JP2002299431A - 基板収納カセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス基板の薄型化に対応した、省スペース
型の基板収納カセットを提供する。 【解決手段】 突出リブ５ａ、５ｂが配設された側面フ
レーム３および背面フレーム４と、側面フレーム３ａか
ら突出して延びて基板を下から支持する第１の配置と、
前面開口を通過する基板搬送手段の移動を妨げないよう
に前面開口から退避した第２の配置とをとる、可動式基
板支持部材６とによる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、液晶表示装置に
代表されるガラス基板等を収納する基板収納カセットに
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ガラス基板等の基板製造工程におい
て、複数枚のガラス基板の保管・搬送等を行なうための
基板収納カセットが必要となる。この基板収納カセット
は、収納する各ガラス基板が互いに接触したり、破損し
たりしないように使用されるものであり、種々の形態の
ものが存在する。一般には、基板収納カセットは、前面
開口の箱型形状を有しており、左右の側面フレームおよ
び背面フレームにガラス基板を支持するための突出リブ
を有している。このような基板収納カセットは、ガラス
基板の３辺を下から支持するものである。この形状の基
板収納カセットでは、収納されたガラス基板どうしの間
にできる空隙部分に基板の搬送手段であるロボットアー
ムが挿入され、ガラス基板を持ち上げると同時に真空吸
着等によりロボットアームに固定し、ガラス基板の出し
入れが行なわれるものである。

【０００３】この種の基板収納カセットの一例について
図を参照して説明する。図５は、従来の基板収納カセッ
トの全体形状を示した概略斜視図である。基板収納カセ
ットの上面には天板１が、下面には底板２が配置され、
側面フレーム３および背面フレーム４がこれらを支持固
定するように天板１と底板２の間に配置されている。図
５の基板収納カセットでは、側面および背面において一
面につきそれぞれフレームが３本設けられている。ま
た、側面フレーム３および背面フレーム４のそれぞれに
は、ガラス基板を支持するための突出リブ５ａ、５ｂが
基板収納カセット内側に向かって配設されている。この
突出リブ５ａ、５ｂは、収納するガラス基板の枚数分、
所定のピッチで設けられている。通常は同一カセット内
には同種のガラス基板を収納するため、一定間隔で配設
されていることが多い。

【０００４】次に、基板収納時について説明する。図６
は、従来の基板収納カセットに０．７ｍｍ厚ガラス基板
９ｂを収納した場合の概略平面図、および収納されたガ
ラス基板の図中Ｂ―Ｂ´面における断面図である。ここ
で、ガラス基板９ｂは突出リブ５ａ、５ｂ上に挿入さ
れ、支持されている。このとき、液晶表示装置に用いら
れるガラス基板は、一般には０．７〜１．０ｍｍ程度の
厚みしかないために、その自重により、垂れ下がり量ｄ
１をもって鉛直方向下向きに垂れ下がる。この結果、基
板収納カセットを設計するにあたっては、基板間の空隙
に挿入されるロボットアームの高さ方向の寸法のみなら
ず、この垂れ下がり量ｄ１を考慮した上で突出リブの間
隔を決定する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
ガラス基板の薄型化が一段と進行し、０．５ｍｍ程度の
極薄ガラス基板も登場している。図７に上記従来の基板
収納カセットに０．５ｍｍ厚極薄ガラス基板９ａを収納
した場合の概略平面図、および収納されたガラス基板の
図中Ｃ―Ｃ´面における断面図を示す。ここで、ガラス
基板９ａは突出リブ５ａ、５ｂ上に挿入され支持されて
いるが、その垂れ下がり量ｄ２は、上述の０．７ｍｍ厚
ガラス基板の垂れ下がり量ｄ１よりも大きくなる（ｄ２
＞ｄ１）。

【０００６】これによって、ロボットアームを挿入する
ことが困難となり、さらには、最下段に挿入されたガラ
ス基板が底板に接触し破損することもある。これを防止
するために、従来の基板収納カセットにガラス基板を１
枚置きに収納する方法も考えられるが、これでは基板収
納カセット１台あたりの収納枚数が大幅に減少するので
基板収納カセット数を増やす必要があり、保管に必要な
空間も増大する。さらには作業者の手番の増加にもつな
がって、製造コストが増大する。

【０００７】また、新規に０．５ｍｍ厚極薄ガラス基板
用に基板収納カセットを設計、製作した場合であって
も、垂れ下がり量が大きい分、突出リブの間隔を大幅に
広げなければならず、基板収納カセット１台あたりの収
納枚数は減少し、上記と同様の問題が生ずる。従来と同
じ枚数が収納可能となるように基板収納カセットの縦方
向のサイズを大型化したとしても、保管に必要な空間の
増大、製造ラインの設計変更等が必要となり、やはり製
造コストの増大につながる。

【０００８】以上の問題に鑑み、本発明の主目的は、基
板の薄型化に伴う基板の垂れ下がり量を最小限に留める
ことにより、少ないスペースで多くのガラス基板を収納
できる基板収納カセットを提供することにある。また、
従来の基板収納カセットに改良を加えることで、極薄基
板にもそのまま使用可能となる基板収納カセットを提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の基板収納カセッ
トは、複数の基板が、間隔をあけて上下に積み重ねた状
態で収納される基板収納カセットであって、基板の右側
縁を下から支持する右側縁支持部と、基板の左側縁を下
から支持する左側縁支持部と、基板の後縁を下から支持
する後縁支持部と、基板の前縁を下から支持する前縁支
持部とを備えている（請求項１）。

【００１０】本構成をとることにより、収納された基板
の前後左右すべての縁を支持することが可能となり、基
板の垂れ下がり量の低減が図られる。

【００１１】上記本発明の基板収納カセットにおいて
は、たとえば、右側面フレーム、左側面フレームおよび
背面フレームを備えた前面開口の箱型形状を有する基板
収納カセットであって、右側縁支持部は右側面フレーム
に設けられ、左側縁支持部は左側面フレームに設けら
れ、後縁支持部は背面フレームに設けられ、前縁支持部
は左右の側面フレームに取り付けられ、かつ対向する側
面フレームに向かって突出して延びる形状を有している
（請求項２）。

【００１２】本構成において、前縁支持部を左右の側面
フレームから延びる形状とすることで、基板を出し入れ
するためにフレームを設けられない前面開口においても
基板の支持が可能となる。この結果、上述の基板の垂れ
下がり量の軽減が図られる。さらに、本形状の前縁支持
部とすることで複雑な取付構造をとる必要がなく、従来
の基板収納カセットにも取り付けが容易である。また、
前縁支持部は、前面開口に隣接する左右両側面フレーム
にのみ取り付ければ十分な効果が得られる。

【００１３】上記本発明の基板収納カセットは、たとえ
ば、前縁支持部は、左右の側面フレームから突出して延
びて基板の前縁を下から支持する第１の位置と、前面開
口を通過する基板搬送手段の移動を妨げないように前面
開口から退避した第２の位置との間で位置変更可能であ
る（請求項３）。

【００１４】本構成により、前縁支持部の位置変更を可
能とすることで、前縁支持部が第１の位置にあるときは
前縁支持部による基板の支持が可能となり、第２の位置
にあるときは前縁支持部の搬送手段との接触が回避さ
れ、基板の搬送が可能となる。

【００１５】上記本発明の基板収納カセットは、たとえ
ば、前縁支持部は温度変化によって形状が変化する形状
記憶合金からなる可動部を備えていることが望ましい。
（請求項４）。

【００１６】本構成により、前縁支持部の可動部を形状
記憶合金製とすることで、当該可動部の位置を温度によ
って制御することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
を参照して説明する。図１は、本実施形態の基板収納カ
セットの全体形状を示した概略斜視図である。ここで
は、図５を用いて説明した従来の基板収納カセットと同
様の構成部分については、同一の参照番号を付してい
る。

【００１８】基板収納カセットの上面には、ポリフェニ
レンスルフィド（以下、ＰＰＳという。）からなる天板
１が、下面には同じくＰＰＳからなる底板２が配置さ
れ、また、ＰＰＳからなる側面フレーム３および背面フ
レーム４が、これらを支持固定するように天板１と底板
２の間に配置されている。本実施形態における基板収納
カセットでは、側面および背面において一面につきそれ
ぞれフレームを３本設けた場合を示しているが、これら
のフレームの数は特に限定されるものではない。また、
側面フレーム３および背面フレーム４のそれぞれには、
ガラス基板を支持するためのＰＰＳからなる突出リブ５
ａ、５ｂが、基板収納カセット内側に向かって、収納す
るガラス基板の枚数分、所定のピッチで配設されてい
る。通常は、同一カセット内には同種のガラス基板を収
納するため、一定間隔で配設されていることが多い。ま
た、ここですべての部材をＰＰＳ製としたのは、寸法安
定性、剛性、電気絶縁性等から選定されたものであり、
これらの条件を満たし、基板収納に適した材料であれ
ば、どのようなものであってもよい。

【００１９】さらに、基板収納カセット前面開口部に隣
接する側面フレーム３ａには、形状記憶合金であるＮｉ
-Ｔｉ合金（Ｎｉ：５５％、Ｔｉ：４５％、変態開始温
度：約４０℃）からなる可動式基板支持部材６が設けら
れており、その近傍には電気ヒータ７が設置されてい
る。ここで、形状記憶合金とは、高温にて成形された形
状を低温にて変形させても、加熱によってもとの形状に
戻る合金のことで、これは変形が結晶構造の転移によら
ず、原子間の結合を変えないマルテンサイト変態による
ことに起因する。図２は、可動式基板支持部材６の取付
部の拡大斜視図であり、図２（ａ）は基板収納時、図２
（ｂ）は基板出し入れ時を示した図である。この可動式
基板支持部材６は、側面フレーム３ａに取り付けられる
ことにより、加熱による形状変化後もその位置が変わら
ない固定部６ｂと、加熱による形状変化後にその位置が
移動する可動部６ａとからなる。図２に示されるよう
に、この可動式基板支持部材６は、低温時にはＬ字型に
折れ曲がった形状をとるが、高温下においてはＩ字型に
延びた形状へと変化するように形状記憶されている。ま
た、電気ヒータ７はＮｉ―Ｃｒからなり、通電すること
により発熱するものである。

【００２０】次に、図３を用いてガラス基板を出し入れ
する際の可動式基板支持部材およびロボットアームの動
作について説明する。ガラス基板収納時において、電気
ヒータ７は通電されておらず、可動式基板支持部材６は
Ｌ字型になっており、基板収納カセット前面開口部にお
いてガラス基板９をの前縁を下から支持している。ガラ
ス基板９をロボットアーム８で取り出す際は、まずロボ
ットアーム８が取り出すガラス基板９の下の空隙に挿入
される。ここで、図３に示すように、ロボットアーム８
はアームの挿入方向に対して左右に２分割された構造と
なっている。これはガラス基板の薄型化により、ガラス
基板の垂れ下がりがロボットアームによる基板保持時に
おいても顕著となるため、接触等によるガラス基板の破
損を防止すべく、より広範にガラス基板の裏面を保持す
るためである。

【００２１】図３（ａ）でガラス基板９下の空隙に挿入
されたロボットアーム８は、図３（ｂ）のように左右に
開く。その後、ロボットアーム８を上昇させてガラス基
板９をロボットアーム８上に載せた後、真空吸着等によ
ってガラス基板９をロボットアーム８に固定する。次
に、電気ヒータ７に通電することにより、可動式基板支
持部材６を加熱し、Ｉ字型の形状に変化させる。可動式
基板支持部材６がＩ字型になることで、ロボットアーム
８を引き出す際に可動式基板支持部材６と接触すること
なく、スムーズにガラス基板９を引き出すことができ
る。ここで、可動式基板支持部材６は、加熱時間の短縮
および隣接する可動式基板支持部材の誤作動防止のため
に比較的低温で形状変化するものが望ましい。

【００２２】ガラス基板９の取り出し後は、ガラス基板
９はロボットアーム８によって生産装置に搬送され、必
要な加工が行なわれる。加工が終了すると、ロボットア
ーム８がガラス基板９を再び基板収納カセットの元の位
置に挿入する。この時、可動式基板支持部材６は電気ヒ
ータ７による加熱によってＩ字型の形状を維持してお
り、ガラス基板９およびロボットアーム８と接触するこ
とはない。ガラス基板９の挿入後、電気ヒータ７への通
電をやめて可動式基板支持部材６の温度を下げ、形状を
Ｌ字型に戻す。ここで、可動式基板支持部材の冷却に
は、たとえば、微細粒子を取り除いた無塵の窒素ガスを
吹き付ける方法等により、冷却時間の短縮を図ることも
可能である。その後、真空吸着等によるガラス基板９の
固定をやめ、ロボットアーム８を下降させることによ
り、可動式基板支持部材６、突出リブ５ａ、５ｂによっ
てガラス基板９が支持される。さらには、ロボットアー
ム８の左右のアームを閉じ、ガラス基板９下の空隙から
ロボットアーム８を引き抜く。

【００２３】上述の構成により、側面フレームに可動式
基板支持部材を配置することで基板の４辺全てにおいて
基板の支持が可能となり、基板の垂れ下がり量が軽減さ
れる。また、可動式基板支持部材は、ロボットアーム挿
入の妨げにならない範囲であれば延伸方向に長いほど、
よりガラス基板の前辺中心部に近い位置での支持が可能
となるため、ガラス基板の垂れ下がりもより軽減され
る。

【００２４】図４は、０．５ｍｍ厚極薄ガラス基板９ａ
を本実施形態の基板収納カセットに収納した場合の概略
平面図、および図中Ａ―Ａ´面における基板の断面図で
ある。ガラス基板９ａは、基板収納カセットの側面フレ
ームおよび背面フレームに設けられた突出リブ５ａ、５
ｂのみならず、ガラス基板前辺においても可動式基板支
持部材６によって支持されるため、その垂れ下がり量
（ｄ３）は、前述のｄ２に比べ大幅に低減される（ｄ３
＜ｄ２）。具体的には、従来の０．７ｍｍ厚ガラス基板
の垂れ下がり量ｄ１と同程度の垂れ下がり量にまで軽減
されることが確認されている（ｄ３≒ｄ１）。このた
め、０．５ｍｍ厚極薄ガラス基板の収納が可能となるこ
とによって０．７ｍｍ厚ガラス基板との基板収納カセッ
トの共有化が図られ、基板収納カセットの製造コスト削
減にもつながる。

【００２５】以上において、本実施形態では、液晶表示
装置に代表される四辺形のガラス基板を収納するための
基板収納カセットに限定して説明したが、たとえば円形
基板等の非四辺形の基板を収納する場合であっても、本
発明は適用可能である。

【００２６】また、本実施形態における前縁支持部は、
側面フレームに取り付けられたものを例示したが、たと
えば天板または底板に取り付けたものであってもよい。
さらには、本実施形態では固定式の前縁支持部を例示し
ているが、脱着可能なものであってもよい。

【００２７】また、本実施形態では、位置変更可能な前
縁支持部として、形状記憶合金製のものを使用し、その
形状が加熱によりＬ字型からＩ字型へと変化するものを
例示しているが、基板収納時にガラス基板の前縁を下か
ら支持する位置と、基板取り出し時にロボットアームと
接触しない位置とへ形状変化可能なものであればどのよ
うな形状のものであってもよい。さらには、位置変更可
能な前縁支持部として形状記憶合金製のものを使用して
いるが、たとえば手動式や電動式等のものであっても、
位置変更可能な構成であればよい。

【００２８】また、本実施形態の基板収納カセットで
は、基板を支持する側縁支持部および後縁支持部として
フレームに突出リブを設けているが、たとえばフレーム
に凹部を設けて基板を支持するものや、フレームの貫通
口に差しこんだピンによって基板を支持するもの等であ
っても、基板を水平方向に支持する構成ならばどのよう
なものであってもよい。

【００２９】また、本実施形態における基板収納カセッ
トとして側面および背面にフレームを有する箱型形状の
ものを例示したが、たとえば、側面および背面に支柱の
みを設けた基板収納カセット等であってもよい。

【００３０】さらには、本実施形態では、ガラス基板の
基板収納カセットに限定して説明したが、たとえば、プ
ラスチック基板やステンレス基板といった、撓みの大き
な他の基板に対しても本発明の適用が有効である。

【００３１】したがって、上記実施の形態はすべての点
で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術
的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請
求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての
変更を含むものである。

【００３２】

【発明の効果】上記の構成により、基板端の前後左右す
べての縁において基板を支持することが可能となり、基
板の自重による垂れ下がり量の軽減が図られる。これに
よって、少ないスペースで多くの基板を収納することが
可能となり、また、既存の基板収納カセットを改良する
ことで基板の薄型化に対応でき、製造コストの削減が図
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態における基板収納カセッ
トを示した概略斜視図である。

【図２】 本発明の実施の形態における基板収納カセッ
トの可動式基板支持部材の取付部を示した拡大斜視図で
ある。

【図３】 本発明の実施の形態における基板収納カセッ
トの可動式基板支持部材の動作と、基板を出し入れする
ためのロボットアームとの動作を示す模式図である。

【図４】 本発明の実施の形態における基板収納カセッ
トに０．５ｍｍ厚極薄ガラス基板を収納した場合の概略
平面図、および基板断面図である。

【図５】 従来の基板収納カセットの一例を示した概略
斜視図である。

【図６】 従来の基板収納カセットに０．７ｍｍ厚ガラ
ス基板を収納した場合の概略平面図、および基板断面図
である。

【図７】 従来の基板収納カセットに０．５ｍｍ厚極薄
ガラス基板を収納した場合の概略平面図、および基板断
面図である。

【符号の説明】

１ 天板、２ 底板、３ 側面フレーム、３ａ 可動式
基板支持部材付き側面フレーム、４ 背面フレーム、５
ａ 突出リブ（側縁支持部）、５ｂ 突出リブ（後縁支
持部）、６ 可動式基板支持部材（前縁支持部）、６ａ
可動部、６ｂ固定部、７ 電気ヒータ、８ ロボット
アーム、９ ガラス基板、９ａ ０．５ｍｍ厚極薄ガラ
ス基板、９ｂ ０．７ｍｍ厚ガラス基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E096 AA06 BA15 BA20 BA24 BB05 CA08 CB03 DA03 DA09 DA23 DB01 FA09 GA04 5F031 CA01 CA05 DA01 EA01 EA02 EA06 EA18 FA02 FA07 FA11 GA02 GA08 GA49 PA13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の基板が、間隔をあけて上下に積み
   重ねた状態で収納される基板収納カセットであって、 前記基板の右側縁を下から支持する右側縁支持部と、 前記基板の左側縁を下から支持する左側縁支持部と、 前記基板の後縁を下から支持する後縁支持部と、 前記基板の前縁を下から支持する前縁支持部とを備え
   た、基板収納カセット。
2. 【請求項２】 当該基板収納カセットは、右側面フレー
   ム、左側面フレームおよび背面フレームを備えた前面開
   口の箱型形状を有しており、 前記右側縁支持部は前記右側面フレームに設けられ、 前記左側縁支持部は前記左側面フレームに設けられ、 前記後縁支持部は前記背面フレームに設けられ、 前記前縁支持部は、前記左右の側面フレームに取り付け
   られ、かつ対向する側面フレームに向かって突出して延
   びる形状を有している、請求項１に記載の基板収納カセ
   ット。
3. 【請求項３】 前記前縁支持部は、前記左右の側面フレ
   ームから突出して延びて前記基板の前縁を下から支持す
   る第１の位置と、前記前面開口を通過する基板搬送手段
   の移動を妨げないように前面開口から退避した第２の位
   置との間で位置変更可能である、請求項２に記載の基板
   収納カセット。
4. 【請求項４】 前記前縁支持部は、温度変化によって形
   状が変化する形状記憶合金からなる可動部を備える、請
   求項３に記載の基板収納カセット。