JP2004026524A - 硬質脆性板のスクライブ方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラス基板その他の硬質脆性板の割断方法及び装置に関し、同一機械上でスクライブ線の刻設と熱応力によるブレークとを可能にする安価な装置を提供する。
【解決手段】定盤（テーブル）２を冷却又は加熱してその上に定置される硬質脆性板（代表的にはガラス板）１が冷却又は加熱されるようにし、この冷却又は加熱された硬質脆性板１の表面にスクライブカッタ５によりスクライブ線を刻設し、更にこのスクライブ線の刻設と同時又はその直後に当該スクライブ線に沿って硬質脆性板１の表面に噴出ノズル１１でスポット状に絞った熱風又は冷風を吹付けて移動させることにより、硬質脆性板に局部的な熱応力を加えて、スクライブ線の溝底に生じた垂直クラックを成長させて分断するものである。定盤２と硬質脆性板１に噴射する流体とで硬質脆性板の下面と上面に大きな温度差を与えて割断に必要な大きな熱応力を生じさせる。
【選択図】 図３
【解決手段】定盤（テーブル）２を冷却又は加熱してその上に定置される硬質脆性板（代表的にはガラス板）１が冷却又は加熱されるようにし、この冷却又は加熱された硬質脆性板１の表面にスクライブカッタ５によりスクライブ線を刻設し、更にこのスクライブ線の刻設と同時又はその直後に当該スクライブ線に沿って硬質脆性板１の表面に噴出ノズル１１でスポット状に絞った熱風又は冷風を吹付けて移動させることにより、硬質脆性板に局部的な熱応力を加えて、スクライブ線の溝底に生じた垂直クラックを成長させて分断するものである。定盤２と硬質脆性板１に噴射する流体とで硬質脆性板の下面と上面に大きな温度差を与えて割断に必要な大きな熱応力を生じさせる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイパネル用のガラス基板その他の硬質脆性板を所望の切断線に沿って割断（割って分断）する方法及び装置に関するもので、機械的手段によるスクライブ線の刻設と熱応力とにより、硬質脆性板を割断する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイヤモンドの尖針などでガラス板にスクライブ線を刻設し、その後機械的な衝撃力や曲げ応力を加えてガラス板を当該スクライブ線に沿って割断する方法は、ガラス板を分断する方法として古くから用いられている。この方法は、液晶ディスプレイパネルの基板となるガラス板の分断にも広く利用されており、真空吸引によって定盤上に定置したガラス板の表面に鋭い周縁を有する回転カッタを押し付けて走行させることによりスクライブ線を刻設し、次に当該スクライブ線の刻設部分に衝撃力や曲げ応力を加えてガラス板を分断している。
【０００３】
一方、ガラス板に局部的な熱応力を加えて割断しようという試みが、古くからなされている。基本的な原理は、硬質脆性板の表面に照射したレーザ光その他の加熱ビームを切断線に沿って走行させることにより、加熱ビームを照射した部分に生ずる局部的な熱応力による割れを切断線に沿って進行させて行くというものである。この局部加熱ビームによる硬質脆性板の割断方法においても、割断速度の向上や割断面の精度向上を目的として、改良された種々の方法が提案されている。
【０００４】
例えば特開昭５９−９７５４５号公報には、ガラス板の切断線に沿って予め超硬チップなどでスクライブ線を刻設し、その線上にレーザ光を照射してサーマルショックでブレークする方法が提案されており、また特開平５−３２４２８号公報には、ガラス体に対して高い吸収率を有する紫外線領域のレーザ光を被加工ガラス体の表面に照射してその照射点を目的の切断線に沿って移動させることにより、被加工ガラス体の表面にスクライブ線を刻設する工程と、刻設したスクライブ線に沿って赤外線領域のレーザ光を照射して、当該部位に割断に結びつく熱歪みを与える工程とを含むガラス加工方法が提案されている。
【０００５】
更に特開２００２−２０１３４号公報には、硬質脆性板の表面にスクライブ線を刻設した後、照射点が溶融温度に達する程度に加熱ビームを収束し、当該収束した加熱ビームの照射点をスクライブ線に沿う方向及び／又はスクライブ線と交差する方向にスキャニングさせながらスクライブ線に沿って移動させてブレークする方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
硬質脆性板にスクライブ線を刻設した後、衝撃や曲げなどの機械的応力を加えて割断する方法は、スクライブ線を刻設するためのスクライブ装置と、機械的応力を加えるためのブレーク装置との２台の装置を必要とし、両装置の間でガラス板を搬送する搬送装置も必要となるので、装置全体が高価になり、設置面積も大きくなる。一方、レーザービームを用いる分断方法は、高価なレーザー発振装置を必要とし、従って機械が高価になる問題がある。
【０００７】
この発明は、安価な装置で硬質脆性板を分断する新たな技術手段を得ることを課題としており、同一機械上で連続的にスクライブ線の刻設と当該スクライブ線に沿うガラス板の分断とを可能にする安価な装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の硬質脆性板の割断方法は、冷却（又は加熱）した定盤上に硬質脆性板を載置し、当該硬質脆性板上の所望の割断線に沿ってスクライブカッタを走行させてスクライブ線を刻設し、刻設されたスクライブ線に沿って加熱空気定盤を加熱したときは冷却空気）の噴射スポットを走行させるというものである。後述するように、定盤を冷却し加熱空気を用いる方法がより好ましい。
【０００９】
上記方法の実施に使用するこの発明の硬質脆性板の割断装置は、割断しようとする硬質脆性板を負圧空気で吸引固定する定盤２と、この定盤の上方で定盤面と平行に走行する走行台４と、この走行台に搭載されて前記硬質脆性板に押圧される回転カッタ５とを備えた硬質脆性板の割断装置において、定盤２は少なくとも前記回転カッタの走行領域に対応する領域に冷却又は加熱媒体を通過させる流体通路９を備え、前記回転カッタの走行方向後方に当該回転カッタに追従して同方向に走行する加熱又は冷却流体の噴出ノズル１１とを備えている。
【００１０】
この発明は、定盤（テーブル）２を冷却又は加熱してその上に定置される硬質脆性板（代表的にはガラス板）１が冷却又は加熱されるようにし、この冷却又は加熱された硬質脆性板１の表面にスクライブカッタ５によりスクライブ線を刻設し、更にこのスクライブ線の刻設と同時又はその直後に当該スクライブ線に沿って硬質脆性板１の表面に噴出ノズル１１でスポット状に絞った熱風又は冷風を吹付けて移動させることにより、硬質脆性板に局部的な熱応力を加えて、スクライブ線の溝底に生じた垂直クラックを成長させて分断するものである。
【００１１】
この発明の方法では、硬質脆性板を定置する定盤２と硬質脆性板１に噴射する流体とのいずれか一方を加熱し他方を冷却することによって、硬質脆性板の下面と上面に作用する温度差を大きくして硬質脆性板内部に大きな熱応力を生じさせるようにしている。定盤上に定置された硬質脆性板は、通常は非常に薄いため、ほぼ定盤の温度に近い温度になる。従って、定盤を冷却し加熱空気を噴射する方法が熱歪みを上方から下方へと、すなわち垂直クラックの進行方向に加えることができるため、一般的には定盤を冷却し噴流を加熱する方法が好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の方法及び装置を更に説明する。図１において、１は割断しようとするガラス板、２はガラス板１を定置する定盤、３は定盤の上方に図示しない両側の支持脚によって装架された走行桁、４は走行桁３に沿って走行する走行台、５は図示しない付勢装置を介して走行台４に装着された回転カッタである。走行台４の走行装置や回転カッタ５の付勢装置は、従来種々のものが提案されているので、そのような公知手段を適宜用いてやればよい。
【００１３】
定盤２は、図２に示したように、上板６と下板７との２枚合せの構造になっており、上板６の下面に溝を加工した後、下板７を貼着することによって、真空吸引用の通孔（以下「真空孔」という）８と冷却空気用の通孔（以下「冷却孔」という）９とが形成されている。真空孔８には、定盤上面に開口する枝孔１０が所定間隔で多数貫通している。真空孔８は、図示しない真空源に連通され、冷却孔９は、図示しない冷却空気源に連通されている。
【００１４】
定盤２や走行桁３を移動してガラス板の割断位置を設定するものでは、冷却孔９を定盤２の略全体に亘って設ける必要があるが、定位置に設けた定盤上でガラス板１を移動させて割断位置に送るものでは、冷却孔９は回転カッタ５の走行線に対向する帯状の領域に設けておけば十分である。
【００１５】
走行台４には、空気ノズル１１が装着されている。この空気ノズル１１は、下端から噴出される噴流がスクライブ線を刻設する際の回転カッタ５の直後の位置でガラス板１の表面に吹き付けられるように設けられている。ノズルからの空気の噴射方向は、反回転カッタ側に向く斜め方向にし、ガラス板に衝突した後の空気が前方に流れてガラス板が予熱されるのを避けるようにするのが好ましい。それにより、空気の吹き付け位置に大きな熱勾配を加えることができるからである。空気ノズル１１は、フレキシブルホースによって図示しない加熱空気源に連通されている。
【００１６】
上記装置において、冷却孔９に冷却空気を供給して定盤２を予め冷却する。この冷却した定盤上に割断しようとするガラス板１を載置し、真空孔８に真空を作用してガラス板を定盤２上に密着させる。この状態でガラス板１の切断線の位置決めを行う。この間にガラス板１の熱が定盤２に奪われて、ガラス板１は冷却される。ガラス板１が位置決めされたら、空気ノズル１１に熱風を供給し、回転カッタ５を下方に付勢しながら走行台４を走行桁３に沿って走行させる。この走行に伴い、ガラス板表面に回転カッタ５によってスクライブ線１２が刻設され（図３（ａ））、その直後に空気ノズル１１から噴射される熱風によって局部的に加熱されて（図３（ｂ））、スクライブ線１２の底部から垂直クラックが下方に向けて成長し、ガラス板１は走行台４の移動に伴って連続的に分断されてゆく（図３（ｃ））。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したこの発明の方法及び装置によれば、硬質脆性板に対するスクライブ線の刻設と、このスクライブ線に沿う硬質脆性板の分断とを同一機台上で連続的に行ってゆくことができ、従って１台の装置で硬質脆性板の割断を行うことができる。また、高価なレーザー発振器を必要としないので、装置を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の割断装置の一実施例を模式的に示す斜視図
【図２】図１の装置の定盤の部分拡大断面図
【図３】ガラス板の割断プロセスを示す模式的な説明図
【符号の説明】
２ 定盤
４ 走行台
５ 回転カッタ
９ 冷却孔
１１ 空気ノズル
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイパネル用のガラス基板その他の硬質脆性板を所望の切断線に沿って割断（割って分断）する方法及び装置に関するもので、機械的手段によるスクライブ線の刻設と熱応力とにより、硬質脆性板を割断する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダイヤモンドの尖針などでガラス板にスクライブ線を刻設し、その後機械的な衝撃力や曲げ応力を加えてガラス板を当該スクライブ線に沿って割断する方法は、ガラス板を分断する方法として古くから用いられている。この方法は、液晶ディスプレイパネルの基板となるガラス板の分断にも広く利用されており、真空吸引によって定盤上に定置したガラス板の表面に鋭い周縁を有する回転カッタを押し付けて走行させることによりスクライブ線を刻設し、次に当該スクライブ線の刻設部分に衝撃力や曲げ応力を加えてガラス板を分断している。
【０００３】
一方、ガラス板に局部的な熱応力を加えて割断しようという試みが、古くからなされている。基本的な原理は、硬質脆性板の表面に照射したレーザ光その他の加熱ビームを切断線に沿って走行させることにより、加熱ビームを照射した部分に生ずる局部的な熱応力による割れを切断線に沿って進行させて行くというものである。この局部加熱ビームによる硬質脆性板の割断方法においても、割断速度の向上や割断面の精度向上を目的として、改良された種々の方法が提案されている。
【０００４】
例えば特開昭５９−９７５４５号公報には、ガラス板の切断線に沿って予め超硬チップなどでスクライブ線を刻設し、その線上にレーザ光を照射してサーマルショックでブレークする方法が提案されており、また特開平５−３２４２８号公報には、ガラス体に対して高い吸収率を有する紫外線領域のレーザ光を被加工ガラス体の表面に照射してその照射点を目的の切断線に沿って移動させることにより、被加工ガラス体の表面にスクライブ線を刻設する工程と、刻設したスクライブ線に沿って赤外線領域のレーザ光を照射して、当該部位に割断に結びつく熱歪みを与える工程とを含むガラス加工方法が提案されている。
【０００５】
更に特開２００２−２０１３４号公報には、硬質脆性板の表面にスクライブ線を刻設した後、照射点が溶融温度に達する程度に加熱ビームを収束し、当該収束した加熱ビームの照射点をスクライブ線に沿う方向及び／又はスクライブ線と交差する方向にスキャニングさせながらスクライブ線に沿って移動させてブレークする方法が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
硬質脆性板にスクライブ線を刻設した後、衝撃や曲げなどの機械的応力を加えて割断する方法は、スクライブ線を刻設するためのスクライブ装置と、機械的応力を加えるためのブレーク装置との２台の装置を必要とし、両装置の間でガラス板を搬送する搬送装置も必要となるので、装置全体が高価になり、設置面積も大きくなる。一方、レーザービームを用いる分断方法は、高価なレーザー発振装置を必要とし、従って機械が高価になる問題がある。
【０００７】
この発明は、安価な装置で硬質脆性板を分断する新たな技術手段を得ることを課題としており、同一機械上で連続的にスクライブ線の刻設と当該スクライブ線に沿うガラス板の分断とを可能にする安価な装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の硬質脆性板の割断方法は、冷却（又は加熱）した定盤上に硬質脆性板を載置し、当該硬質脆性板上の所望の割断線に沿ってスクライブカッタを走行させてスクライブ線を刻設し、刻設されたスクライブ線に沿って加熱空気定盤を加熱したときは冷却空気）の噴射スポットを走行させるというものである。後述するように、定盤を冷却し加熱空気を用いる方法がより好ましい。
【０００９】
上記方法の実施に使用するこの発明の硬質脆性板の割断装置は、割断しようとする硬質脆性板を負圧空気で吸引固定する定盤２と、この定盤の上方で定盤面と平行に走行する走行台４と、この走行台に搭載されて前記硬質脆性板に押圧される回転カッタ５とを備えた硬質脆性板の割断装置において、定盤２は少なくとも前記回転カッタの走行領域に対応する領域に冷却又は加熱媒体を通過させる流体通路９を備え、前記回転カッタの走行方向後方に当該回転カッタに追従して同方向に走行する加熱又は冷却流体の噴出ノズル１１とを備えている。
【００１０】
この発明は、定盤（テーブル）２を冷却又は加熱してその上に定置される硬質脆性板（代表的にはガラス板）１が冷却又は加熱されるようにし、この冷却又は加熱された硬質脆性板１の表面にスクライブカッタ５によりスクライブ線を刻設し、更にこのスクライブ線の刻設と同時又はその直後に当該スクライブ線に沿って硬質脆性板１の表面に噴出ノズル１１でスポット状に絞った熱風又は冷風を吹付けて移動させることにより、硬質脆性板に局部的な熱応力を加えて、スクライブ線の溝底に生じた垂直クラックを成長させて分断するものである。
【００１１】
この発明の方法では、硬質脆性板を定置する定盤２と硬質脆性板１に噴射する流体とのいずれか一方を加熱し他方を冷却することによって、硬質脆性板の下面と上面に作用する温度差を大きくして硬質脆性板内部に大きな熱応力を生じさせるようにしている。定盤上に定置された硬質脆性板は、通常は非常に薄いため、ほぼ定盤の温度に近い温度になる。従って、定盤を冷却し加熱空気を噴射する方法が熱歪みを上方から下方へと、すなわち垂直クラックの進行方向に加えることができるため、一般的には定盤を冷却し噴流を加熱する方法が好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の方法及び装置を更に説明する。図１において、１は割断しようとするガラス板、２はガラス板１を定置する定盤、３は定盤の上方に図示しない両側の支持脚によって装架された走行桁、４は走行桁３に沿って走行する走行台、５は図示しない付勢装置を介して走行台４に装着された回転カッタである。走行台４の走行装置や回転カッタ５の付勢装置は、従来種々のものが提案されているので、そのような公知手段を適宜用いてやればよい。
【００１３】
定盤２は、図２に示したように、上板６と下板７との２枚合せの構造になっており、上板６の下面に溝を加工した後、下板７を貼着することによって、真空吸引用の通孔（以下「真空孔」という）８と冷却空気用の通孔（以下「冷却孔」という）９とが形成されている。真空孔８には、定盤上面に開口する枝孔１０が所定間隔で多数貫通している。真空孔８は、図示しない真空源に連通され、冷却孔９は、図示しない冷却空気源に連通されている。
【００１４】
定盤２や走行桁３を移動してガラス板の割断位置を設定するものでは、冷却孔９を定盤２の略全体に亘って設ける必要があるが、定位置に設けた定盤上でガラス板１を移動させて割断位置に送るものでは、冷却孔９は回転カッタ５の走行線に対向する帯状の領域に設けておけば十分である。
【００１５】
走行台４には、空気ノズル１１が装着されている。この空気ノズル１１は、下端から噴出される噴流がスクライブ線を刻設する際の回転カッタ５の直後の位置でガラス板１の表面に吹き付けられるように設けられている。ノズルからの空気の噴射方向は、反回転カッタ側に向く斜め方向にし、ガラス板に衝突した後の空気が前方に流れてガラス板が予熱されるのを避けるようにするのが好ましい。それにより、空気の吹き付け位置に大きな熱勾配を加えることができるからである。空気ノズル１１は、フレキシブルホースによって図示しない加熱空気源に連通されている。
【００１６】
上記装置において、冷却孔９に冷却空気を供給して定盤２を予め冷却する。この冷却した定盤上に割断しようとするガラス板１を載置し、真空孔８に真空を作用してガラス板を定盤２上に密着させる。この状態でガラス板１の切断線の位置決めを行う。この間にガラス板１の熱が定盤２に奪われて、ガラス板１は冷却される。ガラス板１が位置決めされたら、空気ノズル１１に熱風を供給し、回転カッタ５を下方に付勢しながら走行台４を走行桁３に沿って走行させる。この走行に伴い、ガラス板表面に回転カッタ５によってスクライブ線１２が刻設され（図３（ａ））、その直後に空気ノズル１１から噴射される熱風によって局部的に加熱されて（図３（ｂ））、スクライブ線１２の底部から垂直クラックが下方に向けて成長し、ガラス板１は走行台４の移動に伴って連続的に分断されてゆく（図３（ｃ））。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したこの発明の方法及び装置によれば、硬質脆性板に対するスクライブ線の刻設と、このスクライブ線に沿う硬質脆性板の分断とを同一機台上で連続的に行ってゆくことができ、従って１台の装置で硬質脆性板の割断を行うことができる。また、高価なレーザー発振器を必要としないので、装置を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の割断装置の一実施例を模式的に示す斜視図
【図２】図１の装置の定盤の部分拡大断面図
【図３】ガラス板の割断プロセスを示す模式的な説明図
【符号の説明】
２ 定盤
４ 走行台
５ 回転カッタ
９ 冷却孔
１１ 空気ノズル
Claims (3)
- 冷却した定盤上に硬質脆性板を載置し、当該硬質脆性板上の所望の割断線に沿ってスクライブカッタを走行させてスクライブ線を刻設し、刻設されたスクライブ線に沿って加熱空気の噴射スポットを走行させることを特徴とする、硬質脆性板の割断方法。
- 加熱した定盤上に硬質脆性板を載置し、当該硬質脆性板上の所望の割断線に沿ってスクライブカッタを走行させてスクライブ線を刻設し、刻設されたスクライブ線に沿って冷却空気の噴射スポットを走行させることを特徴とする、硬質脆性板の割断方法。
- 割断しようとする硬質脆性板を負圧空気で吸引固定する定盤（２）と、この定盤の上方で定盤面と平行に走行する走行台（４）と、この走行台に搭載されて前記硬質脆性板に押圧される回転カッタ（５）とを備えた硬質脆性板の割断装置において、
定盤（２）は少なくとも前記回転カッタの走行領域に対応する領域に冷却又は加熱媒体を通過させる流体通路（９）を備え、前記回転カッタの走行方向後方に当該回転カッタに追従して同方向に走行する加熱又は冷却流体の噴出ノズル（１１）とを備えている、硬質脆性板の割断装置。
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|---|---|---|---|
| JP2002181833A JP4149746B2 (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | 硬質脆性板のスクライブ方法及び装置 |
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|---|---|
| JP2004026524A true JP2004026524A (ja) | 2004-01-29 |
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|---|---|---|---|
| JP2002181833A Expired - Fee Related JP4149746B2 (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | 硬質脆性板のスクライブ方法及び装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004067243A1 (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-12 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | 基板分断装置および基板分断方法 |
| KR100745148B1 (ko) | 2006-07-21 | 2007-08-01 | 한국과학기술원 | 정전하를 이용한 유리 절단 방법 및 그의 유리 절단 장치 |
| KR100762736B1 (ko) * | 2006-04-05 | 2007-10-04 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 기판 절단 장치 |
| JP2009098565A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd | 液晶表示装置の製造方法、及びガラス基板切断装置 |
| JP2011178575A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Hightech Engineering Kk | 板ガラスをミラー形状に切断する方法 |
| TWI601700B (zh) * | 2013-11-04 | 2017-10-11 | 康寧精密素材股份有限公司 | 用於切割強化玻璃的方法及設備 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190000792A (ko) * | 2017-06-23 | 2019-01-03 | 미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤 | 커터 휠 및 다층기판의 절단 방법 |
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2002
- 2002-06-21 JP JP2002181833A patent/JP4149746B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2004067243A1 (ja) * | 2003-01-29 | 2004-08-12 | Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. | 基板分断装置および基板分断方法 |
| EP1600270A4 (en) * | 2003-01-29 | 2006-09-20 | Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd | DEVICE AND METHOD FOR SUBSTRATE SEPARATION |
| KR100762736B1 (ko) * | 2006-04-05 | 2007-10-04 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 기판 절단 장치 |
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| TWI601700B (zh) * | 2013-11-04 | 2017-10-11 | 康寧精密素材股份有限公司 | 用於切割強化玻璃的方法及設備 |
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| JP4149746B2 (ja) | 2008-09-17 |
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