JPWO2010090276A1 - カセット - Google Patents

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章男 松山
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資 有光
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浩幸 島田
貴行 湊
貴行 湊
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Abstract

【課題】底面を簡便に密閉および開閉できるカセット構造を提供する。【解決手段】基板40を収納するカセット100であって、内部に基板40が配置されるカセット本体部10と、カセット本体部10の側面に形成され、基板40が出し入れされるカセット開口部12と、カセット本体部10の底面に形成された底面開口部14と、底面開口部14を塞ぐ底板20と、底板20を支持し、カセット本体部10の内壁に設けられた底板支持部22とを備える、カセット100である。

Description

本発明は、基板を収納するカセットに関し、特に、フラットパネルディスプレイ(例えば、液晶パネル)の製造方法に用いる薄型の基板(例えば、ガラス基板)を収納するカセットに関する。
液晶表示装置の構成部品である液晶パネルは、一対のガラス基板を所定のギャップを確保した状態で対向させた構造を有している。液晶パネルの大型化・量産化に伴って、液晶パネル用のガラス基板は年々大型化している。このような次世代の大型液晶ガラス基板を搬送する基板搬送システムでは、液晶ガラス基板を多段収納する収納カセットが用いられる(例えば、特許文献1〜3など)。
ガラス基板を収納した収納カセットは、クリーンルーム内の製造工程において液晶パネル製造装置の載置部から別の製造装置の載置部へガラス基板を搬送したり保管したりするのに用いられる。また、収納カセットは、液晶パネル製造装置の載置部とカセット保管庫の保管部との間でガラス基板を搬送・保管したりすることにも用いられる。
クリーンルーム内の雰囲気は十分な空気清浄度が確保されているが、収納カセットの搬送・保管時に作業者や床面などから飛散したゴミなどの異物が基板表面に付着したり、基板処理時の有機ガスなどのミストがクリーンルーム内を浮遊して基板表面に付着することがある。そして、異物やミストが付着したまま、基板をプロセス処理すると液晶パネルの品質が低下するおそれがある。そのため、ガラス基板は、収納カセットの中で遮蔽された状態にして、異物などが付着しないよう搬送・保管を行うようにされている。
特開平9−115997号公報
特開2005−142480号公報
特開2005−145628号公報
近年のガラス基板の大型化に伴って、棚片の張り出し形式の収納カセットでは、ガラス基板を支持する棚片の面積が小さいために、大型のガラス基板を収納する場合には、その重量によってガラス基板に歪みが発生する場合がある。したがって、そのような形式の収納カセットでは、大型のガラス基板に使用することができない。
そこで、最近では、大型のガラス基板を収納・搬送する場合、そのような歪みを抑制する上で、収納カセットの内壁に前後並列してワイヤーを多段的に配置したワイヤーカセットが用いられることがある。
しかしながら、ワイヤーカセットを用いてガラス基板を収納・搬送する場合、ワイヤーカセットの下面には、ローラーコンベアを挿入するための開口部があり、それゆえに、密閉性が確保されていない。ガラス基板を収容したワイヤーカセットを常にクリーンルームに置いておく場合には、ワイヤーカセットの下面が密閉していない点の問題は少ないが、ガラス基板を搬送する点でいえば、常時、クリーンルーム中だけでワイヤーカセットを用いることができない場合もある。そのような状況の中、ワイヤーカセットの底面の開口を簡単に密閉できる構造は技術的に大きな価値を提供することができる。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、底面を簡便に密閉できるカセット構造を提供することにある。
本発明に係るカセットは、基板を収納するカセットであり、内部に基板が配置されるカセット本体部と、前記カセット本体部の側面に形成され、前記基板が出し入れされるカセット開口部と、前記カセット本体部の底面に形成された底面開口部と、前記底面開口部を塞ぐ底板と、前記底板を支持し、前記カセット本体部の内壁に設けられた底板支持部とを備える。
ある好適な実施形態において、前記底板支持部は、前記カセット本体部の内壁を一周するように形成されている。
ある好適な実施形態において、前記底板支持部は、断面がL字形状を有している板状部材である。
ある好適な実施形態において、前記底板は、前記底面開口部から挿入される基板搬送装置にて前記カセット開口部から搬出可能な形状を有している。
ある好適な実施形態において、前記カセット開口部には、前記カセット開口部を塞ぐシャッター板が設けられている。
ある好適な実施形態において、前記カセット本体部の内部には、複数のワイヤーが配列されており、前記基板は、ガラス基板であり、前記ガラス基板は、前記ワイヤーによって支持され、前記底面開口部には、前記ガラス基板を移動させる基板搬送装置が挿入される。
ある好適な実施形態において、前記基板搬送装置は、ローラーコンベアである。
本発明に係るカセットによれば、カセット本体部の底面に形成された底面開口部と、底面開口部を塞ぐ底板と、その底板を支持し、カセット本体部の内壁に設けられた底板支持部とを備えているので、底面を簡便に密閉および開閉できるカセット構造を提供することができる。
本発明の実施形態に係るワイヤーカセット100の斜視図である。 本発明の実施形態に係るワイヤーカセット100の側面構成を示す断面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、底板支持部22の周辺を示す斜視図である。 ワイヤーカセット100から基板40を搬出するステップを説明するための断面図である。 ワイヤーカセット100から基板40を搬出するステップを説明するための断面図である。 ワイヤーカセット100から基板40を搬出するステップを説明するための断面図である。 比較例のワイヤーカセット1000の断面図である。 比較例のワイヤーカセット1100の断面図である。 本発明の改変例に係るワイヤーカセット100の側面構成を示す断面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、本発明の改変例に係るカセット100の正面構成および側面構成を示す断面図である。 (a)および(b)は、それぞれ、本発明の改変例に係るカセット100の正面構成および側面構成を示す断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
まず、図1から図4を参照しながら、本発明の実施形態に係るワイヤーカセット100について説明する。
図1は、本実施形態のワイヤーカセット100の全体構成を模式的に示す斜視図である。本実施形態のワイヤーカセット100は、ワイヤーによって基板40を支持することによって、基板40を収納することができる収納カセットである。なお、図1においては、ワイヤーは図示していない。
本実施形態の基板40は、例えば、液晶パネル用のガラス基板である。このガラス基板40は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスであってもよいし、切り出した後の液晶パネルのサイズのガラスであってもよい。さらに、ガラス基板40は、薄膜トランジスタ(TFT)が作製されるアレイ基板(またはその作製途中のもの)であってもよいし、カラーフィルタ(CF)が形成されるCF基板(またはその作製途中のもの)であってもよい。
また、基板40は、ガラス基板の他、ウェハのような他の薄板であっても構わない。加えて、液晶パネル用の基板40に限らず、PDP、有機ELパネル、その他フラットパネルディスプレイを製作する上での薄型の基板(ガラスに限らず、シート状のものでワイヤーカセットに保管され得るもの)であってもよい。
本実施形態のワイヤーカセット100は、カセット本体部10と、カセット本体部10の側面に形成されたカセット開口部12と、カセット本体部10の底面に形成された底面開口部14と、底面開口部14を塞ぐ底板20とから構成されている。カセット本体部10の内部には、基板40を配置することができる。また、カセット開口部12からは、基板40を出し入れすることができる。
図2は、本実施形態のワイヤーカセット100の側面構成を模式的に示す断面図である。図2に示した例では、カセット本体部10の内部には、基板40を支持するワイヤー60が配列されている。具体的には、一枚の基板40を複数本のワイヤー60で支持し、その複数本のワイヤー60が多段に配列されている。ワイヤー60が多段に配列されていることによって、カセット本体部10の内部にガラス基板40を多段に収納することができる。
この例では、基板40を4段収納しているが、基板40の収納の枚数は、ワイヤー60の段数に対応し、その段数は適宜好適なものを設定することができる。また、ワイヤー60は、カセット本体部10の内部の対向する壁面(内壁)の間に張られており、その張力で基板40を支持している。
カセット本体部10の底面に形成された底面開口部14には、昇降フレーム62に連結されたローラーコンベア61が挿入される。ローラーコンベア61は、ワイヤー60の間から基板40に接触して、そして、基板40をカセット開口部12から払い出す機能を有している。底面開口部14には、その開口を塞ぐ底板20が設けられている。
なお、ローラーコンベア61を昇降させるのではなく、ローラーコンベア61は固定して、カセット本体部10を下降(又は昇降)させる構成にしてもよい。その場合、カセット本体部10を下げることによって、カセット本体部10の底面開口部14に、ローラーコンベア61が挿入されることになる。
また、底板20は、カセット本体部10の内壁に設けられた底板支持部22によって支持されている。底板20は、底板支持部22の上に載置されており、両者は互いに接着や溶接などはされておらず、典型的には、底板20は、その自重によって底板支持部22の上に固定される。したがって、底板20はローラーコンベア61によって移動可能な状態で底板支持部22によって支えられている。
カセット本体部10の側面に形成されたカセット開口部12には、その開口を塞ぐためのシャッター板15が設けられる。図1及び図2に示した例では、シャッター板15は、カセット本体部10の高さ方向(重力方向または鉛直方向)に平行(又は実質的に平行)な上下方向52に移動可能な構成のものを用いている。なお、カセット開口部12を塞ぐことができる構成であれば、シャッター板15は、他の構成のものを用いることも可能である。
本実施形態のカセット本体部10は、箱形形状を有している。例えば、カセット本体部10の辺の部分をフレーム構造で作製して、カセット本体部10の面の部分をパネル構造で作製することができる。その場合、フレーム構造の部分は、金属(例えば、アルミ、鉄、ステンレスなど)から構成され、パネル構造の部分は、樹脂板、金属板(例えば、アルミ板)などから構成され得る。
図1及び図2に示した構成例では、カセット本体部10の骨格はフレーム構造を有しており、そして、カセット本体部10の側面(左面・右面)11Aおよび上面11Bはパネル構造(例えば、金属板)によって覆われている。この例では、カセット開口部12は、カセット本体部10の前面に形成されているが、前面に加えて後面に形成してもよい。カセット本体部10の前面と後面との両方にカセット開口部12を形成した場合には、前後の両方から基板40を出し入れすることが可能となる。
なお、必ずしも、カセット開口部12以外のカセット本体部10の側面のすべてにパネルを設けなくてもよい。例えば、カセット本体部10の側面にパネルがない形態において、底板20が設けられている構成であっても、カセット本体部10を載せたカセット搬送車が走行したときのエア(ダスト)の巻き上がりを抑制する効果が得られる。
図3(a)は、底板20を支持する底板支持部22の一部を拡大した斜視図である。底板支持部22は、カセット本体部10の内壁10aから中央向きに延びている。底板支持部22は、例えば、金属から構成されており、一例ではカセット本体部10の一部の材料と同じ材料から構成されていてもよい。図3(a)に示した例では、底板支持部22の幅Wは、50mm〜60mm程度であり、底板支持部22の厚さT1は、2mm〜3mm程度である。
また、底板支持部22は、カセット本体部10の内壁10aを一周するように形成されている。したがって、図3(b)に示すように、底板支持部22の上面22tに底板20を載せると、底面開口部14から続く開口を塞ぐことができ、底板20によってカセット本体部10の内部と外気(エア)とを遮ることができる。なお、図3(b)に示す例では、底板20は、金属(例えば、アルミニウム)から構成されており、一例では、カセット本体部10の一部(及び/又は底板支持部22)の材料と同じ材料から構成されていてもよい。また底板20の厚さT2は、例えば、2mm〜3mm程度である。なお、底板20に発生するたわみが大きい場合には、底板20の上部に補強材(例えば、L字アングル)を設けることも可能である。この補強材は、底板20の上部に限らず他の部位に設けてもよい。さらに、底板20に別部材の補強材を設けるのではなく、底板の端部を折り曲げた形態の一体物の板状部材(例えば、鋼板)を底板20に用いて、それによって底板20の強度を高めてもよい。
ここで、上述したW、T1およびT2の寸法は、液晶パネル用のガラス基板40の寸法が3m×3m程度の場合を想定して説明している。なお、これよりも小さい寸法のガラス基板40を扱うワイヤーカセット100においては、ガラス基板40の重量はより軽くなるので、さらに小さい寸法のもの(W、T1、T2)を採用することができる。加えて、液晶パネル用ガラス基板と比較して、PDP用ガラス基板では、ガラス厚が増えることによって、ガラス基板40の重量が増える傾向にあり、それに応じて、W、T1、T2を適時好適なものを用いることができる。
図4から図6を参照しながら、本実施形態のワイヤーカセット100から基板40を搬出するステップについて説明する。
まず、図2に示した状態から、ローラーコンベア61を上昇させて、ローラーコンベア61と底板20とを接触させる。次いで、図4に示すように、さらにローラーコンベア61を上昇させて、ローラーコンベア61によって底板20を持ち上げる。これによって、底板20は、底板支持部22から離れる。なお、上述したように、ローラーコンベア61を固定し、一方で、カセット本体部10を下降させるようにしてもよい。
次に、図5に示すように、ローラーコンベア61のローラ部を回転させて、底板20を水平方向に移動させ、それによって、底板20をカセット開口部12から払い出す。カセット開口部12から払い出された底板20は、搬送装置64に移動する。その後は、底板20は、所定の位置に保管される。
次いで、基板(ガラス基板)40の払い出しが実行される。図5に示した状態の後、底板20をカセット本体部10から取り出す。続いて、ローラーコンベア61を上昇させて、ワイヤー60の間に通して、ローラーコンベア61と基板40とを接触させ、次いで、ローラーコンベア61によって基板40を持ち上げる。その後、図6に示すように、基板40とワイヤー60とを離した状態で、ローラーコンベア61のローラ部を回転させて、基板40を水平方向に移動させる。それにより、基板40は、カセット開口部12から払い出され、ワイヤーカセット100の外に位置する搬送装置64の上に移動する。その後は、基板40は必要な工程に供されたり、必要な場所に保管されたりする。
一番下の段の基板40の払い出しが終了すると、次に、その上の基板40の払い出しが実行される。具体的には、ローラーコンベア61を更に上昇させて、ワイヤー60の間に通し、そのローラーコンベア61のローラ部を回転させて、基板40(下から2番目の基板40)をカセット開口部12から払い出しする。この工程を順次繰り返して、全ての段の基板40の払い出しを完了する。なお、カセット開口部12の開閉の度合いは、シャッター板15によって調整すればよい。
本実施形態のワイヤーカセット100によれば、カセット本体部10の底面に形成された底面開口部14と、底面開口部14を塞ぐ底板20と、カセット本体部10の内壁10aに設けられた底板支持部22とを備えているので、底面開口部14を簡便に密閉および開閉できるワイヤーカセット構造を実現することができる。
このような簡便な構造によって底面開口部14の密閉および開閉ができると、ワイヤーカセット100を常にクリーンルームに置いておかなくても、必要に応じて、底面開口部14を底板20で密閉して、ワイヤーカセット100をクリーンルームの外に移動させることができる。これにより、基板40をクリーンルームの外でも搬送・保管することが容易になり、クリーンルームについての工場(例えば、液晶パネル製造工場)の設備コストを大幅に低減させることが可能となる。
ここで、本実施形態のワイヤーカセット100と、他のワイヤーカセット(比較例)とを比較して検討してみる。
図7は、摺動部125を有するスライド式構造の底面カバー120を備えたワイヤーカセット1000を示している。図7に示したワイヤーカセット1000では、カセット本体部110の内部にワイヤー160が設けられ、そして、基板40が出し入れされるカセット開口部112は、前面カバー115によって覆われている。また、カセット本体部110の底面開口部114には、スライド構造(摺動部)125が設けられている。そして、底面開口部114を塞ぐ底面カバー120は、スライド構造125で摺動しながら水平動作(矢印54)を行う。この場合、基板40が収納されているカセット本体部110の内部の近傍において、そのスライド構造125がダスト発生源となる。したがって、これではクリーンルームでの使用に適さない。
また、図8は、底面カバー121が扉開閉構造127を有する形態のワイヤーカセット1100を示している。図8に示した扉開閉構造127を持ったワイヤーカセット1100の場合、底面カバー121の開閉において回動スペース(56)を確保しておく必要があり、それゆえに、多くの占有面積が必要なカセットとなってしまう。したがって、この構成では、占有面積の小さい開閉構造を有するワイヤーカセットにはならない。
以上のように、本実施形態のワイヤーカセット100と比較して、ワイヤーカセット1000及び1100は何れも欠点があり、構造上、その欠点を解決するのが困難である。一方、本実施形態のワイヤーカセット100は、そのような欠点を回避することができる。また、ワイヤーカセット1000及び1100では、底面カバー(120、121)を開閉する上で独自の機構(125、127)を取り付けなければならないのに対し、本実施形態のワイヤーカセット100では、そのような独自の機構を取り付けなくても、図4及び図5に示すようにローラーコンベア61の動作によって、カセット本体部10の底面開口部14の開閉を簡便に実行することができる。その点においても、本実施形態の構成は技術的に大きな価値を有する。
さらには、本実施形態のワイヤーカセット100では、底面開口部14の開閉において、占有スペースの小さい構造を実現できている。すなわち、図7に示したワイヤーカセット1000の場合には、底面カバー120を動かすための占有スペース(水平方向54のスペース)が必要となる。そして、図8に示したワイヤーカセット1100の場合には、底面カバー121を動かすためにカセット本体部110の下方に大きなスペースが必要となり、これではローラーコンベアの動作の妨げにもなる。一方、本実施形態のワイヤーカセット100によれば、ワイヤーカセット100の底板20は、カセット開口部12から搬出されるので、ワイヤーカセット100の底面の周囲をシンプルにすることができ、そして、占有スペースの小さい構造を実現することができる。
なお、本実施形態のワイヤーカセット100は、次のような改変を行うこともできる。図9は、本実施形態のワイヤーカセット100の改変例である。図9に示したワイヤーカセット100では、底板支持部22が図2に示したものと異なり、底板支持部22の形状は、断面がL字型をしている。すなわち、この例の底板支持部22は、カセット本体部10の内壁から水平に延びる部位22aと、そこから垂直に延びる部位22bとから構成されている。他にも、底板20を支持することができるのであれば、底板支持部22の形状は特に限定されず、適宜好適なものを採用することができる。
加えて、カセット本体部10の底面開口部14は、底板支持部22と底板20によって完全に塞がれていることが好ましいが、一部少しだけ塞がれていない箇所があったとしても、カセット本体部10の内部へ外気(エア)が侵入し難い構造となっていれば、それだけでも技術的価値がある。また、底板支持部22は、カセット本体部10の内壁から延びているが、必ずしも、カセット本体部10の内壁に底板支持部22の一部が直接接触している必要はない。すなわち、カセット本体部10の内壁と、底板支持部22の一部との間に他の部材を介して、カセット本体部10の内壁に底板支持部22が設けられていてもよい。
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、図9に示した構成において、L字型の底板支持部22に、弾力性を持った樹脂を付加すれば、底板20の自重により、樹脂を介しての底板支持部22との密閉度を高めることができる。加えて、その樹脂に摩擦度が高い材料を用いると、カセット搬送の加速や振動に対して底板20がずれることを抑制することが可能となる。
さらに、本実施形態では、複数のワイヤーによって基板40を収納可能なワイヤーカセットの構成例について説明したが、底板20によって底面開口部14を簡便に密閉・開放できる本実施形態の技術はワイヤーカセットに限らず、ワイヤー以外の手段で基板40を収納する基板収納カセット(例えば、棚片の張り出し形式の収納カセット)に適用可能なものである。
また、図10は、バー60'の上にバー67を配列させたカセット(バータイプの基板収納カセット)100の構成を示しており、本実施形態の技術は、このようなカセット100にも適用することが可能である。ここで、図10(a)は、本実施形態のカセット100の構成を模式的に示す正面断面図であり、そして、図10(b)は、本実施形態のカセット100の構成を模式的に示す側面断面図である。
この例のカセット100においては、バー60'(メインバー)の上に、基板40を移動可能なハンド(ロボットハンド)65が挿入可能な隙間を設けるためのバー67(サブバー)が設けられて、基板40はバー67の頂点で支持されている。具体的には、図10(b)に示すように、ハンド65は、水平方向(57a、57c)および垂直方向(57b)に移動可能であり、ハンド65の延長部65aが、バー(又は棒状部材)60'と基板40との間に入り(矢印57a)、次いで、ハンド65の延長部65aが基板40を持ち上げた後(矢印57b)、基板40をカセット100の外に出すことができる(矢印57c)。
加えて、基板40を搬送可能な搬送装置であれば、ローラーコンベア61に限らず、適宜好適な搬送装置を用いることができる。図11は、ワイヤーカセット式のカセット100において、基板搬送装置としてエア浮上式コンベア63を用いて、基板40を搬送する構成を示している。ここで、図11(a)は、本実施形態のカセット(ワイヤーカセット)100の構成を模式的に示す正面断面図であり、そして、図11(b)は、本実施形態のカセット100の改変例を模式的に示す側面断面図である。
この例のカセット100では、ワイヤー60の上に基板40が配置されている。基板40を搬送する場合には、図11(b)に示すように、底面開口部14からエア浮上コンベア63を挿入して、次いで、エア浮上コンベア63から噴き出す空気(エア)63aによって基板40を浮上させるとともに、基板移動アーム66の方に移動させる。基板移動アーム66は、水平方向(矢印58)に移動することができるので、基板40をカセット100の外に出すことが可能である。
本発明によれば、底面を簡便に密閉および開閉できるカセット構造を提供することができる。
10 カセット本体部
10a カセット本体部の内壁
11A カセット本体部の側面(左面・右面)
11B カセット本体部の上面
12 カセット開口部
14 底面開口部
15 シャッター板
20 底板
22 底板支持部
40 基板(ガラス基板)
60 ワイヤー
60'バー
61 ローラーコンベア
62 昇降フレーム
64 搬送装置
63 エア浮上式コンベア
65 ハンド
66 基板移動アーム
67 バー
100 カセット
1000 ワイヤーカセット

Claims (7)

  1. 基板を収納するカセットであって、
    内部に基板が配置されるカセット本体部と、
    前記カセット本体部の側面に形成され、前記基板が出し入れされるカセット開口部と、
    前記カセット本体部の底面に形成された底面開口部と、
    前記底面開口部を塞ぐ底板と、
    前記底板を支持し、前記カセット本体部の内壁に設けられた底板支持部とを備える、カセット。
  2. 前記底板支持部は、前記カセット本体部の内壁を一周するように形成されている、請求項1に記載のカセット。
  3. 前記底板支持部は、断面がL字形状を有している板状部材である、請求項1または2に記載のカセット。
  4. 前記底板は、前記底面開口部から挿入される基板搬送装置にて前記カセット開口部から搬出可能な形状を有している、請求項1から3の何れか一つに記載のカセット。
  5. 前記カセット開口部には、前記カセット開口部を塞ぐシャッター板が設けられている、請求項1から4の何れか一つに記載のカセット。
  6. 前記カセット本体部の内部には、複数のワイヤーが配列されており、
    前記基板は、ガラス基板であり、
    前記ガラス基板は、前記ワイヤーによって支持され、
    前記底面開口部には、前記ガラス基板を移動させる基板搬送装置が挿入される、請求項1から5の何れか一つ記載のカセット。
  7. 前記基板搬送装置は、ローラーコンベアである、請求項6に記載のカセット。
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