KR20080109912A

KR20080109912A - 지지 바아 및 기판 카세트

Info

Publication number: KR20080109912A
Application number: KR1020087027191A
Authority: KR
Inventors: 이치로 유아사; 유이찌 마루야마; 데루까즈 도끼; 이사오 후까즈
Original assignee: 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2008-12-17
Also published as: WO2007117545A2; EP2004527A2; JP2007281251A; WO2007117545A3; CA2643291A1; US20100224523A1; CN101415626A

Abstract

본 발명은 수직 방향으로 다중 레벨로 복수의 수평 배향된 기판을 수용하기 위한 기판 카세트 내의 지지 바아이며, 지지 바아는 각각의 기판의 중심부의 휨을 방지하도록 배열되고, 탄소 섬유 복합 재료로 제조되는 상부 판과, 탄소 섬유 복합 재료로 제조되는 하부 판과, 상부 판과 하부 판 사이에 배치되고 탄소 섬유 복합 재료 이외의 재료로 제조되는 중간 부재를 포함하는 지지 바아에 관한 것이다.

지지 바아, 기판 카세트, 상부 판, 하부 판, 중간 부재

Description

지지 바아 및 기판 카세트 {SUPPORT BAR AND SUBSTRATE CASSETTE}

본 발명은 액정 디스플레이에 사용되는 유리 기판 등과 같은 다양한 유형의 기판을 저장하는데 사용되는 기판 카세트의 구성 요소인 지지 바아에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 얇고, 사용 중의 진동으로 인해 발생되는 휨을 방지할 수 있으며, 경량인 지지 바아에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 지지 바아를 사용하는 기판 카세트에 관한 것이다.

액정 디스플레이의 제작 프로세스에서, 수직 방향으로 다중 레벨로 복수의 수평 배향 유리 기판을 수용하는 기판 카세트는 유리 기판을 임시로 저장하는데 사용된다. 이러한 기판 카세트는 통상 기판을 저장하고 있는 상태에서 기판 카세트의 정면에서 바라볼 때, 수직 방향으로 복수의 기판과 함께 교번식으로 위치설정됨으로써 각각의 기판을 지지하는 복수의 지지 바아를 포함한다.

액정 디스플레이의 제작 효율 측면에서, 기판 카세트에 요구되는 기능은 다수의 유리 기판을 수용 및 저장할 수 있는 것을 포함한다. 따라서, 기판 카세트의 구성 요소이고 유리 기판을 직접 지지하는 지지 바아는 수직 방향으로 가능한 한 얇아야 하고 수직으로 인접한 유리 기판들이 매우 근접하게 저장되는 것을 허용할 필요가 있다.

또한, 유리 기판의 품질 보증 측면에서, 기판 카세트에 요구되는 다른 기능은 저장된 유리 기판이 서로 접촉하는 것을 방지하는 것이다. 즉, 기판 카세트가 통상 수십 개의 유리 기판을 수용하더라도, 수직으로 인접한 유리 기판들은 서로 접촉하여 유리 기판의 표면에 손상을 발생시키지 않아야 한다. 따라서, 유리 기판을 직접 지지하는 지지 바아는 휨에 저항할 필요가 있다.

또한, 액정 디스플레이 제작 동안의 가동성 측면에서, 기판 카세트에 요구되는 다른 기능은 전체적으로 경량이어야 한다. 특히, 액정 디스플레이의 제작에 사용되는 유리 기판이 최근 점점 커지고 있기 때문에, 유리 기판의 저장을 위해 사용되는 기판 카세트도 대응하여 커지고 있다. 따라서, 이들 기판 카세트의 구성 요소 역할을 하는 지지 바아는 가능한 한 경량일 필요가 있다.

이러한 방식으로, 지지 바아는 세장형(thinness) 및 휨 저항이라는 명백하게 절충되는 특성을 갖는 것이 요구되는 반면, 또한 가능한 한 경량인 것이 요구된다.

지지 바아, 지지 바아를 포함하는 기판 카세트 및 이와 관련된 기술이 이하에 나타난 바와 같이 기재되어 있다.

일본 특허출원공개 제2000-7148호는 예컨대 액정 디스플레이 장치에 사용되는 유리 기판을 수용 또는 저장하는 유리 기판 카세트를 개시하고 있다. 이 참조 문헌은 수용된 유리 기판의 에지를 지지하도록 구성되는 에지 지지체와, 유리 기판의 중심부를 지지하도록 구성되는 중심 지지부를 갖는 유리 기판을 수용하는 유리 기판 카세트를 한정하고 있다.

일본 특허출원공개 제2000-142876호는 예컨대 플라스틱 기판을 사용하는 액 정 디스플레이 요소의 제작 프로세스에 사용되는 플라스틱 기판을 수용하는데 사용되는 기판 수용 카세트를 개시하고 있다. 이 참조 문헌은 기판을 제거 및 삽입하기 위한 개구를 갖는 전방 패널과, 구멍을 갖는 상부, 하부, 우측, 좌측 및 후방 패널을 포함하고, 기판의 좌측 및 우측 에지를 지지하기 위해 양측 패널로부터 내부를 향해 돌출하는 기판 에지 지지체와, 기판의 중심부를 지지하기 위해 후방 패널로부터 내부를 향해 돌출하는 기판 중심 지지체를 갖는 기판 수용 카세트를 한정하고 있다.

일본 특허출원공개 제2004-146578호는 카세트 기판 지지 부재와, 기판 카세트의 무게가 감소될 수 있게 하는 기판 카세트를 개시하고 있다. 이 참조 문헌은, 소정의 간격으로 하부로부터 기판을 지지하기 위해 적층된 상태로 기판을 수용하는 기판 카세트 내에서 사용되는 기판 카세트 지지 부재이며, 기판 카세트 프레임으로부터 내부로 돌출하도록 제공되고, 긴 로드형 부재로 제조되는 리브와, 프레임에 리브를 고정하기 위해 리브의 일단부 상에 제공되는 유지 부재와, 리브의 축방향을 따라 소정의 간격으로 리브 상에 제공되는 보조 지지 부재를 갖고, 리브는 리브의 축방향으로 배향된 탄소 섬유를 함유하는 탄소 섬유 강화 플라스틱 재료를 갖는, 카세트 기판 지지 부재를 한정하고 있다.

미국 특허출원공개 제2006/0011507호는 액정 디스플레이 장치에 사용되는 유리 기판과 같은 다양한 유형의 기판의 제작 공정에 사용되는 기판 수용 카세트, 보다 구체적으로는 카세트의 각각의 레벨에 배치되는 중심 지지 부재(지지 바아)를 개시하고 있다. 이 참조 문헌은, 수직 방향으로 다중 레벨로 복수의 수평 배향 기 판을 수용하는 기판 카세트 내에서 기판의 중심부의 휨을 방지하도록 각각의 기판을 지지하기 위한 기판 카세트 지지 바아이며, 상기 지지 바아는 체적30% 이상에서 490 내지 950 GPa의 인장 탄성율을 갖는 고탄성 탄소 섬유를 함유하는 탄소 섬유 복합 재료로 형성되는 기판 카세트 지지 바아를 한정하고 있다.

상술된 바와 같이, 비록 다양한 지지 바아, 기판 카세트 및 이에 관련된 기술이 개시되어 있지만, 소위 8세대 대형 유리 기판의 저장에 이들 기술을 적용하는 경우, 특히 문제가 될 수 있는 지지 바아의 휨의 가능성이 존재한다. 따라서, 대형 유리 기판의 저장에 적절히 적용될 수 있는 지지 바아 및 상기 지지 바아를 갖는 기판 카세트가 필요하다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은, 얇고 휨에 저항하며 경량인, 보다 구체적으로는 소위 8세대 대형 유리 기판의 저장에 적절히 적용될 수 있는 지지 바아를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 하나의 목적은 긴 지지 바아를 용이하게 제작하기 위한 수단을 제공하는 것이다.

본 발명은, 수직 방향으로 다중 레벨로 복수의 수평 배향된 기판을 수용하기 위한 기판 카세트 내의 기판 카세트 지지 바아이며, 상기 지지 바아는 각각의 기판의 중심부의 휨을 방지하도록 배열되고, 탄소 섬유 복합 재료로 제조되는 상부 판과, 탄소 섬유 복합 재료로 제조되는 하부 판과, 상부 판과 하부 판 사이에 배치되고 탄소 섬유 복합 재료 이외의 재료로 제조되는 중간 부재를 포함하는 기판 카세트 지지 바아에 관한 것이다. 본 발명의 지지 바아에서, 중간 부재는 양호하게는 알루미늄, 스테인레스 강 또는 하니컴형 아라미드(aramid) 섬유로 제조된다. 또한, 본 발명의 지지 바아는 양호하게는 중공형이다.

또한, 본 발명은 상술된 지지 바아를 갖는 기판 카세트에 관한 것이다. 본 발명의 기판 카세트에는 양호하게는 기판 삽입측으로부터 대향하는 측부의 후방에 형성되는 프레임과, 프레임과 지지 바아 사이에 제공되고 지지 바아의 수평 방향과 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로의 비틀림을 조절하는 조절 기구가 제공된다. 또한, 본 발명의 기판 카세트에서, 조절 기구는 나사로 프레임에 대한 지지 바아의 각도를 조절하는 기구이다.

본 발명의 지지 바아는 상부 판, 하부 판 및 이들 판 사이에 정렬되는 중간 부재로 구성된다. 이러한 유형의 지지 바아는 탄소 섬유 복합 재료만으로 구성된 지지 바아보다 용이하게 제조될 수 있다. 보다 구체적으로는, 일본 특허출원공개 제2005-340480호에 개시된 바와 같은 탄소 섬유 복합 재료로 제조된 원통형 지지 바아는 경량이며 휨에 저항하는 특성을 갖는다. 그러나, 이러한 지지 바아가 제조되는 프로세스는 복잡하고 까다롭다. 이러한 지지 바아의 제조는 8세대 기판 등과 함께 사용되기 위한 긴 지지 바아를 제조하는 경우에 특히 어렵다. 이러한 점에 대해, 본 발명의 지지 바아는 판형 탄소 섬유 복합 재료와 중간 부재를 단순히 적층함으로써 제조되어, 제조 프로세스를 매우 단순화할 수 있다. 특정 경우에 따라, 상부 판, 하부 판 및 중간 부재는 지지 바아가 보다 더 용이하게 제조될 수 있도록 액정 패널 제작 공장에 운반된 다음, 공장 내에서 조립될 수 있다.

또한, 본 발명의 지지 바아는 탄소 섬유 복합 재료로 구성되고 중간 부재는 다른 재료로 제조된다. 따라서, 진동 감쇠(vibration attenuation) 특성이 탄소 섬유 복합 재료만으로 제조된 지지 바아에 비해 향상될 수 있다. 따라서, 지지 바아의 휨 동안의 유리 기판들 사이의 접촉이 효과적으로 방지될 수 있다. 이러한 특성은 특히 8세대 기판용으로 사용되는 긴 지지 바아에 매우 유용하다.

또한, 본 발명의 지지 바아에서, 상부 판 및 하부 판은 탄소 섬유 복합 재료로 제조된다. 따라서, 지지 바아는 경량이며 얇게 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 기판 카세트는 지지 바아의 세장형, 휨 방지 및 경량으로부터 발생하는 지지 바아의 각각의 효과로 인해 액정 디스플레이 제작 프로세스에서 유리 기판을 저장하는데 양호하게 사용될 수 있다. 특히 본 발명의 기판 카세트의 휨 방지 효과가 매우 크기 때문에, 소위 8세대 기판과 같은 대형 유리 기판의 저장에 양호하다. 그러나, 본 발명은 8세대 기판에 제한된다기보다는, 다른 크기의 기판에도 당연히 적용될 수 있다.

도1A는 본 발명의 일 예로서의 지지 바아(12)의 사시도이고, 도1B는 상부도이며, 도1C는 측면도이다.

도2A는 중간 부재가 중공 4각 프리즘인 본 발명의 지지 바아의 일 예의 상부도이고, 도2B는 정면도이다.

도3A는 중간 부재가 U자형 부재인 본 발명의 지지 바아의 일 예의 상부도이고, 도3B는 측면도이며, 도3C는 후방도이다.

도4A는 중간 부재가 하니컴형 아라미드 섬유로 제조된 본 발명의 지지 바아 의 일 예의 상부도이고, 도4B는 측면도이며, 도4C는 정면도이다.

도5는 본 발명의 지지 바아를 갖는 유리 기판 카세트(32)의 일 예의 개략적인 사시도이다.

도6은 본 발명의 지지 부재(38) 및 지지 바아(40)를 고정하기 위한 구조체의 일 예의 사시도이다.

도7A는 지지 부재(38) 및 지지 바아(40)를 고정하기 위한 구조체의 일 예의 상부도이고, 도7B는 종단면도이다.

본 발명의 기판 카세트 및 지지 바아에 대한 상세한 설명이 도면을 참조하여 이하에 제공된다.

도1A는 본 발명의 일 예로서의 지지 바아(12)의 사시도이고, 도1B는 상부도이며, 도1C는 측면도이다. 본 예에서, 지지 바아(12)는 탄소 섬유 복합 재료(탄소 섬유 강화 플라스틱, 간략히 "CFRP"로 칭함)로 제조된 상부 판(14), CFRP로 제조된 하부 판(16), 상부 판(14)과 하부 판(16) 사이에 배열되고 CFRP 이외의 재료로 제조된 중간 부재(18)로 구성되고, 전체적으로 중공 구조를 갖는다. 또한, 도1에 도시된 예는 중공 구조의 예이지만, 본 출원의 지지 바아는 이러한 형태에 제한된다기보다는, 중실 구조도 채용할 수 있다.

상부 판(14)과 하부 판(16)의 재료로 사용되는 CFRP의 조성에는 특별한 제한이 없다. 광범위한 공지된 재료가 CFRP를 위해 적용될 수 있다. 휨에도 또한 저항하는 경량의 CFRP가 양호하게 사용된다. 사용되는 CFRP의 예는 490 내지 950 GPa의 인장 탄성율을 갖는 체적30% 이상의 고탄성 탄소 섬유를 함유하는 것이다. 함유량이 체적30% 이상인 경우, 충분한 강성 및 높은 진동 감쇠 특성을 갖는 부재가 달성된다. 고탄성 탄소 섬유의 함유량은 양호하게는 체적40% 이상이다. 또한, 사용된 강화 섬유 모두가 고탄성 탄소 섬유일 수도 있지만, 일부 부재는 490 GPa 미만의 인장 탄성율을 갖는 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유, 실리콘 카바이드 섬유 또는 다른 공지된 강화 섬유와 다른 강화 섬유로도 제조될 수도 있다. 예컨대, 고탄성 탄소 섬유의 함유량이 체적90% 이하인 조합체가 사용되면서, 나머지는 다른 강화 섬유, 구체적으로는 490 GPa 미만의 인장 탄성율을 갖는 탄소 섬유로 구성될 수 있다.

또한, 도1에 도시된 예에서는, 탄소 복합 재료 이외의 재료가 상부 판(14)과 하부 판(16) 사이에 배열된 중간 부재(18)를 위해 사용된다. 예컨대, 중간 부재(18)는 양호하게는 고강도 및 내식성을 갖는 알루미늄 또는 스테인레스 강으로 형성된다.

본 발명의 지지 바아의 다양한 태양, 구체적으로는 중간 부재가 적절히 변경된 태양에 대한 설명이 이하에 제공된다.

도2A는 본 발명의 일 태양의 지지 바아의 상부도이고, 도2B는 (도2A의 측면에서 바라본) 정면도이다. 본 예에서, 지지 바아는 상부 판(21), 하부 판(22) 및 이들 판(21, 22) 사이에 배열된 중공 4각 프리즘 중간 부재(23)로 구성된다. 이러한 유형의 중간 부재의 사용은 전체 지지 바아가 경량, 충분한 강도 및 휨 강성을 나타낼 수 있게 한다.

도3A는 본 발명의 일 태양의 지지 바아의 상부도이고, 도3B는 측면도이며, 도3C는 (도3B의 좌측에서 바라본) 후방도이다. 본 예에서, 지지 바아는 상부 판(24), 하부 판(25) 및 이들 판(24, 25) 사이에 배열된 U자형 중간 부재(26)로 구성된다. 이러한 형태의 중간 부재의 사용은 중간 부재의 형상이 더 작아질 수 있기 때문에 도2에 도시된 예에 비해 지지 바아의 중량을 감소시킬 수 있다. 또한, 이후에 설명될 도5에 도시된 기판 카세트에서와 같이 지지 바아가 한 방향으로 연장되는 경우, 지지 바아의 단부의 휨을 감소시키는 효과가 크다.

도4A는 본 발명의 일 태양의 지지 바아의 상부도이고, 도4B는 측면도이며, 도4C는 (도4B의 측면에서 바라본) 정면도이다. 본 예에서, 지지 바아는 상부 판(27), 하부 판(28) 및 이들 판(27, 28) 사이에 배열된 하니컴형 아라미드 섬유로 제조된 중간 부재(29)로 구성된다. 이러한 형태의 중간 부재의 사용은 매우 높은 레벨로 지지 바아의 중량을 감소시킬 수 있다. 아라미드 섬유들은 통상적인 강철 와이어의 강도의 약 5배의 강도를 갖고 경량이며 우수한 내열성, 내충격성 등을 갖기 때문에, 이들은 중간 부재(29)로서 사용되는데 특히 유리하다.

도1에 도시된 바와 같이, 전체 지지 바아(12)에 대해 중공 구조를 채용하는 경우, 지지 바아의 고정단은 지지 바아의 길이 방향에 수직인 단면의 외주연부가 더 높은 진동 감쇠 특성을 달성하도록 자유단을 향해 작아지는 구조를 갖는 것이 양호하다. 여기서, "길이 방향"은 도1에 도시된 고정단의 단면 중력 중심(G1)과 중공 지지 바아(12)의 단면 중력 중심(G2)을 연결하는 라인의 방향을 나타낸다.

도1에 도시된 지지 바아(12)에서, 고정단의 폭 및 높이는 각각 H1 및 T1으 로, 자유단의 폭 및 높이는 각각 H2 및 T2로 정의되어 있는 경우, 지지 바아(12)는 폭만이 자유단을 향해 좁아지는 테이퍼진 형상을 갖는다(H1 > H2, T1 = T2). 그러나, 본 발명의 지지 바아는 이런 형상에 제한되지 않는다. 도1의 형상을 갖는 지지 바아(12)에 더하여, 본 발명의 지지 바아는 예컨대 두께만이 자유단을 향해 좁아지는 테이퍼진 형상도 채용할 수 있다(H1 = H2, T1 > T2). 또한, 도면에 도시되진 않았지만, 본 발명의 지지 바아는 폭 및 높이 양자 모두가 자유단을 향해 좁아지는 테이퍼진 형상도 가질 수 있다(도1에서 H1 > H2, T1 > T2).

이러한 방식으로, 도2에 도시된 바와 같이, 지지 바아(12)의 외주연부가 자유단을 향해 좁아지는 경우, 초기 진동 동안의 진폭을 감소시키기 위해서, 지지 바아(12)의 자유단의 외주연부는 양호하게는 고정단의 외주연부의 1/3 이상, 양호하게는 1/2 이상이다. 한편, 고정단 및 자유단이 동일한 외주연부를 갖는 지지 바아에 비해 조금이라도 외주연부를 감소시킴으로써 진동 감쇠 특성에 대해 효과를 나타내기 위해서는, 자유단의 외주연부는 양호하게는 고정단의 외주연부의 9/10 이하, 보다 양호하게는 3/5 이하이다.

또한, 외주연부가 자유단의 방향으로 좁아지는 태양은 도1에 도시된 바와 같이 외주연부가 고정단으로부터 자유단을 향해 균일하게 감소되는 태양에 제한되지 않는다. 예컨대, 외주연부가 고정단에 인접한 부분에서 변화하지 않고 자유단을 향해 이동하는 부분을 넘어 점진적으로 작아지는 태양이 채용되거나, 외주연부가 길이 방향으로 중간 부분까지 감소된 다음 자유단을 향해 이동하는 섹션 이후에는 일정하게 유지되는 태양이 채용될 수도 있거나, 또는 다양한 태양이 채용될 수 있 다.

또한, 도면에 도시되진 않았지만, 본 발명의 지지 바아는 고정단 및 자유단의 폭 및 높이 양자 모두가 같은 치수인 형상일 수도 있다(예컨대, 도1에서 H1 = H2, T1 = T2).

지지 바아(12)의 자유단은 도1에 도시된 바와 같이 개방된 상태로 유지되거나, 고무 또는 다른 탄성 부재로 제조된 캡이 개구의 단부에 삽입될 수도 있다.

또한, 도1에 도시된 지지 바아(12)의 길이는 지지 바아가 기판을 지지하여 이후에 기술되는 바와 같이 기판이 기판 카세트 내에 수용될 때 중심부의 휨이 방지될 수 있도록 되어야 한다. 따라서, 이러한 길이는 수용될 기판의 크기에 따라 적절하게 결정될 수도 있다. 본 발명에서, 본 발명에 의해 나타나는 효과는 지지 바아(12)의 길이가 길어질수록 더욱더 현저해진다. 특히, 본 발명은 지지 바아의 길이가 500 mm 이상, 양호하게는 1000 mm 이상, 보다 양호하게는 2300 mm 이상인 경우에 매우 유용하다. 지지 바아(12)의 폭에 대한 특별한 제한은 없으며, 사용된 재료가 조합되는 방식에 대응하여 수용된 기판의 중심부의 휨을 방지하도록 필요 강도 및 휨 강성이 유지되는 것을 허용하는 최소 폭이 보장되어야 한다. 또한, 최소 필요 강도 및 휨 강성이 기판이 수용되는 피치의 범위 내에서 폭과의 관계에 기초하여 보장될 수 있도록 높이도 또한 적절하게 설정될 수 있다.

상술된 바와 같은 구조를 갖는 지지 바아(12)는 예컨대 도1에 도시된 바와 같이 상부 판(14), 하부 판(16) 및 이들 판 사이에 배열된 중간 부재(18)로 구성된다. 이러한 유형의 구조를 채용한 결과로서, 지지 바아는 용이하게 제조될 수 있 다. 또한, 이러한 지지 바아(12)의 상부 판(14) 및 하부 판(16)은 높은 등급의 진동 댐프닝(dampening)을 갖는 탄소 섬유 복합 재료로 제조되고, 탄소 섬유 복합 재료와는 다른 재료가 중간 부재용으로 마련되기 때문에, 휨 방지 효과가 향상될 수 있다. 따라서, 지지 바아의 휨 동안의 유리 기판들 사이의 접촉이 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 본 발명의 지지 바아의 상술된 각각의 구성 요소들 중에, 상부 판 및 하부 판이 탄소 섬유 복합 재료로 형성되기 때문에, 이들은 경량이 보장된다. 경량이고 적은 휨(변위)을 나타내는 지지 바아가 중간 부재에 대해 중공 형상을 사용하는 경우에 제공될 수 있다.

도1에 도시된 바와 같은 테이퍼진 중공 지지 바아를 제조하는 방법의 예에 특히 초점을 맞춘 본 발명의 지지 바아의 제조 방법에 대한 설명이 이하에 제공된다. 당업자는 다른 형상을 갖는 지지 바아도 이후에 기술되는 방법을 적절히 변경함으로써 제조될 수 있다는 사실을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

먼저, 예비 단계로서, 탄소 섬유 복합 재료가 상부 및 하부 판용으로 마련되고, 알루미늄 시트가 중간 부재용으로 마련된다.

(상부 및 하부 판의 형성)

상부 및 하부 판용으로 사용되는 탄소 섬유 복합 재료가 이후에 기술되는 방식으로 형성된다. 먼저, 매트릭스 수지가 비경화 프리프레그 시트(uncured prepreg sheet)를 형성하도록 탄소 섬유 시트에 주입된다. 이 프리프레그 시트는 예컨대, 양호하게는 체적30% 이상에서 490 내지 950 GPa의 인장 탄성율을 갖는 고탄성 탄소 섬유를 사용한다. 또한, 유리 섬유 또는 다른 섬유가 상부 및 하부 판 의 지지 성능을 열화시키지 않는다면 탄소 섬유 복합 재료에 또한 추가될 수 있다.

에폭시 수지, 페놀 수지, 사이네이트 수지(cyanate resin), 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 비스말레아미드 수지(bismaleimide resin) 등과 같은 열경화성 수지가 매트릭스 수지용으로 사용될 수 있다. 이러한 경우, 고무 가황(vulcanization)과 같이 고온 및 고습도 환경을 견딜 수 있는 것이 양호하다. 또한, 고무 또는 수지로 제조된 미립자가 내충격성 및 인성을 부여할 목적으로 열경화성 수지에 추가되는 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지가 열경화성 수지 내에 용해된 열경화성 수지가 열경화성 수지로 또한 사용될 수도 있다.

탄소 섬유의 유형은 490 GPa 미만의 인장 탄성율을 갖는 PAN계(PAN-based) 탄소 섬유와, 490 내지 950 GPa의 인장 탄성율을 갖는 피치계(pitch-based) 탄소 섬유를 포함할 수 있지만, 이들은 본 발명에서 조합되어 사용될 수 있다. 이러한 경우, 피치계 탄소 섬유는 고탄성율의 특성을 갖지만, PAN계 탄소 섬유는 고인장 강도의 특성을 갖는다. 또한, 프리프레그 시트의 예는 강화 섬유가 같은 방향으로 배향된 단일 방향성 시트와, 평직물(flat weave), 능직물(twill weave), 수자 직물(satin weave), 3축 직물(triaxial weave)과 같은 교차 직조된(cross-woven) 시트를 포함한다. 단일 방향성 시트는 490 내지 950 GPa의 인장 탄성율을 갖는 고탄성 탄소 섬유 프리프레그 시트용으로 특히 양호하다.

상이한 유형의 강화 섬유를 갖는 것, 매트릭스 수지에 대해 강화 섬유의 상이한 사용률을 갖는 것 또는 강화 섬유의 상이한 배향을 갖는 것과 같은 다양한 유형의 프리프레그 시트가 마련될 수 있다. 따라서, 사용될 프리프레그 시트는 양호 하게는 최적의 휨 강성을 갖는 지지 바아가 형성되도록 유지될 유리 기판에 따라 적절히 선택된다.

프리프레그 시트의 외부면은 필요에 따라 교차 직조된 프리프레그 시트로 덮일 수도 있다. 교차 직조된 프리프레그 시트는 상술된 매트릭스 수지가 복수의 방향으로 직조된 강화 섬유에 주입되는 비경화 시트를 의미한다. 직조된 탄소 섬유, 유리 섬유, 아라미드 섬유 또는 실리콘 카바이드 섬유 등이 강화 섬유용으로 양호하게 사용된다. 또한, 가요성의 고접착성 시트가 프리프레그 시트에 밀접하게 접착되어 프리프레그 시트를 코팅할 수 있는 것에 있어 양호하다. 아이론(iron) 등으로 열을 인가하면서 코팅이 프리프레그 시트에 밀접하게 접착시키면서 수행될 수 있다.

이러한 교차 직조된 프리프레그 시트로 코팅한 결과로서, 열처리에 뒤따르는 커팅 및 보링(boring)과 같은 사전 가공 동안 가공된 부분에서 발생하는 플러핑(fluffing), 풀림(unraveling) 등이 방지될 수 있다. 따라서, 교차 직조된 프리프레그 시트의 사용은 가공성을 향상시킬 뿐만 아니라, 액정 디스플레이 기판, 플라즈마 디스플레이 기판, 실리콘 웨이퍼 또는 다른 정밀 기판을 손상시키는 위험 없이 잔해물 등의 생성을 감소시킨다.

다음으로, 프리프레그 시트는 소정 치수의 프리프레그 시트 섹션으로 형성된다. 이 프리프레그 시트 섹션의 형상은 예컨대, 도1에 도시된 상부 판(14) 및 하부 판(16)의 형상이다. 프리프레그 시트 섹션을 형성하는데 사용된 방법은 기계 가공에 의한 커팅 또는 레이저 등에 의한 가공일 수 있다.

이러한 방식으로 얻어진 비경화 프리프레그 시트 섹션은 진공 백 등에 위치된 다음, 압력을 인가하면서 오븐 또는 유사한 장치 내에서 가열되어 상부 및 하부 판을 달성한다. 이러한 경우의 가열 조건은, 실온으로부터 분당 2 내지 10℃의 비율로 가열하고, 약 10 내지 180분 동안 약 100 내지 190℃의 온도에서 유지시키고, 이어서 가열을 중단하고 자연 냉각에 의해 실온으로 복귀시키는 것을 포함한다. 여기서, 진공 백 내에 비경화 프리프레그 섹션을 위치시키는 목적은 비경화 부재에 대체로 균등하게 외부 압력(즉, 대기압)을 인가하기 위해서이다.

(중간 부재의 형성)

중간 부재용으로 사용되는 재료는 양호하게는 알루미늄 또는 스테인레스 강과 같이 우수한 내부식성을 갖는 금속 재료이다. 그러나, 알루미늄은 특히 지지 바아에 대한 높은 레벨의 중량 감소를 실현하는 경우에 양호하게 사용된다. 또한, 하니컴형 아라미드 섬유는 지지 바아의 중량을 추가적으로 감소시키고자 할 때 알루미늄 대신 보다 양호하게 사용된다.

이들 금속 재료 또는 아라미드 섬유는 중간 부재를 달성하기 위해 공지된 형성 방법에 따라 소정 치수의 금속 부재 등으로 형성된다. 예컨대, 중간 부재는 도1에 도시된 중간 부재(18)의 형상을 가질 수도 있다. 성형은 기계가공에 의해 커팅되거나 레이저 등으로 가공됨으로써 수행될 수 있다.

(지지 바아의 형성)

지지 바아는 상술된 방식으로 달성된 상부 판, 하부 판 및 중간 부재를 사용하는 공지된 형성 방법에 따라 형성된다. 지지 바아는 예컨대 이들 부재를 접착시 킴으로써 형성될 수 있다. 예컨대, 두 액체가 혼합된 유형의 에폭시 접착제가 접착을 위해 사용될 수 있다. 접착 조건에 대한 특별한 제한은 없지만, 실온에서 경화될 수 있는 접착제가 가동성을 고려하여 양호하게 사용된다.

이러한 방식으로 달성된 지지 바아는 앞서 설명된 바와 같이 용이하게 제조될 수 있다. 또한, 지지 바아는 상부 판, 하부 판 및 다른 부재를 갖춘 복합 부재 형태이기 때문에, 전제 지지 바아는 휨 방지 효과를 갖는다. 따라서, 지지 바아의 진동에 의해 발생되는 휨이 방지되어, 지지 바아의 휨 동안의 유리 기판들 사이의 접촉을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상술된 재료를 사용하고 상부 및 하부 판에 대해 중공 구조를 사용함으로써 지지 바아의 추가적인 중량 감소가 실현될 수 있다.

또한, 원통형 지지 바아를 형성하는 경우에서와 같이, 코어에 대해 소정의 각도로 다중 층의 비가황(non-vulcanized) 시트를 감는 것과 같은 복합 제조 프로세스를 수행함으로써 도1에 도시된 바와 같은 지지 바아(12)를 형성할 필요가 반드시 있는 것은 아니다. 따라서, 지지 바아의 제조 효율이 상당히 향상될 수 있다. 그 결과, 지지 바아는 용이하고 저렴하게 제조될 수 있다.

앞선 단락에는 본 발명의 지지 바아에 대한 설명이 제공되었지만, 이하에는 이들 지지 바아를 사용하는 기판 카세트에 대한 설명이 제공된다.

도5는 본 발명의 지지 바아를 갖는 유리 기판 카세트(32)의 예의 개략적인 사시도이다. 유리 기판 또는 다른 기판(34)은 도5에 도시된 화살표(A)의 방향으로부터 삽입 및 제거된다. 수용된 기판의 에지를 지지하기 위한 에지 지지체 역할을 하는 선반(36)이 양쪽 기판 입구측에 다중 레벨로 제공되고, 기판 입구로부터 대향하는 측부 상에서 프레임의 역할을 수행하는 지지 부재(38)와 함께 고정된 고정단을 갖는 지지 바아(40)의 열이 수직 방향으로 제공되고, 기판(34)은 기판(34)의 중심부의 휨이 방지되면서 수평으로 보유된다. 도5에서, 수직 방향의 지지 바아(40)의 열이 기판 입구로부터 대향하는 측부의 중심에 대체로 제공되는 구조가 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되기보다는, 기판(34)의 중심부의 휨을 방지할 수 있다면 복수의 열이 사용될 수 있다.

공지된 부재가 기판 카세트(32)를 구성하는 지지 바아(40) 이외의 부재를 위해 사용될 수 있다. 또한, 공지된 방법이 이들 부재를 조립하는데 사용될 수 있다. 또한, 에지 지지 선반(36)뿐만 아니라, 기판 입구로부터 대향하는 측부 역할을 하는 바닥 프레임, 상부 프레임 및 후방 프레임과 같은 다른 구성 요소도 탄소 섬유 복합 재료로 제조될 수 있다. 이러한 경우, 기판 카세트(32)의 경량 및 강성이 높은 레벨로 동시에 실현될 수 있다.

도5에 도시된 예에서, 각각의 선반(36)의 폭은 지지 바아(40)의 폭보다 넓도록 되어 있지만, 지지 바아(40)의 폭과 대략 같은 폭을 갖는 복수의 선반(36)이 기판 입구의 양 측부에 소정의 간격으로 배열될 수 있다. 또한, 지지 바아(40)의 길이 방향으로 분리되어 있는 복수의 선반 유닛(도5에는 3개)이 도5에 도시된 바와 같이 소정의 간격으로 또한 배열될 수 있다.

지지 바아(40)는 지지 부재(38) 상에 소정의 피치로 수직 방향의 열로 고정되어 있지만, 지지 바아가 지지 부재(38)에 고정되는 방식에는 특별한 제한이 없 다. 도6에 도시된 바와 같이, 예컨대 지지 부재(38)로의 지지 바아(40)의 삽입을 가능케 하는 복수의 홈(42)을 소정의 피치로 제공하고, 지지 바아(40)의 내부에 삽입한 다음, 볼트 결합 또는 다른 수단에 의해 제 위치에 고정하는 것과 같은 공지된 방법이 채용될 수도 있다.

그에 의해 보유되는 기판의 치수, 형성, 중량 등에 따라 지지 바아(40)를 고정하기 위한 이러한 유형의 구조체 내에 고정된 지지 바아(40)의 진동 모드에는 상당한 차이가 존재한다. 따라서, 진동 모드를 최소화하기 위해 지지 부재(38)와 지지 바아(40) 사이에서의 지지 바아(40)의 고정 구조를 적절히 변경할 수 있는 조절 기구를 설치하는 것이 유리하다.

도7A는 기판 카세트 프레임의 지지 부재(38)와 지지 바아(40) 사이의 고정 구조에 조절 기구(100)를 사용하는 일 예의 상부도이고, 도7B는 종단면도이다. 도7A 및 도7B에서, 지지 바아(40)는 조절 기구(100)를 통해 지지 부재(38)에 고정된다. 조절 기구(100)는 수직 방향으로 지지 부재(38)에 대해 지지 바아(40)를 조절하기 위한 수직 방향 조절 기구(110)와, 수평 방향으로 지지 부재(38)에 대해 지지 바아(40)를 조절하기 위해 수직 방향 조절 기구(110)와 결합된 수평 방향 조절 기구(120)로 구성된다.

도7A 및 도7B에 도시된 바와 같이, 수직 방향 조절 기구(110)는 세 방향으로 지지 부재(38)에 의해 둘러싸인 상태로 2개의 볼트(131, 132) 및 대응하는 잠금 너트(133, 134)에 의해 지지 부재(38)에 고정된다(도7A). 수직 방향 조절 기구(110)는, 볼트(135, 136)의 대응하는 잠금 너트(137, 138)에 의해 조정되는, 도7B의 방 향 변위에 의해 볼트(131)의 볼트 구멍을 중심으로 회전될 수 있는 구조를 갖는다. 수평 방향 조절 기구(120)는 볼트(139, 140)에 의해 수직 방향 조절 기구(110)에 고정되고, 볼트(139)의 볼트 구멍 주위로 회전될 수 있는 구조를 갖는다. 지지 바아(40)는 수평 방향 조절 기구(120)의 돌출부가 내부에 삽입된 상태에서 접착과 같은 공지된 방법에 의해 수평 방향 조절 기구(120)에 결합된다.

여기서, 수직 방향 조절 기구(110)는 지지 부재(38)와 견고하게 결합되고 수평 방향 조절 기구(120)에 볼트 결합될 수 있다면 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예컨대, 알루미늄의 사용이 경량 및 가공 용이성 측면에서 양호하다. 또한, 수평 방향 조절 기구(120)도 지지 바아(40)를 지지하고 수직 방향 조절 기구(110)에 볼트 결합될 수 있다면 임의의 재료로 제조될 수 있다. 수평 방향 조절 기구와 유사하게, 알루미늄의 사용이 경량 및 가공 용이성 측면에서 양호하다.

또한, 조절 기구(100)의 성형은, 소정 직경의 볼트 구멍이 소정의 위치에 형성된 각각의 조절 기구(110, 120)를 개별적으로 형성한 다음, 수평 방향으로의 각도 조절의 사용 모드에 대응하여 볼트(139, 140)로 이들 조절 기구(110, 120)를 볼트 결합시킴으로써 수행될 수 있다.

다음으로, 이러한 조절 기구(100)의 사용 모드를 설명한다.

먼저, 수평 방향 조절 기구(120)의 돌출부가 중공 지지 바아(40)에 삽입된 상태로 지지 바아(40)와 수평 방향 조절 기구(120)가 견고하게 결합된다.

다음으로, 수평 방향 조절 기구(120)와 수직 방향 조절 기구(110)를 결합시킬 때, 수평 방향 조절 기구(120)가 수직 방향 조절 기구(110)에 대해 소정의 각도 만큼 회전되고, 그 결과로서, 지지 부재(38)에 대한 지지 바아(40)의 수평 방향의 각도를 결정한다. 여기서, 볼트(139)의 볼트 구멍의 치수는 볼트(139)의 치수와 완벽하게 일치하지만, 볼트(140)의 볼트 구멍의 치수는 볼트(140)의 치수보다 약간 커, 지지 바아(40)가 수평 방향으로 이동할 수 있게 한다. 볼트(140)의 볼트 구멍은 예컨대 도7A(도7A의 수직 방향)에 도시된 바와 같이 수평 방향으로 볼트 구멍의 주축을 갖는 대체로 타원형인 형상을 가질 수 있다. 또한, 볼트(140)의 볼트 구멍의 형상은 원호형 슬롯의 형태일 수도 있다. 이러한 구조를 채용한 결과로서, 수평면에서 수직 방향 조절 기구(110)에 대해 수평 방향 조절 기구(120)를 회전시키는 경우, 수평 방향 조절 기구(120)는 볼트(139, 140)가 느슨해진 상태에서 볼트(139)의 볼트 구멍의 위치 주위로 회전된다. 다음으로, 수직 방향 조절 기구(110)에 대한 수평 방향 조절 기구(120)의 회전 위치, 즉 지지 부재(38)에 대한 지지 바아(40)의 수평 방향의 각도가 볼트(139, 140)를 조임으로써 결정될 수 있다.

또한, 수직 방향 조절 기구(110)와 지지 부재(38)를 결합시킬 때, 수직 방향 조절 기구(110)가 지지 부재(38)에 대해 수직면에서 소정의 각도만큼 회전되고, 그 결과로서, 지지 부재(38)에 대한 지지 바아(40)의 수직 방향의 각도를 결정한다. 여기서, 볼트(131)의 볼트 구멍의 치수는 볼트(131)의 치수와 완벽하게 일치하지만, 볼트(132)의 볼트 구멍의 치수는 볼트(132)의 치수보다 약간 커, 지지 바아(40)가 수직 방향으로 이동할 수 있게 한다. 볼트(132)의 볼트 구멍은 예컨대 도7B에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 볼트 구멍의 주축을 갖는 대체로 타원형인 형상을 가질 수 있다. 또한, 볼트(132)의 볼트 구멍의 형상은 원호형 슬롯의 형태일 수도 있다. 이러한 구조를 채용한 결과로서, 지지 부재(38)에 대해 수직면에서 수직 방향 조절 기구(110)를 회전시키는 경우, 수직 방향 조절 기구(110)는 도7B에서 우측으로 추진되거나 좌측으로 복귀되고, 수직 방향 조절 기구(110)는 볼트(131, 132)가 느슨해진 상태에서 도7B의 수평 방향으로 볼트(135, 136)를 변위시킴으로써 볼트(131)의 볼트 구멍의 위치 주위로 회전된다. 다음으로, 지지 부재(38)에 대한 수직 방향 조절 기구(110)의 회전 위치, 즉 지지 부재(38)에 대한 지지 바아(40)의 수직 방향의 각도가 볼트(131, 132)를 조임으로써 결정된다.

수직 방향 조절 기구(110) 및 수평 방향 조절 기구(120)는 기판 카세트를 제조한 후 미세하게 조절될 수 있다. 예컨대, 기판 카세트의 사용 과정 중에 단일 지지 바아의 방향이 시프트된 경우, 지지 바아의 방향은 간단히 조절 기구를 조절함으로써 적절한 방향으로 조절될 수 있다.

조절 기구의 사용 형태의 다른 예는 유리 기판의 중량에 대응하여 각도를 조절하는 것이다. 바꾸어 말하면, 볼트(132)는 보유된 유리 기판의 중량이 비교적 경량인 경우 볼트(132)의 볼트 구멍의 우측을 향해 위치설정되어 지지 바아에 대해 조여지지만, 반대로, 볼트(132)는 유리 기판이 비교적 중량인 경우 볼트 구멍의 좌측을 향해 위치설정되어 조여져서, 수직으로 인접한 유리 기판들 사이의 접촉을 방지한다.

또한, 상술된 구조 및 기능을 갖는 조절 기구(100)를 채용한 결과로서, 예컨대 기판 카세트에 고정된 모든 지지 바아(40)에 대해 볼트(140)의 볼트 구멍 내의 동일한 위치에 볼트(140)를 조임으로써, 지지 바아(40)가 기판 카세트 내에서 연장되는 방향이 균일해져, 기판 카세트에 전체적으로 우수한 외관을 제공할 수 있다. 또한, 지지 바아의 단부는 정렬되기 때문에, 기판을 용이하게 삽입 및 제거할 수 있어 가동성을 향상시킬 수 있다.

또한, 도7에 도시된 예는 수직 방향 조절 기구(100) 및 수평 방향 조절 기구(120)로 구성된 조절 기구(100)를 갖지만, 조절 기구(100)가 원하는 한 방향으로만 지지 바아(40)의 각도를 조절하도록 이들 중 하나는 생략될 수 있다. 또한, 어떤 경우든, 도7A 및 도7B의 조절 기구(100)의 최좌측 부분은 지지 부재(38)에 결합하기 위한 기구를 가질 필요가 있는 반면, 조절 기구(100)의 최우측 부분은 지지 바아(40)에 결합하기 위한 기구를 가질 필요가 있다. 조절 기구(100)에 의해 나타난 효과는 지지 부재(38) 및 조절 기구(100) 그리고 조절 기구(100) 및 지지 바아(40)가 위치를 벗어나 시프트되지 않도록 견고하게 결합되지 않는다면 감소된다.

본 발명의 지지 바아는 세장형, 휨의 방지 및 경량이라는 각각의 효과를 나타내는 결과로서, 액정 디스플레이의 제작 프로세스에서 사용되는 유리 기판을 저장하는데 유용하다. 또한, 본 발명의 지지 바아는 용이하게 제조될 수 있다. 또한, 본 발명의 기판 카세트는 8세대 기판으로 불리는 대형 유리 기판을 저장하는데 특히 유용하다.

Claims

수직 방향으로 다중 레벨로 복수의 수평 배향된 기판을 수용하기 위한 기판 카세트 내의 지지 바아이며, 상기 지지 바아는 각각의 기판의 중심부의 휨을 방지하도록 배열되고,

탄소 섬유 복합 재료로 제조되는 상부 판과,

탄소 섬유 복합 재료로 제조되는 하부 판과,

상부 판과 하부 판 사이에 배치되고 탄소 섬유 복합 재료 이외의 재료로 제조되는 중간 부재를 포함하는 지지 바아.
제1항에 있어서, 중간 부재는 알루미늄으로 제조되는 지지 바아.
제1항에 있어서, 중간 부재는 스테인레스 강으로 제조되는 지지 바아.
제1항에 있어서, 중간 부재는 하니컴형 아라미드 섬유로 제조되는 지지 바아.
제1항에 있어서, 지지 바아는 중공형인 지지 바아.
제1항의 지지 바아를 포함하는 기판 카세트.
제6항에 있어서, 기판 삽입측으로부터 대향하는 측부의 후방에 형성되는 프레임과, 프레임과 지지 바아 사이에 제공되고 지지 바아의 수평 방향과 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로의 비틀림을 조절하는 조절 기구를 더 포함하는 기판 카세트.
제7항에 있어서, 조절 기구는 나사로 프레임에 대한 지지 바아의 각도를 조절하는 기구인 기판 카세트.