JP2004326120A - 液晶表示パネルの切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 切断ホイールの体部が磨耗することを防止できる液晶表示パネルの切断装置を提供する。
【解決手段】 紡錘形の切断ホイール１００と、前記切断ホイール１００の中心部の直径に沿って備えられた切断刃１１０と、前記切断ホイール１００が装着されるホルダー１２１、１２２と、前記ホルダー１２１、１２２に備えられ、前記切断ホイール１００を固定及び支持する支持部１３１、１３２と、を備えて液晶表示パネルの切断装置を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示パネルの切断装置に関し、詳しくは、大面積のガラス基板上に製作された複数の液晶表示パネルを個別的な単位液晶表示パネルに切断するための液晶表示パネルの切断装置に関するものである。

一般に、液晶表示装置は、マトリックス状に配列された各液晶セルに画像情報によるデータ信号を個別的に供給し、それら液晶セルの光透過率を調節することで、所望の画像を表示できるようにした表示装置である。
このような液晶表示装置は、大面積の母基板に複数の薄膜トランジスタアレイ基板を形成し、別途の母基板に複数のカラーフィルタ基板を形成した後、それら二つの母基板を合着することで、複数の液晶表示パネルを同時に形成して収率の向上を図っているので、単位液晶表示パネルに切断する工程が要求される。

通常、前記単位液晶表示パネルの切断は、切断ホイールを使用して母基板の表面に所定深さの溝を形成する工程と、外部の衝撃により溝からクラックが伝播されるようにして液晶表示パネルを切削する工程と、により行われる。

以下、このような単位液晶表示パネルを切断するための切断ホイールを図面を参照して説明する。

図８は、液晶表示パネルの切断に使用される切断ホイールの一例を示す例示図で、図示するように、切断ホイール１０は、円形体１１と、前記円形体１１の縁部に沿って突出された切断刃１２と、前記円形体１１の中心部に備えられたホール１３と、前記ホール１３を貫通して嵌合された支持軸１４と、を備えて構成されている。
前記切断ホイール１０の切断刃１２は、所定圧力で基板１５に密着され、前記支持軸１４に軸支されて回転しながら、基板１５の表面に所定深さの溝を形成する。このように基板１５に溝が形成された後、外部の衝撃によりクラックが下方に伝播されるようにして基板１５を切削する。

図９は、図８の切断ホイール１０がホルダー１６と結合された状態を示す例示図で、図示するように、切断ホイール１０の円形体１１をホルダー１６の下部から挿入し、該ホルダー１６の一側面に備えられたカバー１７をオープンし、円形体１１の中心部に備えられたホール１３を貫通するように支持軸１４を嵌合した後、カバー１７をクローズする。
前記切断ホイール１０を使用して基板１５の表面に所定深さの溝を形成する場合、切断ホイール１０のホール１３と支持軸１４の嵌合公差(一般に、１０〜２５μm)により、切断ホイール１０の円形体１１が左右に搖動する現象が発生する。
前記切断ホイール１０のホール１３と支持軸１４の嵌合公差が小さい場合は、切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との摩擦により、切断ホイール１０の回転に抵抗を大きく受けるようになり、逆に、前記切断ホイール１０のホール１３と支持軸１４の嵌合公差が大きい場合は、切断ホイール１０の円形体１１の揺動が激しくなる。

例えば、図１０の例示図に示すように、前記切断ホイール１０の円形体１１の幅を０.６４mmに製作し、切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との離隔間隔を上下それぞれ５μmに設定した場合、切断ホイール１０の円形体１１が搖動すると、実際の切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との離隔間隔は１０μmとなるので、切断ホイール１０の円形体１１が搖動する角度(θ１)は０.８９゜となる。
前述したように、切断ホイール１０の円形体１１が搖動する場合、円形体１１の中心部に備えられたホール１３での切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との摩擦により、切断ホイール１０の円形体１１が磨耗する。且つ、前述したように、切断刃１２は、基板１５の表面に所定深さの溝を形成するために基板１５と摩擦することによって磨耗する。

一方、前記切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４は、前記切断刃１２と基板１５に比べて強い硬度の材質が接触することによって、切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との摩擦による磨耗度が、切断刃１２と基板１５との摩擦による磨耗度に比べて大きく現れ、よって、切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との摩擦による磨耗度が切断ホイール１０の寿命を左右するようになる。

図１１は、切断ホイールが磨耗した状態を示す例示図である。
図１１を参照すると、切断ホイール１０の円形体１１が搖動する場合、円形体１１の中心部に備えられたホール１３での切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との摩擦により、切断ホイール１０の円形体１１が磨耗する。このとき、切断ホイール１０の円形体１１の揺動により、円形体１１は、ホール１３の中心部では殆ど磨耗することなく、縁部に行くほど次第に激しく磨耗する。
よって、前記切断ホイール１０の円形体１１の搖動する角度(θ１)がさらに大きくなり、結局、切断ホイール１０の切断刃１２が基板１５に対し垂直状態を維持できなくなるので、基板１５の表面に形成される溝が不規則になる。

このように切断ホイール１０の円形体１１に偏磨耗が発生すると、切断刃１２の磨耗が激しくない場合も、切断ホイール１０をそれ以上使用することができず交替しなればならないので、装備の稼動が頻繁に中断されて生産性が低下するという不都合な点があった。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、切断ホイールの円形体が磨耗することを防止できる液晶表示パネルの切断装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明に係る液晶表示パネルの切断装置は、紡錘形の切断ホイールと、前記切断ホイールの中心部の直径に沿って備えられた切断刃と、前記切断ホイールが装着されるホルダーと、前記ホルダーに備えられ、前記切断ホイールを固定及び支持する支持部と、を備えて構成されることを特徴とする。

本発明に係る液晶表示パネルの切断装置においては、硬度の大きい材質により製作された紡錘形の切断ホイールと支持部とが面接触して回転することにより切断ホイールの磨耗を抑制することができ、切断ホイールの磨耗が発生しても切断ホイールの揺動を最小化できるという効果がある。
従って、切断ホイールの切断刃が基板に対し垂直状態を長時間維持するようになり、切断ホイールの寿命を延長することができるので、切断ホイールの交替周期が延長して装備の稼動率が増大し、生産性が向上するという効果があり、切断ホイールの購入費用のような生産原価を低減できるという効果がある。
また、基板との摩擦により切断ホイールの切断刃が磨耗した場合は、切断ホイールをホルダーから取外して切断刃を研磨し、再びホルダーに装着して再使用できるので、切断ホイールの寿命をさらに延長できるという効果がある。

以下、本発明に係る液晶表示パネルの切断装置を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施例による液晶表示パネルの切断装置を示す例示図である。
図１を参照すると、切断ホイール１００は、二つの円錐を底面で重ね合わせたような形状を有する紡錘形に製作され、該切断ホイール１００の中心部の直径に沿って切断刃１１０が備えられる。図２は、前記切断ホイール１００をより詳細に示す例示図である。
また、一対ののホルダー１２１、１２２は、前記切断ホイール１００を装着及び取外しできるように、切断ホイール１００の両側面から遠ざかる方向または近づく方向に移動される。
且つ、前記一対ののホルダー１２１、１２２には、支持部１３１、１３２が備えられ、それら支持部１３１、１３２は、前記切断ホイール１００の一部と面接触して前記切断ホイール１００を固定及び支持する。

図３は、前記支持部１３１、１３２をより詳細に示す例示図で、図示するように、支持部１３１、１３２の本体部１３０は円柱状に製作され、該本体部１３０の中心部に第２貫通ホール１３３が備えられ、該第２貫通ホール１３３の直径が本体部１３０の一側底面に行くほど次第に増加するように製作されて傾斜面１３４を有し、該傾斜面１３４に前記切断ホイール１００が面接触する。

一方、図４Ａ〜図４Ｃは、前記ホルダー１２１、１２２と支持部１３１、１３２との多様な結合形態を示す例示図である。
まず、図４Ａに示すように、支持部１３１、１３２がホルダー１２１、１２２の互いに対向する面から突出されるようにホルダー１２０、１２１と結合して、前記切断ホイール１００を固定及び支持することができる。このとき、ホルダー１２１、１２２には、前述した支持部１３１、１３２に備えられた第２貫通ホール１３３から延長される第１貫通ホール１２３を備えることができる。
そして、図４Ｂに示すように、支持部１３１、１３２をホルダー１２１、１２２の互いに対向する面に備えられた溝に結合して、前記切断ホイール１００を固定及び支持することができる。このとき、ホルダー１２１、１２２には、前述した支持部１３１、１３２に備えられた第２貫通ホール１３３から延長される第１貫通ホール１２３を備えることができ、前記ホルダー１２１、１２２の対向面に備えられた溝は、図４Ｃのように製作することもできる。

このような本発明の第１実施例による液晶表示パネルの切断装置は、紡錘形の切断ホイール１００と、該切断ホイール１００が装着される一対のホルダー１２１、１２２と、それらホルダー１２１、１２２に備えられ、前記切断ホイール１００の一部と面接触して切断ホイール１００を固定及び支持する支持部１３１、１３２との結合構造を特徴とし、前記切断ホイール１００及び支持部１３１、１３２は、硬度の大きいタングステン(W)、超硬合金(タングステンカーバイド(WC)やチタニウムカーバイド(TiC))、または多結晶ダイヤモンド(polycrystalline diamond；PCD)材質により製作することができる。このとき、切断ホイール１００及び支持部１３１、１３２は、摩擦による磨耗を最小化するために、同じ硬度を有する材質により製作することができる。
前述したように、支持部１３１、１３２に面接触して固定及び支持され、ホルダー１２１、１２２に装着された切断ホイール１００は、所定圧力で基板に密着されて回転しながら、基板の表面に所定深さの溝を形成する。このように基板に溝が形成された後、外部の衝撃によりクラックが下方に伝播されるようにして基板を切削する。

従来は、図１１に示すように、切断ホイール１０に備えられたホール１３での切断ホイール１０の円形体１１と支持軸１４との摩擦により切断ホイール１０の円形体１１が磨耗し、ホール１３の中心部に比べて縁部に行くほど磨耗度が激しくなることにより、支持軸１４に固定された切断ホイール１０の揺動角度(θ１)がさらに大きくなり、結局、切断ホイール１０の切断刃１２が基板１５に対し垂直状態を維持できなくなるので、切断ホイール１０をそれ以上使用することができず交替しなければならないという不都合な点があった。
然し、本発明の第１実施例による液晶表示パネルの切断装置は、紡錘形の切断ホイール１００及びホルダー１２１、１２２に備えられた支持部１３１、１３２が硬度の大きい材質により製作され、紡錘形の切断ホイール１００と支持部１３１、１３２とが面接触して回転されることにより、切断ホイール１００の磨耗を抑制することができ、切断ホイール１００の磨耗が発生しても切断ホイール１００の揺動を最小化することができる。

また、基板との摩擦により切断ホイール１００の切断刃１１０が磨耗した場合は、切断ホイール１００をホルダー１２１、１２２から取外して切断刃１１０を再研磨し、再びホルダー１２１、１２２に装着して再使用することができる。
一方、このような本発明の第１実施例による液晶表示パネルの切断装置は、切断ホイール１００の切断刃１１０が基板との滑りに脆弱で基板の表面に非正常的な溝を形成することがあり、基板の表面に形成された溝からクラックの伝播方向を精密に制御しにくい。
また、基板の表面に所望の深さの溝を形成するために切断刃１１０と基板間の密着圧力を比較的高く設定するため、前述した切断刃１１０の滑りがさらに深化し、切断刃１１０及び基板の接触部を除いた基板の他の部位が損傷する恐れがあるという不都合な点があった。

以下、このような問題に鑑みてなされた本発明の第２実施例による液晶表示パネルの切断装置について、図５を参照して説明する。
切断ホイール２００は、二つの円錐を底面で重ね合わせたような形状を有する紡錘形に製作され、該切断ホイール２００の中心部の直径に沿って切断刃２１０が備えられる。このとき、切断刃２１０は、切断ホイール２００の中心部の直径に沿って所定間隔の凹凸構造を有する。
また、一対のホルダー２２１、２２２は、前記切断ホイール２００を装着及び取外しできるように、切断ホイール２００の両側面から遠ざかる方向または近づく方向に移動される。
且つ、前記一対のホルダー２２１、２２２には、支持部２３１、２３２が備えられ、それら支持部２３１、２３２は、前記切断ホイール２００の一部と面接触して前記切断ホイール２００を固定及び支持する。

このような本発明の第２実施例による液晶表示パネルの切断装置は、本発明の第１実施例と同様に、紡錘形の切断ホイール２００と、該切断ホイール２００が装着される一対のホルダー２２１、２２２と、それらホルダー２２１、２２２に備えられ、前記切断ホイール２００の一部と面接触して切断ホイール２００を固定及び支持する支持部２３１、２３２との結合構造を特徴とし、前記切断ホイール２００及び支持部２３１、２３２は、硬度の大きいタングステン、超硬合金(タングステンカーバイド(WC)やチタニウムカーバイド(TiC))、または多結晶ダイヤモンド材質により製作することができる。このとき、切断ホイール２００及び支持部２３１、２３２は、摩擦による磨耗を最小化するために、同じ硬度を有する材質により製作することができる。
然し、前記切断ホイール２００の中心部の直径に沿って備えられた切断刃２１０は、本発明の第１実施例と異なって、所定間隔の凹凸構造を有することを特徴とする。

このような本発明の第２実施例による切断ホイール２００は、凹凸構造の切断刃２１０が適用されることにより、前述した本発明の第１実施例による切断ホイール１００の切断刃１１０に比べて基板との滑りを抑制して、基板の表面に非正常的な溝が形成されることを防止することができる。
且つ、凹凸構造の切断刃２１０は、基板に密着されて回転しながら基板の表面に衝撃を与えるため、クラックの伝播が一定の方向に偏重されて基板の切削をより容易にする。
また、前記切断刃２１０と基板間の密着圧力を低くする場合も基板の切削が可能であるため、切断刃２１０の滑りをより抑制することができ、切断刃２１０及び基板の接触部を除いた基板の他の部位が損傷することを防止することができる。

図６は、前述した本発明の第１実施例及び第２実施例による液晶表示パネルの切断装置の各部品を示す例示図である。
図６を参照すると、紡錘形の切断ホイール１００、２００の中心部の直径は、ほぼ２.０〜４.０mm程度で、切断ホイール１００、２００は、縦軸を基準にとしてほぼ１１０〜１３０゜程度の角度に研磨される。
また、前記紡錘形の切断ホイール１００、２００が装着され、固定及び支持される一対のホルダー１２１、１２２、２２１、２２２及び支持部１３１、１３２、２３１、２３２は、それぞれほぼ２.２８mm程度の幅に製作され、それら一対のホルダー１２１、１２２、２２１、２２２及び支持部１３１、１３２、２３１、２３２間に紡錘形の切断ホイール１００、２００が装着されるギャップは、ほぼ２.４４mm程度に製作され、一対のホルダー１２１、１２２、２２１、２２２及び支持部１３１、１３２、２３１、２３２間に紡錘形の切断ホイール１００、２００が装着された全体の幅は、ほぼ７〜８mm程度である。

詳しくは、図７に示すように、前記切断ホイール１００、２００は、円錐形状の頂点間の距離がほぼ３.０〜４.０mm程度に製作され、切断ホイール１００、２００の中心部の直径に沿って備えられた切断刃１１０、２１０は、縦軸を基準としてほぼ１１０〜１３０゜程度に研磨され、切断ホイール１００、２００の研磨された角度に比べて大きい値の研磨された角度を有するように製作される。
且つ、前記切断ホイール１００、２００の研磨された角度に比べて大きい値の研磨された角度を有するように製作された切断刃１１０、２１０は、ほぼ０.６３５mm程度の幅を有するように製作される。

本発明の第１実施例による液晶表示パネルの切断装置を示す例示図である。 図１において、切断ホイールをより詳細に示す例示図である。 図１において、支持部をより詳細に示す例示図である。 図１において、ホルダーと支持部との多様な結合形態を示す例示図である。 図１において、ホルダーと支持部との多様な結合形態を示す例示図である。 図１において、ホルダーと支持部との多様な結合形態を示す例示図である。 本発明の第２実施例による液晶表示パネルの切断装置を示す例示図である。 本発明の第１実施例及び第２実施例による液晶表示パネルの切断装置の各部品を示す例示図である。 図６において、切断ホイールをより詳細に示す例示図である。 液晶表示パネルの切断ホイールの一例を示す例示図である。 切断ホイールがホルダーと結合された状態を示す例示図である。 切断ホイールが搖動される角度を示す例示図である。 切断ホイールが磨耗した状態を示す例示図である。

符号の説明

１００ 切断ホイール
１１０ 切断刃
１２１、１２２ ホルダー
１３１、１３２ 支持部

Claims (19)

1. 紡錘形の切断ホイールと、
   前記切断ホイールの中心部の直径に沿って備えられた切断刃と、
   前記切断ホイールが装着されるホルダーと、
   前記ホルダーに備えられ、前記切断ホイールを固定及び支持する支持部と、
   を備えて構成されることを特徴とする液晶表示パネルの切断装置。
2. 前記切断ホイール及び切断刃は、一体型に製作されたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
3. 前記切断ホイールは、前記支持部と同じ材質により製作されたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
4. 前記切断ホイール及び支持部の材質は、タングステン、超硬合金及び多結晶ダイヤモンドから選択された何れか一つの材質により製作されたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
5. 前記超硬合金は、タングステンカーバイド及びチタニウムカーバイドから選択された何れか一つであることを特徴とする請求項４記載の液晶表示パネルの切断装置。
6. 前記支持部は、前記切断ホイールの一部と面接触することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
7. 前記支持部は、円柱状の本体部と、前記本体部の中心部に備えられた貫通ホールとを備え、前記貫通ホールの直径が本体部の一側底面に行くほど次第に増加するように製作されて傾斜面を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
8. 前記支持部の傾斜面に切断ホイールが接触することを特徴とする請求項７記載の液晶表示パネルの切断装置。
9. 前記支持部は、ホルダーの一側面から突出されるように結合されたことを特徴とする請求項７記載の液晶表示パネルの切断装置。
10. 前記支持部は、ホルダーの一側面に備えられた溝に結合されたことを特徴とする請求項７記載の液晶表示パネルの切断装置。
11. 前記ホルダーには、支持部に備えられた貫通ホールから延長される貫通ホールが備えられたことを特徴とする請求項９記載の液晶表示パネルの切断装置。
12. 前記ホルダーには、支持部に備えられた貫通ホールから延長される貫通ホールが備えられたことを特徴とする請求項１０記載の液晶表示パネルの切断装置。
13. 前記切断刃は、凹凸構造であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
14. 前記紡錘形の切断ホイールの中心部の直径は、約２.０〜４.０mmの範囲であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
15. 前記紡錘形の切断ホイールの円錐形状の頂点間の距離は、約３.０〜４.０mmの範囲であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
16. 前記紡錘形の切断ホイールの研磨角度は、縦軸を基準として約１１０〜１３０゜の範囲を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
17. 前記ホルダー及び支持部間に切断ホイールが装着された全体の幅は、約７〜８mmの範囲を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
18. 前記切断刃は、切断ホイールの研磨された角度に比べて大きい値の研磨された角度を有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの切断装置。
19. 前記切断刃の研磨角度は、縦軸を基準として約１１０〜１３０゜の範囲を有することを特徴とする請求項１８記載の液晶表示パネルの切断装置。
    

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