CN102046346A - 脆性材料基板的倒角方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不使用磨削部件，而且不需要伴随倒角工序的清洗工序，即使在狭小的空间中也能够作业的倒角方法。在脆性材料基板表面的、距缘端为脆性材料基板厚度的50％以下的距离的区域内，沿所述缘端进行划线，形成从基板表面朝向侧端面倾斜的裂纹，然后对进行了划线的线附近进行加热及/或冷却，从而截断所述脆性材料基板的缘端的角部，由此进行所述脆性材料基板的倒角。优选使用刀轮对所述脆性材料基板划线，该刀轮在成为刀尖的圆周棱线上形成有相对于刀轮的轴心方向倾斜规定角度的多个倾斜槽。

Description

脆性材料基板的倒角方法
技术领域
本发明涉及玻璃基板等脆性材料基板的倒角方法。
背景技术
作为脆性材料基板之一的玻璃基板广泛使用于液晶显示面板(LCD)或等离子显示面板(PDP)等平板显示器(FPD)等中。在该FPD中，在将大尺寸的一对母玻璃贴合后，截断成规定尺寸而形成一对玻璃基板。将母玻璃截断成规定尺寸的玻璃基板时，通常使用划线·折断法。划线·折断法是如下的方法：例如，使刀轮(cutter wheel)在玻璃基板上压接滚动而对基板表面进行划线，由此从基板表面产生垂直方向的裂纹(划线工序)，接下来对玻璃基板施加外力而使该垂直裂纹生长到基板的背面(折断工序)，从而切断基板。
利用划线·折断法截断玻璃基板时，在通过截断而形成的玻璃基板的缘端会产生碎屑或微观裂纹等。由碎屑产生的玻璃碎片有可能会产生损伤FDP的基板表面等不良情况。因此，通常在切断后，进行通过砂轮等磨削部件磨削玻璃基板的缘端的倒角加工。
图10示出其一例。该图(a)是制造阶段的LCD的主视图及右侧视图，设有未图示的薄膜晶体管(TFT)的TFT基板1和设有未图示的滤色片(CF)的CF基板2保持微小间隙而通过未图示的密封部件粘贴它们周围，从而形成LCD。并且，在TFT基板1的表面的外缘部形成有将门极配线11和源极配线12电短路的短路环13，以防止门极配线11、源极配线12、TFT因静电的放电等被破坏。该短路环13在LCD的最终试验前通过划线·折断法切断、除去(该图(b))。然后，通过砂轮7对切断的TFT基板1的端面进行倒角加工(该图(c))。
然而，近年来，随着LCD显示画面的大型化而存在使显示画面的外周部变窄的倾向，从CF基板2突出的TFT基板1的外周部分L逐渐变窄。若TFT基板1的外周部分L变窄，则在通过砂轮7磨削TFT基板1的切断端面时，无法确保充分的空间。
另外，在利用磨削部件进行的玻璃基板的倒角加工中，被磨削部件磨削除去的微小玻璃粉末有可能会污染作业环境。而且，为了除去附着在玻璃基板上的微小的玻璃粉末而需要在倒角加工后对玻璃基板进行清洗。
专利文献1：日本特开平8-6069
发明内容
本发明鉴于此种现有问题而作出，其目的在于提供一种不使用磨削部件，而且不需要伴随倒角工序的清洗工序，而在狭小的空间中也能够作业的倒角方法。
根据本发明，提供一种脆性材料基板的倒角方法，其特征在于，在脆性材料基板表面的、距缘端为脆性材料基板厚度的50％以下的距离的区域内，沿所述缘端进行划线，形成从基板表面朝向侧端面倾斜的裂纹，然后对进行了划线的线附近进行加热及/或冷却，从而截断所述脆性材料基板的缘端的角部，由此进行所述脆性材料基板的倒角。
在此，为了更可靠地形成倾斜裂纹，也可以使用刀轮对所述脆性材料基板划线，该刀轮具有：共有旋转轴的两个圆锥或圆锥台的底部相交而形成成为刀尖的圆周棱线的两个外周边部；沿所述圆周棱线形成且从所述圆周棱线朝向一方的外周边部侧倾斜的多个倾斜槽。所述多个倾斜槽优选在所述圆周棱线上为彼此相等的形状。而且，以使所述多个倾斜槽的宽度及深度大的一侧成为所述脆性材料基板的缘端侧的方式设定所述刀轮的划线前进方向。
另外，为了更可靠地形成倾斜裂纹，也可以使用刀轮对所述脆性材料基板划线，该刀轮具有共有旋转轴的两个圆锥或圆锥台的底部相交而形成成为刀尖的圆周棱线的两个外周边部，所述两个外周边部的相对于所述圆周棱线的角度相互不同。
作为所述刀轮，也可以使用其外周边部进行两阶段磨削而成的部件。
另外，所述脆性材料基板的进行了划线的线可以是直线、开曲线、闭曲线的至少一个。
所述脆性材料基板为在缘部形成有短路环的平板显示面板用的玻璃基板时，优选通过所述的倒角方法将短路环与缘端的角部一起截断。
发明效果
在本发明的倒角方法中，由于能够不使用磨削部件而进行脆性材料基板的倒角，因此不需要现有的伴随倒角工序的清洗工序。而且，由于不使用磨削部件，因此即使在狭小的作业空间中也能够进行倒角加工。
附图说明
图1是示出本发明的倒角方法的一例的工序图。
图2是划线工序的示意图。
图3是使用另一刀轮的划线工序的示意图。
图4是用于说明刀轮的刀尖的形成的放大图。
图5是形成有倾斜槽的刀轮的刀尖的放大图。
图6是两个外周边部的相对于圆周棱线的角度不同的刀轮的刀尖的放大图。
图7是示出本发明的倒角方法的另一例的工序图。
图8是实施例1的倒角加工的状态图。
图9是比较例1的倒角加工的状态图。
图10是示出LCD的现有的制造工序的工序图。
符号说明：
1TFT基板(脆性材料基板)
2CF基板(脆性材料基板)
4刀轮
C裂纹
a基板的厚度
b1、b2距基板缘端的距离
11玻璃基板
42倾斜槽
具体实施方式
以下，进一步详细说明本发明的倒角方法，但本发明完全不局限于所述实施方式。
图1示出本发明的倒角方法的一实施方式。图1是对LCD的TFT基板1的外周部进行倒角时的工序图，其中该LCD是通过TFT基板1和CF基板2保持微小间隙并由密封部件3粘贴它们周围而形成的，首先，在距脆性材料基板的TFT基板1的缘端在规定范围的区域，通过刀轮4沿缘端进行划线(该图(a))。在此，重要的是使通过刀轮4进行划线的位置在距缘端为TFT基板1的厚度a的50％以下的距离的区域内。由此，形成从TFT基板1的表面朝向侧端面倾斜的裂纹C。若进行划线的位置为距缘端超过TFT基板1的厚度的50％的位置，则通过划线形成的裂纹C不向侧端面的方向倾斜而沿大致垂直方向形成，无法进行倒角。进行划线的更适合的位置是距缘端为TFT基板1的厚度的10％～50％的范围。
具体说明使用刀轮4的划线方法。图2示出安装有刀轮4的刀盘5的简要说明图。在该刀盘5上，共有旋转轴的两个圆锥台的底部相交而形成有作为刀尖的圆周棱线的刀轮4通过轴51旋转自如地支承于支承框体52。将该刀盘5安装在划线装置上，使刀轮4与TFT基板1压力接触并在基板1的表面上滚动。由此，在基板1上形成划线SL，产生倾斜裂纹C。此时的作用于刀轮4的载荷及划线速度根据基板1的种类或厚度等适当决定，但通常作用于刀轮4的载荷为0.05～0.4MPa的范围，划线速度为10～500mm/sec的范围。
作为安装在图2的刀盘5上的刀轮4，除此之外，还可以使用例如图3所示的共有旋转轴的两个圆锥的底部相交而形成有作为刀尖的圆周棱线的刀轮4’等现有公知的部件。刀轮的外径优选1mm～10mm的范围。若轮的外径小于1mm，则操作性及耐久性下降，若外径大于10mm，则划线时存在倾斜裂纹形成不深的情况。更优选的轮外径为1mm～5mm的范围。
刀轮的刀尖的形成如下所述形成即可。例如，如图4所示，首先将刀轮的刀尖粗磨削成刀尖角度θ1。然后，在需要刀尖角度θ1的刀轮的情况下，进一步精磨削后，根据需要形成后述的倾斜槽。另一方面，在需要刀尖角度θ2的刀轮的情况下，对粗磨削成刀尖角度θ1的刀轮实施精磨削而得到刀尖角度θ2的刀轮(图4的虚线)。并且，与所述情况相同地，根据需要形成后述的倾斜槽。通过此种两阶段磨削方式形成刀尖时，若准备多个预先加工成刀尖角度θ1的刀轮作为标准品，则仅通过稍加实施精磨削就能够在短时间内制造多种刀尖角度的刀轮，缩短交货期，并且能够适应于多品种少量生产。此外，上述两阶段磨削方式还能够适用于图3及后述的图6的刀轮。
为了对基板表面形成倾斜的裂纹C，优选图5所示的在轮主体41的刀尖上形成相对于刀轮4的轴心方向倾斜规定角度的倾斜槽42。作为倾斜槽42的斜度，优选20～200μm的范围。倾斜槽42的两端的深度优选深度d1为2～2500μm的范围而深度d2为1～20μm的范围。此外，从侧面观察倾斜槽42时的形状可以为U字状、V字状、锯齿状或凹形状等任何形状。此外，若使用该刀轮4进行划线，则形成朝向图的下方向左方倾斜的裂纹C。
或者即使使用图6所示的刀尖角度相对于两个外周边部的刀尖的棱线不同的部件，也能够形成相对于基板表面倾斜的裂纹C。若使用图6所示的刀轮43进行划线，则与图5的刀轮同样地，形成朝向图的下方向左方倾斜的裂纹C。此外，裂纹C的倾斜通常与相对于刀尖的棱线的左右的刀尖角度的差成比例，左右的刀尖角度的差越大而裂纹C的倾斜就越大。
此外，即使使用相对于刀尖的棱线的左右的刀尖角度相同的刀轮，通过使刀轮的棱线相对于基板倾斜地进行划线，也能够形成相对于基板表面倾斜的裂纹。
接下来，如图1(b)所示，在本发明的倒角方法中，对划线SL及其附近进行加热及/或冷却。通过对TFT基板1进行加热及/或冷却，而沿TFT基板1的厚度方向产生膨胀差或收缩差，裂纹C前进到基板1的侧端面，从而切断TFT基板1的缘端的角部。此外，为了使裂纹C可靠地前进到基板的侧端面，优选在加热后进行冷却。
作为加热及冷却的方法，可以使用现有公知的方法，例如，作为加热方法，列举有激光加热、蒸气加热或利用卤素加热器等的红外线加热。作为冷却方法，列举有利用例如二氧化碳、氮、氦、水等气体状或液体状的冷却介质的喷雾的冷却。
并且，如图1(c)所示，从TFT基板1截断缘端的角部，并作为碎玻璃61将其吸引除去。通过上一过程的加热及/或冷却，切断TFT基板1的缘端的角部，并利用其自重从TFT基板分离，但在缘端的角部的分离不充分的情况下等，也可以施加外力使缘端的角部分离。
以上，以LCD的TFT基板为例说明了本发明的倒角方法，但在PDP用等FPD的玻璃基板等脆性材料基板的倒角中能够适用本发明的倒角方法。而且，作为本发明的倒角方法的对象的脆性材料基板，除玻璃基板之外，还可以列举出例如陶瓷、硅、蓝宝石等各基板。
另外，即使在制品的缘端由闭曲线形成的情况下，也能够适用本发明的倒角方法。图7示出其一例。如该图(a)所示，在玻璃基板7上沿闭曲线形成的制品6的图案形成划线，接下来，使用刀轮4进行用于倒角的划线。然后，按照从制品6的图案的划线伸展的裂纹C0，从玻璃基板7取出制品6。接下来，如该图(b)所示，对制品6的缘端进行加热及/或冷却，使缘端的角部沿裂纹C截断，并作为碎玻璃61将其吸引除去。此外，也可以在从玻璃基板7取出制品6后，对制品6进行用于倒角的划线，接下来对缘端进行加热及/或冷却而截断缘端的角部。
[实施例]
以下，通过实施例进一步详细说明本发明，但本发明并不局限于所述例子。
实施例1
使用表1所示的规格的刀轮，如图8所示，在距厚度a：0.7mm的玻璃基板11的缘端为b1：0.3mm(相对于玻璃基板的厚度为43％)的部位沿缘端进行划线。划线条件是刀尖载荷为0.14MPa，划线速度为300mm/sec。然后，对划线将100℃左右的蒸气喷射5sec进行加热，而进行玻璃基板11的倒角。其结果是，如图8所示，将玻璃基板11的缘端的角部倾斜地切断而进行倒角。
[表1]
刀轮的规格
外径(mm)    2.0
厚度(mm)    0.65
材质        超硬合金
刀尖角度(°)       115
槽深度d1(μm)      11
槽深度d2(μm)      7
槽斜度(μm)        47
比较例1
如图9所示，除了使进行划线的位置为距玻璃基板11的缘端为b2：0.5mm(相对于玻璃基板的厚度为71％)的部位以外，与实施例1同样地对玻璃基板11划线后，对划线进行了加热。其结果是，如图9所示，玻璃基板11的缘端的角部被大致垂直地切断。
比较例2
除了使进行划线的位置为距玻璃基板的缘端为0.7mm(相对于玻璃基板的厚度为100％)的部位以外，与实施例1同样地对玻璃基板划线，然后对划线进行了加热。其结果是，与比较例1同样地，玻璃基板的缘端的角部被垂直切断。
工业实用性
在本发明的倒角方法中，无需使用磨削部件而能够对脆性材料基板进行倒角，因此有用。

Claims (8)

1.一种脆性材料基板的倒角方法，其特征在于，
在脆性材料基板表面的、距缘端为脆性材料基板厚度的50％以下的距离的区域内，沿所述缘端进行划线，形成从基板表面朝向侧端面倾斜的裂纹，然后对进行了划线的线附近进行加热及/或冷却，从而截断所述脆性材料基板的缘端的角部，由此进行所述脆性材料基板的倒角。
2.根据权利要求1所述的倒角方法，其中，
使用刀轮对所述脆性材料基板划线，该刀轮具有：共有旋转轴的两个圆锥或圆锥台的底部相交而形成成为刀尖的圆周棱线的两个外周边部；沿所述圆周棱线形成且从所述圆周棱线朝向一方的外周边部侧倾斜的多个倾斜槽。
3.根据权利要求2所述的倒角方法，其中，
所述多个倾斜槽在所述圆周棱线上为彼此相等的形状。
4.根据权利要求2或3所述的倒角方法，其中，
以使所述多个倾斜槽的宽度及深度大的一侧成为所述脆性材料基板的缘端侧的方式设定所述刀轮的划线前进方向。
5.根据权利要求1所述的倒角方法，其中，
使用刀轮对所述脆性材料基板划线，该刀轮具有共有旋转轴的两个圆锥或圆锥台的底部相交而形成成为刀尖的圆周棱线的两个外周边部，所述两个外周边部的相对于所述圆周棱线的角度相互不同。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的倒角方法，其中，
作为所述刀轮，使用其外周边部进行两阶段磨削而成的部件。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的倒角方法，其中，
所述脆性材料基板的进行了划线的线是直线、开曲线、闭曲线的至少一个。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的倒角方法，其中，
所述脆性材料基板为平板显示面板用的玻璃基板，在该玻璃基板的缘部形成有短路环，通过截断缘端的角部，而同时截断所述短路环。
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