記上枠体１と下枠体２の両側部間を、複数の支持体３，…で連結して直方体形状に構成したものであり、前記支持体３には基板Ｂを載支するための棚片４，…を上下方向に一定間隔毎に内方へ向けて突設し、また前面は前記基板Ｂを出し入れするための開口部５となっており、更に上枠体１と下枠体２の後部間に単又は複数のストッパー部材６，６を配設し、基板Ｂの後方移動を規制する構造である。ここで、本実施形態では、前記上枠体１と下枠体２とは、合成樹脂製で互いに上下対称な形状であり、つまり上下反転すれば同じ形状となる同一部材としたが、上枠体１と下枠体２は別形状としても良く、例えば上枠体１に開口窓がない閉塞タイプのものでも良い。また、前記上枠体１の下面、下枠体２の上面、支持体３，…の外側面及びストッパー部材６の後側面に図示しない閉塞板を取付け、あるいは上枠体１と下枠体２とは閉塞タイプとするとともに、支持体３，…の外側面及びストッパー部材６の後側面に図示しない閉塞板を取付け、前記開口部５に開閉蓋（図示せず）を設けることによって密閉構造とすることも可能である。
【００１２】
また、前記支持体３は、補強用の金属杆をインサート成形した金属と合成樹脂との複合部材であり、両側部に位置する支持体３，…は全て同一部材である。また、前記ストッパー部材６は、その前面側に一定間隔で突設した棚片７，…の高さを、両側部の支持体３，…の棚片４，…の高さより低く、例えば４ｍｍ低く設定したものである。当該ストッパー部材６の棚片７は、基板Ｂを載支する機能よりも、基板Ｂの過度の撓み及び基板の振動、振動による擦れを制限することが主な機能である。
【００１３】
ここで、基板用カセットＡに収容する基板Ｂは、一般的には厚みが１．１ｍｍ又は０．７ｍｍのガラス基板であり、寸法は各種のものが存在するが、液晶表示パネルを始めとして各種の表示用デバイスの寸法は大型化の傾向にあり、更にマザー基板から複数の表示用デバイスを製造する多面取りの場合には、例えば横幅×縦幅の寸法が５００ｍｍ×６００ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６５０ｍｍ×７５０ｍｍのものが主流となってきている。
【００１４】
そこで、本発明に係る基板用カセットＡは、大型で薄い基板Ｂをその撓みを最小限に抑制して載支できるように、前記棚片４の長さを長くしている。本実施形態では、前記棚片４は金属ピンで作製し、前記支持体３に圧入する構造あるいは嵌入して適宜な抜止め手段にて固定する構造となっているので、棚片４の長さは支持対象とする前記基板Ｂの寸法に応じて任意に設定することが可能であり、支持体３を共通として各種の基板寸法に対応できるのである。また、前記棚片４，…は、支持体３にインサート成形にて一体的に突設しても良い。
【００１５】
本発明の特徴は、図２及び図３に示している。つまり、前記支持体３に突設した棚片４は、金属製の支持ピン８の先端部に有機高分子材料製の先端カバー９を設け、該先端カバー９に基板Ｂの下面を支持する載支部９Ａと該載支部９Ａの直下に磨耗粉を受ける受皿部９Ｂとを有するものである。ここで、有機高分子材料としては、合成樹脂、合成ゴム、エラストマーがあり、用途、目的に応じて最適な素材を選択すれば良いが、本実施形態では好ましい素材として耐摩耗性に優れた合成樹脂を用いている。そして、前記支持ピン８の基端部を前記支持体３に埋設又は嵌入して、複数の棚片４，…を支持体３の上下方向に一定間隔毎に突設するのである。また、前記棚片４を構成する支持ピン８の長手方向中間部には、収容する基板Ｂの側縁部に対応する位置に有機高分子材料製のスライダー１０を設けている。本実施形態では、前記支持ピン８をＳＵＳ３０４で作製し、前記先端カバー９とスライダー１０とは、耐摩耗性に優れたＰＥＥＫ樹脂で作製している。尚、前記先端カバー９とスライダー１０とは一体とし、支持ピン８の略全長を外被し、前記載支部９Ａとスライダー１０を設ける部分を他の部分よりも上方へ突出させたものでも良い。ここで、前記支持ピン８の略全長を外被する場合、有機高分子材料でインサート成形する。また、前記先端カバー９及びスライダー１０は、前記基板Ｂを載支する部分となるので、導電剤を配合して導電性を付与することも好ましい。
【００１６】
ここで、前記受皿部９Ｂは、平面視形状が円形又は四角形であり、直径又は一辺の長さが１０〜２５ｍｍの範囲に設定してなることが好ましく、また平面視形状において前記載支部９Ａの垂直投影形状より大きく設定することが必要である。当該基板用カセットＡへ基板Ｂを出し入れする際、または搬送中の振動によって、前記載支部９Ａと基板Ｂの裏面との擦れによって発生した微細な摩耗粉等のパーティクルが下方に落下し、そのパーティクルを受皿部９Ｂで効果的に受け止めるためには、前記受皿部９Ｂの直径又は一辺の長さが１０ｍｍより小さいと十分ではなく、また２５ｍｍより大きいと効果が飽和するとともに部品の寸法が大きくなり過ぎて好ましくないのである。あるいは、前記受皿部９Ｂの面積は、基板Ｂの下面に接触する前記載支部９Ａの接触部分の垂直投影面積の２〜２０倍であることが好ましい。また、前記受皿部９Ｂは、周囲が中央部よりも上方へ突出した形状であることが、載支部９Ａと基板Ｂとの接触部分で発生したパーティクルを中央部の凹部に安定に堆積させることができるので更に好ましい。
【００１７】
次に、本発明に係る基板用カセットＡの各部構造を更に詳しく具体的に説明する。前記上枠体１及び下枠体２は、中心線に対して左右対称な形状で、外周枠１１の内部に縦横の格子状補強桟１２を一体形成したものであり、該外周枠１１の前記支持体３を連結する部分には若干広い面積の取付面部１３，…を形成している。前記取付面部１３を設けた位置は、両側部の前後端部とその中間に一定間隔で二ヶ所の合計四ヶ所である。
【００１８】
前記支持体３は、図２及び図３に示すように、長手方向に沿った両側部にＳＵＳ製シャフト等の金属杆１４，１４を、導電剤を配合して導電性を付与した有機高分子材料中にインサート成形したものであり、上下端には前記取付面部１３に面接合する幅広の支持面部１５，１５を形成している。更に、図３に示すように、前記金属杆１４の端部には直接タッピングによって軸方向へ向いた螺孔１６を形成するとともに、支持面部１５の中央端部にビット等の埋込ナット１７を熱圧入している。尚、この埋込ナット１７は、インサート成形、ヘリサート加工等によっても埋設することができる。そして、前記支持体３の支持面部１５を上枠体１及び下枠体２の取付面部１３，１３に接合した状態、あるいは取付面部１３に形成した取付孔１８，…に支持面部１５から突出させた金属杆１４，１４と埋込ナット１７の先端を嵌合した状態で、反対側から取付孔１８，…に挿入したボルト１９，…を前記金属杆１４，１４の螺孔１６及び埋込ナット１７に螺合して、上枠体１と下枠体２とを連結する。また、前記ストッパー部材６は、前記支持体３と同様に金属杆をインサート成形した耐磨耗性樹脂製で作製し、上枠体１と下枠体２の外周枠１１の後部間にボルト締めしている。
【００１９】
また、前記支持体３の内面側には一定間隔毎に垂直面２０，…を形成するとともに、上下の垂直面２０，２０の間には下方の垂直面２０に連続し、上方の垂直面２０に対して段部を設けた傾斜面２１を形成している。即ち、前記傾斜面２１は、下端が垂直面２０と同じ肉厚で上方になるに従って直線的に肉厚を減少させた形状である。そして、前記垂直面２０の幅方向中心には、前記棚片４の挿入孔２２を水平に形成している。従って、前記各垂直面２０，…形成した挿入孔２２，…は、前記支持体３の上下方向略全長に渡って一定間隔となっている。尚、前記垂直面２０は必ずしも必要ではなく、前記挿入孔２２を傾斜面２１に形成しても良いのである。
【００２０】
前記棚片４は、前記支持ピン８の基端部を前記支持体３の内面側から挿入孔２２に圧入して取付け又は支持ピン８を支持体３にインサート成形して突設するのである。本実施形態では、前記棚片４，…のピッチは２５ｍｍ、支持ピン８の直径は４ｍｍ、先端カバー９の載支部９Ａ及びスライダー１０の直径は７ｍｍ、受皿部９Ｂの直径は１６ｍｍに設定しているので、上下の棚片４，４の間隔は正味１８ｍｍ存在する。この上下の棚片４，４の間隔は、上段又は下段の棚片４，…に基板Ｂを載支し、該基板Ｂの中央部が撓んだ状態でも、ロボットアームによる他の基板Ｂの出し入れに全く支障がないものである。
【００２１】
ここで、前記支持体３の内面側から突出する前記棚片４の長さは、前記支持ピン８の長さで決まるが、この支持ピン８の長さは剛性が高く且つ真直度の良いＳＵＳ製としたことにより適宜に設定することが可能である。即ち、共通の支持体３を用いて、棚片４の突出長さが異なるものを作製することが容易となり、大幅なコスト低減が図れるのである。また、前記支持体３の傾斜面２１は、基板Ｂの端縁を当止する部分になるが、前述のように棚片４を支持体３の成形後に圧入すれば、この支持体３の成形金型が非常に簡単な構造となり、また金型を割る位置を支持体３の側部になるようにすれば、前記傾斜面２１にパーティングラインが生じないので好ましい。また、前記挿入孔２２は、金型の抜き方向に平行な方向になるので、支持体３の長手方向に対して正確に直交させることが可能であり、また仮に挿入孔２２に金型の抜き勾配があっても支持ピン８を圧入すれば、該支持ピン８を支持体３に対して正確に直交状態で突設することが可能である。
【００２２】
尚、前記挿入孔２２は、ボール盤等の穿孔による後加工で形成することも可能であり、更には前述のように支持ピン８を支持体３に対してインサート成形することも可能である。また、図４に示すように、前記挿入孔２２を、内側の大径孔２２Ａと外側の小径孔２２Ｂとで段部を設けて形成したものとなすとともに、前記支持ピン８の基部を挿入孔２２の形状に応じた形状となし、該挿入孔２２に嵌挿した支持ピン８の貫通部にプッシュナット２３等を装着して抜止めして取付けることも可能である。何れにしても、前記支持ピン８を支持体３の側面に突設した状態では該支持ピンは完全に回り止めされている。
【００２３】
本発明に係る基板用カセットＡに基板Ｂを収容する場合、ロボットアームによって該基板Ｂの幅方向中間部で基板Ｂの撓みが最も少ない位置を支持し、その状態で前記開口部５から挿入し、最前列の棚片４，４の上方を通過させる。しかし、それでも基板Ｂの両端部はその自重によって下方へ撓むが、その際、左右の支持体３，３の対応する棚片４，４に設けたスライダー１０，１０によって基板Ｂの端部が支持ピン８に直接接触することを防止できるので、基板用カセットＡ内にスムーズに挿入することができる。そして、基板Ｂを所定位置まで押し込んだ後、ゆっくりと基板Ｂを下ろして左右の棚片４，…に基板Ｂを載支すると、図３に示すように、基板Ｂの中央部はその自重によって下方へ撓み、両端部は逆に若干上方へ湾曲して持ち上がり、スライダー１０に対して若干浮いた状態となる。左右の棚片４，…に載支された基板Ｂは、後方への移動はストッパー部材６，６によって規制され、前方への移動は前記開口部５の両側に取付けたストッパー部材（図示せず）で規制されるのである。そして、基板用カセットＡに対する基板Ｂの出し入れの際、又は搬送中に基板Ｂの下面と棚片４の載支部９Ａとが擦れてパーティクルが発生した場合でも、そのパーティクルは下方の棚片４の受皿部９Ｂで捕捉されるので、下段の基板Ｂの機能性膜上に落下することがないのである。
【００２４】
【発明の効果】
以上にしてなる本発明の基板用カセットによれば、以下に示すような顕著な効果を奏するものである。
【００２５】
請求項１によれば、棚片と基板下面との摩擦によって摩耗粉等の微細なパーティクルが発生しても、受皿部で受けて下段の基板表面に落下することを防止するので、該基板から作製するデバイスの歩留りを大幅に改善することができる。
【００２６】
請求項２によれば、基板用カセットに対して基板を出し入れする際に、棚片に設けたスライダーによって基板の端部が支持ピンに直接接触して、破損することを防止できる。
【００２７】
請求項３によれば、基板と棚片の載支部とが擦れて発生したパーティクルを受皿部で確実に捕捉することができる。
【００２８】
請求項４によれば、受皿部の中央部の凹部でパーティクルを確実に受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板用カセットの全体簡略斜視図である。
【図２】本発明の要部である載支部と受皿部とを備えた棚片を示す部分分解斜視図である。
【図３】基板を収容した状態の部分縦断正面図である。
【図４】支持体に棚片を突設した状態の部分断面図である。
【符号の説明】
Ａ  基板用カセット        Ｂ  基板
１  上枠体                ２  下枠体
３  支持体                ４  棚片
５  開口部                ６  ストッパー部材
７  棚片                  ８  支持ピン
９  先端カバー            ９Ａ  載支部
９Ｂ  受皿部              １０  スライダー
１１  外周枠              １２  補強桟
１３  取付面部            １４  金属杆
１５  支持面部            １６  螺孔
１７  埋込ナット          １８  取付孔
１９  ボルト              ２０  垂直面
２１  傾斜面              ２２  挿入孔
２３  プッシュナット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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