CN101489746B - 切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种切割装置，其可防止裂痕发生、无损被切割物的品质、从而精确且稳定地切割被切割物。该切割装置10用以切割由玻璃、陶瓷、半导体材料等脆性材料形成的被切割物W，其包括：切削工具12，其配置成可接触到被切割物的所要求的切割部位ω；位移机构，其用于使切削工具12及被切割物W之间沿着切割部位ω而产生相对运动，切削工具12包括：刀刃部18，其具有切割被切割物W的刀尖部20(刀口部)；发热体，其以被切割物W的软化点以上的高温对刀刃部18加热，通过位移机构，使被切割物W及经由发热体加热的刀尖部20之间产生相对运动，从而对被切割物W的切割部位ω进行切削切割。

Description

切割装置

技术领域

本发明涉及一种切割装置，其适用于由玻璃、陶瓷等脆性材料形成的被切割物，尤其是薄板的被切割物的切割等，特别是例如用于液晶及等离子显示器的制造工序中的玻璃基板的切割。

背景技术

作为本申请发明的背景的现有技术而言，存在贴合玻璃基板的切割方法，其特征在于，在由两片玻璃基板贴合形成的贴合玻璃板上，从切割槽的相对面按压橡胶板等，该切割槽用超硬合金刀轮等玻璃切割刀具而形成，沿切割道(scribe line)施加压力，使切割槽产生垂直裂痕(crack)，以使玻璃基板分割。(例如参考专利文献1)

另外，作为本申请发明的背景的现有技术而言，存在玻璃切割方法，其特征在于，在玻璃板的一方主面侧上用金刚石圆刀(diamond disk saw)形成斜拉的切痕(切线)(俗称“にゆう”)，并对通过切痕面且被切痕围绕的区域的外侧加热从而使玻璃板变形，借助该变形使斜切痕瞬间从加热面穿入到相对面，由此使切痕围绕的部分分离。(例如参考专利文献2)

进而，作为本申请发明的背景的现有技术而言，提出有玻璃切割方法及装置，其特征在于，对玻璃薄板表面照射二氧化碳激光、HF激光及YAG激光等激光束，通过局部施热后急速冷却，在玻璃板不受冲击及弯曲变形的情况下，使玻璃板分割。(例如参考专利文献3)

另外，作为本申请发明的背景的现有技术而言，也提出有脆性材料的割断方法等，其特征在于，由玻璃、氧化铝陶瓷等脆性材料所形成的被加工材料W的边缘附近至少两点，在这种情形下，切割预定线(切割槽预定线)附近的两点，同时以二氧化碳激光或YAG激光等激光束(laserbeam)进行照射，产生初始龟裂，使激光束照射位置之间产生特殊的热应力分布，于拉伸应力大于激光束的一点照射的同时，控制应力的发生状态，以提高割断控制。(例如参考专利文献4)

进而，作为本申请发明的背景的现有技术而言，已知有玻璃基板的切割方法及其装置，其各部位的能量密度平均，且具备加热工序，其沿切割方向照射激光束的焦点(スポツト)呈纵长形的激光束，使玻璃基板的切割部加热；及冷却工序，其通过激光束的照射，将受热过的切割部急速冷却以形成微裂痕，由此微裂痕的形成能够活性化，进而能够提高生产性。(例如参考专利文献5)

另外，作为本申请发明的背景的现有技术而言，已知有玻璃产生及结晶化玻璃产品的加工方法及制造方法，其特征在于，具有薄形化工序，其预先使加工部位比其它部位变薄；及开孔或切割加工工序，其对该加工部位进行激光照射。(例如参考专利文献6)

另外，作为本申请发明的背景的现有技术而言，提出有玻璃板切割装置等，其包括破裂(cracking)机构，其使玻璃板的切割开始点产生微细裂痕；加热机构，其使玻璃板吸收至少一点的激光束照射；冷却机构，其在至少一点的激光束照射加热后，通过冷却流体将玻璃板冷却；及制动机构，上述玻璃板的切割装置的特征在于，配设有：照射机构，其激光束作为第一二氧化碳激光束照射；第一控制机构，其将照射机构控制在规定的范围内，在产生切割线之后，进行玻璃板的制动工序。(例如参考专利文献7)

专利文献1：日本特开平6-48755号公报

专利文献2：日本特开平7-223828号公报

专利文献3：日本特开平9-12327号公报

专利文献4：日本特开平7-328781号公报

专利文献5：日本特开2005-247603号公报

专利文献6：日本特开2000-219528号公报

专利文献7：日本特表2006-513121号公报

然而，上述现有技术仍有下述不完善之处。即，在专利文献1的技术中，当从切割槽的相对面以橡胶按住时，会使玻璃基板受到冲击，玻璃板受到冲击影响，容易产生破裂或裂痕，或电线被切断等，而降低玻璃板产品的品质。

在专利文献2的技术中，切痕的发展方向控制困难，使玻璃板内部产生裂痕，造成产品品质不良。

在专利文献3及专利文献4的技术中，由于激光束的照射输出必须加大，而会影响切割槽的斜度，而使玻璃板的朝内方向产生裂痕，或沿切割槽产生玻璃片剥裂等现象，而降低玻璃板产品的性能。

另外，在专利文献3的技术中，沿着激光束行径引导裂痕之际，叉开的裂痕会跟随激光束照射位置的移动路径发展，而会有影响加工精度之虑。

进而，在专利文献4的技术中，以激光束照射时，借助该光束中心及周边之间发生的急速温度变化，产生局部集中应力，但由于加工周边的温度条件、材料表面的散乱状态及材料中的光吸收率等诸多因素，而使热应力(拉伸应力)集中破坏，或当局部集中应力未能超过材料的容许应力时，甚至会有初始龟裂效果弱化的问题。并且，与专利文献3的技术相同，在引导龟裂之际，另开的龟裂会跟随激光束照射位置的移动路径发展，而造成加工精度不良的问题。

在专利文献5的技术中，借助由激光照射对加工零件进行开孔或切割加工之前，必需预先进行使加工部位比他部位薄的薄形化工序，如此不但工序多，也必须要有薄形化的冲压机，而存在增加制造成本的问题。

在专利文献6及专利文献7的技术中，由于必须有激光设备及所需光学周边设备等复杂装置构成，且该设备费用甚高，而存在成本极高的问题。

发明内容

对此，本发明的主要目的在于，提供一种切割装置，其可防止裂痕发生、无损被切割物的品质、精确且稳定地切割被切割物。

本发明的第一方面所涉及的切割装置，其切割由玻璃、陶瓷、半导体材料等脆性材料形成的被切割物，其特征在于，包括切削工具，其配置成能够与被切割物的所要求的切割部位接触；位移机构，其用于使切削工具及被切割物之间沿着切割部位发生相对运动，切削工具包括刀刃部，其具有切削被切割物的刀口部；发热体，其以被切割物的软化点以上的高温对刀口部加热，且通过位移机构，使被切割物与被发热体受热的刀刃部之间发生相对运动，从而对被切割物的切割部位进行切削切割。

在本发明的第一方面所涉及的切割装置中，切削工具配置成可接触列被切割物的要求的切割部位，且通过发热体加热，以将刀刃部的刀口部加热至被切割物的软化点以上的高温。切削工具由位移机构，在其与被切割物之间作相对运动。即，切削工具的刀刃部及/或被切割物，沿着指定切割部位作相对位移。因此，在被切割物的指定切割部位，通过刀刃部的刀口部，形成与该刀口部形状对应的槽部。并且，于此同时，由于该切割部位通过被加热过的刀口部，局部且温度激增地加热至被切割物的软化点以上的高温，使该刀口部所接触(抵接)的部位的被切割物产生塑性变形。于是，产生塑性变形部分成为切屑，并从被切割物脱落，进而沿着所希望的切割部位，使被切割物切割(狭义称之为“切削”)。

如此，使被切割物达到软化点以上高温，沿着所希望切割部位，于局部处施以高温的切削工具，而以该切削工具接触(抵接)到的部位为中心，通过热膨胀而向其周边发生压缩应力。此时，切削工具的接触/抵接部位，由于温度激增使被切割物受热至软化点以上，而使该接触部位的被切割物产生塑性变形，并由此使压缩应力释放。从而，该接触部位的周边发生的压缩应力，而使被切割物未发生裂痕等破裂情形。

因此，在本发明的第一方面所涉及的切割装置中，使刀刃部的刀口部受热至被切割物的软化点以上，并与该被切割物的指定切割部位接触，而可将被切割物精确且稳定地切割，且不会有切割不良的现象。

本发明第二方面所涉及的切割装置为本发明的第一方面所述的切割装置，其特征在于，还包括温度控制机构，其控制发热体的温度，使得在利用切削工具对被切割物进行切削中，将刀刃部的温度保持于规定的温度。

在本发明第二方面所涉及的切割装置中，通过温度控制机构，在利用切削工具对被切割物进行切削时，将刀刃部的温度保持于规定的温度。因而，在槽部及槽部附近产生稳定的期望的张力作用，而更可将被切割物精确且稳定地切割，且不会有切割不良的现象。

本发明第三方面所涉及的切割装置为本发明的第二方面所述的切割装置，其特征在于，温度控制机构包含温度检测传感器，其配设于发热体的附近并对刀刃部的刀口部的温度进行检测，所述切割装置还包括控制部，其在利用切削工具对被切割物进行切削中，基于来自温度检测传感器的检测信号，对在切削工具与被切割物之间产生的相对运动的速度及/或刀刃部相对于被切割物的切入深度进行控制。

在本发明第三方面所涉及的切割装置中，由控制部基于来自温度检测传感器的检测信号，对在切削工具与被切割物之间产生的相对运动的速度及/或刀刃部相对于被切割物的切入深度进行适当控制。因此，在利用切削工具对被切割物进行切削期间，可根据切削工具的刀刃部的温度条件和切削工具及被切割物之间的相对运动，使被切割物的切削条件始终处于最佳状态，而更可将被切割物精确且稳定地切割，且不会有切割不良的现象。

本发明第四方面所涉及的切割装置为本发明的第一方面至第三方面中任一方面所述的切割装置，其特征在于，还包括加热机构，其预先对将要使用切削工具进行切削的部位进行预加热。

在本发明第四方面所涉及的切割装置中，通过加热机构，预先对将要使用切削工具进行切削的部位预先预加热。因此，能更简单地借助切削工具，将被切割物加热到软化点以上的温度。而且，更可提高切削速度，且使切削性稳定化，进而更能确保稳定的加工性。

本发明第五方面所涉及的切割装置为本发明的第四方面所述的切割装置，其特征在于，还包括冷却机构，其对被加热机构加热的加热部位进行冷却，一边由加热工具对将要利用切削工具进行切削的部位进行加热，一边由冷却机构对其进行冷却，同时进行切削。

在本发明第五方面所涉及的切割装置中，将切削工具将要切削的部位由加热机构加热，且同时由冷却机构进行冷却。因此，当利用切削工具将要切削的部位(切割部位)中的被切割物内的热的蔓延时，能够防止热向该被切割物的面方向扩散。因而，在被切割物为例如液晶面板的情形时，能够防止对驱动电极等各种电极模式、液晶、密封件、接著剂等有不良影响的热向面方向的扩散，且可防止液晶面板的性能低劣等不完善问题。

根据本发明的切割装置，可防止裂痕发生、无损被切割物的品质、精确且稳定地切割被切割物。

附图说明

本发明的上述目的、其他目的与特征及优点，可借助实施方式的说明与参照下述附图而得以更显清楚，其中：

图1为表示本发明的切割装置的实施方式之一例的主要部分立体图；

图2为示意性表示适用于图1的实施例的切削工具之一例的俯视图；

图3为表示适用于图1的实施例的切削工具的制造方法之一例的图，特别是，图3A为表示在陶瓷基板上形成温度检测传感器的状态的立体图、图3B为其侧视图；

图4为表示适用于图1的实施例的切削工具的制造方法之一例的图，特别是，图4A为表示在温度检测传感器上形成绝缘层的状态的立体图、图4B为其侧视图；

图5为表示适用于图1的实施例的切削工具的制造方法之一例的图，特别是，图5A为表示形成发热体的状态的立体图、图5B为其侧视图；

图6为表示适用于图1的实施例的切削工具的制造方法之一例的图，特别是，图6A为表示在发热体上形成耐磨损层的状态的立体图、图6B为其侧视图；

图7为表示适用于图1的实施例的切削工具的制造方法之一例的图，特别是，图7A为表示在发热体的端部形成电极的状态的立体图、图7B为其侧视图；

图8为表示适用于图1的实施例的切削工具的制造方法之一例的图，特别是，图8A为表示通过对刀具研磨等而形成刀刃部的状态的立体图、图8B为其侧视图；

图9为表示本发明的切割装置的另一实施方式之一例的主要部分立体图；

图10为表示本发明的切割装置的再一实施方式之一例的主要部分立体图；

图11为表示图10所示的实施例的作用及效果的主要部分放大图，图11A为表示当切割部位无法被冷却机构冷却时的切割部位的玻璃板(被切割物)内的热的蔓延状态的主要部分放大图、图11B为表示当切割部位被冷却机构冷却时的切割部位的玻璃板(被切割物)内的热的蔓延状态的主要部分放大图；

图12A为表示有效应用图10的实施例的切割装置的液晶面板之一例的主要部分放大剖面图，图12B为使用该切割装置将图12A所示的液晶面板切割成期望大小时的主要部分放大剖面图、图12C为表示使用该切割装置切割了的状态的液晶面板的主要部分放大剖面图。

附图符号说明

10        切割装置

12        切削工具

14        切削工具主体

16        陶瓷基板

18        刀刃部

20        刀尖部

22        温度检测传感器

22a、22b  电极

24        绝缘层

26        发热体

28        耐磨损层

30a、30b  电极

40        槽部

50        激光器

52        激光光源

54        激光束

56        电子束光点(beam spot)(激光照射像)

60        冷却机构

62        冷却用气体吹出导管

62a       吹出口

70        液晶面板

72     上侧玻璃基板

72a    通用电极

74     下侧玻璃基板；

74a    驱动电极

76     液晶

78     密封件

80     载置台

ω     切割部位

W      玻璃板(被切割物)

c      切屑

具体实施方式

图1为表示本发明的切割装置的实施方式之一例的主要部分立体图，图2为示意性表示适用于图1的实施例的切削工具之一例的俯视图。本发明的切割装置，其适用于切割光学玻璃、石英玻璃及其他玻璃、陶瓷、硅晶(silicon)、半导体材料等脆性材料，但在本实施方式例中，特别是对用于例如液晶及等离子显示器的面板制造工序的玻璃板的切割等优选的切割装置10进行说明。

切断装置10包含切削工具12。例如如图1所示，切削工具12配置成可接触到作为被切割物(被加工物)例如长方形玻璃板W的指定切割部位ω(狭义称之为“切削部位ω”)。该切削工具10，概略言之，于玻璃板W切割的局部部位(与后述的刀刃部的刀尖部相当)使该玻璃板W速到软化点以上的高温，在本实施例中，例如可在约600℃～1000℃范围的高温度，精确且高速地控制温度，其构成为在陶瓷基板上形成温度检测传感器及发热体的结构，以受热至规定温度的刀刃部的刀尖部，对玻璃板W的指定切割部位ω进行切削切割。

即，例如如图2所示，该切削工具12包含例如平面视为五边形状的切削工具主体14。该切削工具主体14包含例如由陶瓷形成的陶瓷基板16。该陶瓷基板16，在其长度方向的一端侧包含例如V字形的刀刃部18。该刀刃部18具有刀尖部20，亦即刀口部，用以切削被切割物即玻璃板W。该刀尖部20位于该陶瓷基板16的一方主面侧的刀刃部18的顶端部。

另外，作为该切削工具主体14而言，宜使用例如氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、莫来石(mullite)等绝缘材料。

在该陶瓷基板16的一方主面形成有平面视为U字形的温度检测传感器22。在温度检测传感器22的一端及另一端分别连接有电极22a及电极22b。该电极22a及电极22b，分别由金、金及铜的合金所形成。在这种情形时，作为温度检测传感器22而言，宜使用例如由镍铬合金及镍铝合金、白金及白金铑等构成的热电偶，或者由白金、金-钽合金等所构成的电阻体。

另外，在陶瓷基板16的一方主面侧形成有绝缘层24，用以覆盖温度检测传感器22，其由例如二氧化硅形成。作为绝缘层24的形成材料，除二氧化硅以外，适宜使用例如氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、莫来石等绝缘材料。

进而，在陶瓷基板16的一方主面侧，在绝缘层24的上面配设有例如“コ”字形的发热体26。该发热体26由碳化硅等加热电阻体形成。在这种情形时，温度检测传感器22配设于发热体26的附近。另外，作为发热体26的形成材料，除碳化硅外，适宜使用例如氧化锆等。

进而，在陶瓷基板16的一方主面侧，在除了发热体26的一端部26a及另一端部26b以外的发热体26的上面形成有耐磨损层28。耐磨损层28由氧化钛、氮化钛等形成。另外，作为耐磨损层28的形成材料，除氧化钛及氮化钛以外，适宜使用例如碳化钨、碳化钛、碳化硼等。

进而，在陶瓷基板16的一方主面侧，在发热体26的一端部26a及另一端部26b的上面分别连接有由金、金及铜的合金等形成的电极30a及电极30b。

接着，参考例如图3、图4、图5、图6、图7及图8A，同时对切削工具12的制造方法的一例进行如下说明。

首先，例如如图3所示，例如准备由长方体形的氧化锆等形成的陶瓷基板16，在陶瓷基板16的上面形成有由金-钽合金等形成的温度检测传感器22，进而在温度检测传感器22的一端及另一端分别连接有例如由金及铜的合金形成的电极22a及电极22b。温度检测传感器22及电极22a、22b，通过以溅射(sputtering)等薄膜形成方法而一体形成于陶瓷基板16的上面。

其次，例如如图4所示，在陶瓷基板16的上面形成有用以覆盖温度检测传感器22及电极22a、22b的薄膜，其例如由二氧化硅形成的绝缘层24通过溅射等方法而形成。

另外，例如如图5所示，在陶瓷基板16的上面侧，在绝缘层24的上面形成有作为发热体26的薄膜，其例如由碳化硅形成的加热电阻体通过溅射等方法而形成。

进而，例如如图6所示，在陶瓷基板16的一方主面侧，在除了发热体26的一端部26a及另一端部26b以外的发热体26的上面形成有薄膜，其例如由氮化钛形成的耐磨损层28通过溅射等方法而形成。

进而，例如如图7所示，在陶瓷基板16的一方主面侧，在发热体26的一端部26a及另一端部26b的上面形成有薄膜，其分别由金、金及铜的合金等形成的电极30a及电极30b通过溅射等方法而形成。

接着，例如如图8所示，切削工具主体14的长度方向的一端侧，经由刀具研磨而形成平面视为V字形的刀刃部18。在这种情形时，在陶瓷基板16的一方主面侧的刀刃部18的顶端部形成有对作为被切割物的玻璃板W进行切削的刀尖部20。

在本实施例的切割装置10中，对切削工具12的电极30a、30b例如施加直流电压通电，使作为发热体26的加热电阻体发热，而使其表面温度上升至规定的温度，例如约在600℃～1000℃的范围的高温。另外，也可例如通过将施加直流电压变更成施加脉冲电压，以提高电压，进而更提高发热体26的上升温度。

在本实施例的切割装置10中，其通过适当的位移机构(未图示)，在切削工具12及玻璃板W(被切割物)之间产生相对运动。即，位移机构(未图示)由例如包含电动机(未图示)及致动器(未图示)的驱动机构(未图示)构成，使切削工具12的刀刃部18及/或玻璃板W(被切割物)，沿着指定切割部位作相对位移。在本实施例中，其构成为，例如将玻璃板W(被切割物)固定在载置台上(未图示)等，并使切削工具12沿着所希望的切割部位ω移动。

因此，例如如图1所示，在玻璃板W(被切割物)的所希望切割部位ω通过加热到规定的温度的刀刃部18的刀尖部20，而形成有与该刀尖部20的形状相对应的例如V字形的槽部40，同时该切割部位ω通过受热过的刀尖部20，局部且温度激增地加热至玻璃板W(被切割物)的软化点以上。因而，使该刀尖部20所接触(抵接)的部位的玻璃板W(被切割物)产生塑性变形，而引起塑性变形部分成为切屑c，可从玻璃板W(被切割物)脱落，进而，沿着指定切割部位，使玻璃板W(被切割物)切割(狭义称之为“切削”)。

在这种情形时，被刀尖部20按压的接触部位，经由热膨涨而产生压缩应力，且以该刀尖部20所接触到的部位为中心向其周边扩散，然而，该刀尖部20接触的部位，由于温度激增加热使玻璃板W(被切割物)达到软化点以上，所以引发所述接触部位的玻璃板W(被切割物)产生塑性变形，由此使压缩应力得以释放。另外，由于玻璃板W(被切割物)自身具有较强压缩力的性质，所以借助在所述接触部位的周边产生的压缩应力，而使玻璃板W(被切割物)不发生裂痕等破裂情形。

因而，根据本实施例的切割装置10，可防止裂痕发生、无损玻璃板W(被切割物)的品质，精确且稳定地切割玻璃板W(被切割物)。

另外，在本实施例的切割装置10中，温度检测传感器22由温度控制机构(未图示)控制，依据该温度控制机构，构成为在使用切削工具12对玻璃板W(被切割物)进行切削时，使刀刃部18的刀尖部20的温度保持在规定的温度下。在这种情形，由于玻璃板W(被切割物)的玻璃材料的种类不同而物性不同、软化点也不同，所以根据作为切割对象的被切割物的软化点，适当进行刀尖部20的温度设定。

进而，在本实施例的切割装置10中，构成有控制部(未图示)，其在使用切削工具12对玻璃板W(被切割物)进行切削时，根据温度检测传感器22所发出的检测信号，对切削工具12与玻璃板W(被切割物)之间产生的相对运动的速度及/或刀刃部对被切割物的切入深度进行控制。本实施例中，由控制部可适当控制切削工具12的移动速度及槽部40的深度。

因此，在本实施例的切割装置10中，将加热至玻璃板W(被切割物)的软化点以上温度的刀尖部20，与该玻璃板W(被切割物)的所希望的切割位置ω接触，并使切削工具12与玻璃板W(被切割物)之间产生相对运动，而沿著所希望的玻璃板W(被切割物)的切割部位ω，即能够无冲击地对玻璃板W(被切割物)精确且稳定地进行切削切割。

另外，通过温度控制机构，在使用切削工具12对玻璃板W(被切割物)进行切削时，使刀刃部18的刀尖部20的温度保持在规定的温度，因此，能够沿着槽部40而稳定地产生塑性变形，从而更可将玻璃板W(被切割物)精确且稳定地进行切削切割，且不会有切割不良的现象。

进而，通过控制部，可根据温度检测传感器22所发出的检测信号，对切削工具12与玻璃板W(被切割物)之间产生的相对运动的速度及/或刀刃部18的刀尖部20对玻璃板W(被切割物)的切入深度进行控制。因此，在使用切削工具12对玻璃板W(被切割物)进行切削之际，可根据刀刃部18的刀尖部20的温度条件和切削工具12及玻璃板W(被切割物)之间的相对运动，使玻璃板W(被切割物)的切削条件始终处于最佳状态，而更可将玻璃板W(被切割物)精确且稳定地切割，且不会有切割不良的现象。

另外，在上述实施例中，切削工具12的耐磨损层28由氧化钛、氮化钛等形成，因此，在使用该切削工具12对玻璃板W(被切割物)进行切削时，能够防止切割部位的玻璃材料附着于刀尖部20。另外，防止玻璃材料附着于刀尖部20的方法，也可例如将离型油涂布于刀尖部20的部位而形成离型层。

另外，在该切削工具12中，在刀刃部18的顶端部局部地形成作为切削被切割物部位的刀尖部，不过，作为切削被切割物的部位(刀尖部)，也可在刀刃部18的V字形的棱线部整体上形成刀尖部。

图9为表示本发明的切割装置的另一实施例之一例的主要部分立体图。

图9所示的实施例和图1～图8所示的上述实施例相比较，存在以下不同构成点，即特别是，在使用切削工具12对玻璃板W(被切割物)进行切削时，在切削工具12的切削路径之前，可将切削工具12将要切削的部位，经由激光等加热机构预先预备加热。另外，使用于图9所示的实施例的切割装置10的切削工具12，和上述实施例所示的切削工具12，具有相同的构造，且可达到相同的作用及效果。

即，图9所示的实施例的切割装置10，除包含上述实施例的切割装置10的构成之外，还包含作为加热机构的二氧化碳激光等激光器50。该激光器50具有激光光源52，其激光束的输出通过例如圆筒透镜(未图示)或圆筒镜(未图示)，使玻璃板W(被切割物)上的激光照射像(电子束光点)形成例如长椭圆形。在这种情形，如图9所示，从激光光源52照射的激光束54，在切削工具12的前方形成长椭圆形的电子束光点56，该电子束光点56则成为预先加热的区域。

因而，如图9所示的实施例中，切削工具12将要切削的部位由电子束光点56预先预备加热，与上述实施例相比较，可更简单地藉由切削工具12使玻璃板W(被切割物)加热至软化点以上的温度。因此，在如图9所示的实施例的切割装置10中，和图1～图8所示的实施例相比较，可提高切削速度及切削性稳定化，而更确保稳定的加工性。

图10为表示本发明的切割装置的再一实施方式之一例的主要部分立体图。

在图10所示的实施例中，和图1～图8及图9所示的上述实施例相比较，存在有以下的不同构成点，即特别是，在使用切削工具12对玻璃板W(被切割物)进行切削时，在切削工具12的切削路径之前，切削工具12将要切削的切割部位(狭义称之为“切削部位”)，可一边由激光等加热机构进行加热，与此同时一边由冷却机构进行冷却。

另外，用于图10所示的实施例的切割装置10的切削工具12，和上述实施例所示的切削工具12具有相同的构造，且可达到相同的作用及效果。

即，图10所示的实施例的切割装置10，除包含上述图9所示的实施例的切割装置10的构成以外，更包含冷却机构60。该冷却机构60包含例如具有吹出口62a的冷却用气体吹出导管62。该冷却用气体吹出导管62，经由具有输送冷却用气体的通管(pipe)、软管(tube)等输送管(未图示)的管路(未图示)，与供给冷却用气体例如压缩空气的压缩机及鼓风机等压缩空气供给源(未图示)。图10所示的实施例中，冷却用气体吹出导管62的吹出口62a，与被切削工具12切削的玻璃板W(被切割物)的切削部位的长度对应，且形成沿其长度方向延伸设置的一连串的吹出口。

另外，作为冷却用气体，除上述的压缩空气以外，也可使用例如氮气。另外，作为冷却用气体吹出导管62的吹出口62a，并不限定为图10所示的一连串的吹出口，也可由例如沿其吹出口的长度方向排列成一排的多个吹出喷嘴(未图示)形成。

图10所示的实施例中，切削工具12将要切削的部位(切割部位ω)，通过由电子束光点56预先预备加热，并一边由切削工具12，对该受热部位(切割部位ω)进行切削，能更有效率地将切屑c除去，并且在本实施例的基础上，由冷却机构60的动作，使冷却用的压缩空气从冷却用气体吹出导管62的吹出口62a流向经由激光束54的受热部位(切割部位ω)。因此，图10所示的实施例中，在使用切削工具12对玻璃板W(被切割物)的指定切削部位ω进行切削时，能够防止热从该切削部位ω往玻璃板W(被切割物)的面方向的扩散。

另一方面，在切割部位ω无法被冷却机构60冷却时，由激光束54加热的部位(切割部位ω)的玻璃板W(被切割物)内的热的蔓延，例如如图11(A)所示，形成为向玻璃板W(被切割物)的面方向进行扩散的分布状态。

相对于此，如图10的切割装置10所示，在使用切削工具12将要切削的部位(切割部位ω)由加热机构进行加热，同时由冷却机构60进行冷却的情况下，可防止该切割部位ω的被切割物内的热的蔓延向该被切割物的面方向的扩散。在这种情形时，切割部位ω无法被冷却机构60冷却，因此，例如如图11(B)所示，该热的蔓延形成为沿玻璃板W(被切割物)的厚度方向延伸的分布状态。

因此，在图10所示的实施例的切割装置10中，除了图1～图8及图9所示的实施例实现的效果之外，在使用该切割装置10用于液晶(LCD)、等离子显示器(PDP)、有机EL、场致发射显示器(FED)等平面平板显示器、数字微镜设备(DMD)、电泳显示装置等电气光学显示装置的大型基板的切割时，能够防止对形成于玻璃基板、陶瓷基板等母基板的驱动电极、通用电极等各种电极、液晶、密封件、接著剂等具有不良影响的热向基板的面方向的扩散。

图12(A)为表示有效应用图10的实施例的切割装置的液晶面板之一例的主要部分放大剖面图，图12(B)为使用该切割装置切割图12(A)所示的液晶面板中途的主要部分放大剖面图、图12(C)为表示使用该切割装置切割了的状态的液晶面板的主要部分放大剖面图。

总而言之，该液晶面板70的结构为，液晶76利用树脂等密封件而封入具有通用电极72a的上侧玻璃基板72和具有驱动电极74a的下侧基板74之间。就单片尺寸的液晶面板70而言，其能够在各“多片选取”该单片尺寸的液晶面板70的大型基板上，进行包含通用电极72a、驱动电极74a及其他电极(未图示)的各种电极模式的形成工序，在将形成有电极模式的大型基板贴合后，由图10所示的切割装置10，切割成所希望的尺寸，从而制造出多片的单片液晶面板70。

该液晶面板70中，上侧玻璃基板72及下侧玻璃基板74的指定切割部位ω，以图10所示的切割装置10进行切割。如图12(B)所示，首先，使下侧玻璃基板74切割部位ω与切削工具12的刀尖部20以面对面的方式而载置固定于例如载置台80，之后，由切削工具12进行切割。另外，当下侧玻璃基板74的切割结束时，使上侧玻璃基板72的切割部位ω与切削工具12的刀尖部20以面对面的方式而载置固定于载置台80，并沿着切割部位ω以相同的方法进行切割。

在这种情形，如图10所示的切割装置10中，如前所述，使用该切削工具12切削了的部位及使用该切削工具12将要切削的部位由冷却机构60进行冷却，因此可防止对通用电极72a、驱动电极74a、液晶76、密封件78及接著剂(未图示)等有不良影响的热向上侧玻璃基板72及下侧玻璃基板74的面方向进行扩散。

因此，热向上侧玻璃基板72及下侧玻璃基板74的面方向扩散的不良影响，导致在该玻璃板W(被切割物)的面内方向上产生裂痕，且该玻璃板(被切割物)沿着槽部40局部地脱落，即能够防止玻璃片产生剥落等使作为产品的液晶面板的性能降低之类的不完善情况。因而，在应用如图10所示的切割装置10的液晶面板的制造工序中，可得到一种切割方法，其可使产品即液晶面板的玻璃基板的性能不降低且效率佳。

Claims (5)

1.一种切割装置，其切割由脆性材料形成的被切割物，

所述切割装置的特征在于，

其包括：

切削工具，其配置成能够与所述被切割物的所要求的切割部位接触；

位移机构，其用于使所述切削工具及所述被切割物之间沿着所述切割部位而发生相对运动，

所述切削工具包括：

刀刃部，其具有对所述被切割物进行切削的刀口部；

发热体，其以所述被切割物的软化点以上的高温对所述刀刃部加热，

通过所述位移机构，使所述被切割物与被所述发热体加热的所述刀刃部之间发生相对运动，由此对所述被切割物的所述切割部位进行切削切割。

2.如权利要求1所述的切割装置，其特征在于，

还包括温度控制机构，其控制所述发热体的温度，使得在使用所述切削工具对所述被切割物进行切削中，将所述刀刃部的温度保持于规定的温度。

3.如权利要求2所述的切割装置，其特征在于，

所述温度控制机构包含温度检测传感器，其配设于所述发热体的附近并对所述刀刃部的所述刀口部的温度进行检测，

所述切割装置还包括控制部，其在使用所述切削工具对所述被切割物进行切削中，基于来自所述温度检测传感器的检测信号，对在所述切削工具与所述被切割物之间发生的相对运动的速度及/或所述刀刃部相对于所述被切割物的切入深度进行控制。

4.如权利要求1～3中任一项所述的切割装置，其特征在于，

还包括加热机构，其预先对将要使用所述切削工具进行切削的部位进行预加热。

5.如权利要求4所述的切割装置，其特征在于，

还包括冷却机构，其对被所述加热机构加热的加热部位进行冷却，

一边由所述加热机构对将要使用所述切削工具进行切削的部位进行加热，一边由所述冷却机构对其进行冷却，同时进行切削。

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