JP2006151761A - ガラス基板切断装置 - Google Patents

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Tomotaka Eguchi
朋孝 江口
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Optrex Corp
オプトレックス株式会社
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Abstract

【課題】 キャスタ角が付けられたホイールカッタを有するガラス基板切断装置において、被切断ガラス基板を直線状のみならず、曲線部を含む種々の異形形状に正確に切り出すことができるようにする。
【解決手段】 被切断ガラス基板をほぼ水平に支持するワークテーブル上の所定高さ位置に配置され、被切断ガラス基板と平行な平面内でX−Y方向に移動可能な移動台21と、移動台21に垂直回転軸線Pを有する回転支軸22を介して回転可能に支持されるカッターホルダ23とを含み、カッターホルダ23に被切断ガラス基板にスクライブ溝を形成するホイールカッタ25が設けられているガラス基板切断装置において、ホイールカッタ25のキャスタ角を可変とするキャスタ角調整手段(レバー24,アクチュエータ26)を備えた構成とする。
【選択図】 図2

Description

本発明はガラス基板の切断装置に関し、さらに詳しく言えば、例えば液晶表示パネルに含まれるガラス基板を直線状のみならず曲線状にも切断するのに好適なガラス基板の切断装置に関するものである。
液晶表示パネルは、一方の面に透明電極が形成された観察面側と反観察面側のガラス基板の一対を、それら透明電極形成面同士を対向させて周辺シール材を介して圧着した後、そのガラス基板間の空セル内に液晶物質を封入することにより構成される。
これを実際に製造するにあたっては、生産性を考慮して、観察面側のガラス基板と反観察面側のガラス基板とを別々に大判サイズのマザー基板で多面取りし、そのマザー基板の貼り合わせ体から列方向もしくは行方向に沿って多連基板を切り出すと同時に液晶注入口出しを行い、その液晶注入口から多連基板に含まれる各空セル内に一括して液晶物質を注入して封口したのち、多連基板から個々の液晶表示パネルを切り出すようにしている。
このマザー基板から列方向もしくは行方向に沿っての多連基板の切り出し、多連基板から個々の液晶表示パネルの切り出しは、例えば特許文献1に示されているように、ホイールカッタ(回転刃)を用いてのスクライブ切断法によるのが一般的である。
スクライブ切断法とは、ホイールカッタにてガラス基板の一方の面に所定深さのスクライブ溝を形成したのち、ガラス基板の他方の面からスクライブ溝に目がけて曲げ応力を加えることにより、そのスクライブ溝に沿ってガラス基板を分断する方法である。
通常、液晶表示パネルは矩形状であるため、そのガラス基板をホイールカッタによってスクライブ切断する際、その矩形状の各辺に沿ってホイールカッタをまっすぐに直進させる必要がある。この直進の安定性を確保するため、ホイールカッタにはキャスタ角が付けられるが、その切断ユニットの一例を図3に示す。
これによると、この切断ユニットは、図示しない被切断ガラス基板上をX−Y方向に移動自在な移動台1と、移動体1に垂直回転軸線Pを有する回転支軸2を介して支持されたカッターホルダ3とを備え、カッターホルダ3の下端に超硬ホイールなどのホイールカッタ4が設けられるが、この例では、ホイールカッタ4の回転中心軸Oを回転支軸2の垂直回転軸線Pからずらすことにより、ホイールカッタ4に所定のキャスタ角θを付与し、移動台1が矢印A方向に移動する際の直進安定性を確保するようにしている。
ところで、最近の液晶表示パネルの分野では、矩形パネルのみでなく例えば楕円形などの曲線部を有する異形パネルが求められることがある。この種の異形パネルの切り出しもスクライブ切断法によって行われるが、図3に示す従来の切断ユニットでは、これに対応できない場合がある。
すなわち、上記従来の切断ユニットにおいては、被切断ガラス基板にスクライブ溝を形成するにあたって、回転支軸2の垂直回転軸線Pが液晶表示パネルの切断すべき外形線上をトレースするように移動台1が動かされるが、ホイールカッタ4の回転中心軸Oが回転支軸2の垂直回転軸線Pからずれているため、特にスクライブ溝を入れる部分の円弧曲率が小さい場合には、垂直回転軸線Pのトレース軌跡からホイールカッタ4がずれてしまい、異形パネルを設計どおり正確に切り出せないことがある。
特開平9−295822号公報
したがって、本発明の課題は、キャスタ角が付けられたホイールカッタによるガラス基板切断装置において、被切断ガラス基板を直線状のみならず、曲線部を含む種々の異形形状に正確に切り出すことができるようにすることにある。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、被切断ガラス基板をほぼ水平に支持するワークテーブルと、上記ワークテーブル上の所定高さ位置に配置され上記被切断ガラス基板と平行な平面内でX−Y方向に移動可能な移動台と、上記移動台に垂直回転軸線を有する回転支軸を介して回転可能に支持されるカッターホルダとを含み、上記カッターホルダに上記被切断ガラス基板にスクライブ溝を形成するホイールカッタが設けられているガラス基板切断装置において、上記ホイールカッタのキャスタ角を可変とするキャスタ角調整手段を備えていることを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、上記請求項1において、上記キャスタ角調整手段が、上記カッターホルダに回動可能に軸支され下端側の一端に上記ホイールカッタを有するレバーと、上記レバーを駆動するアクチュエータと、上記アクチュエータを制御する制御部とを備えていることを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明は、上記請求項2において、上記制御部は、上記移動台の移動方向情報に基づいて形成すべき上記スクライブ溝が直線状であるか曲線状であるかを判断し、直線状である場合には上記アクチュエータに上記キャスタ角を大きする信号を与え、曲線状である場合には上記アクチュエータに上記キャスタ角を小さくする信号を与えることを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、上記キャスタ角調整手段にてホイールカッタのキャスタ角を任意に設定することができるため、キャスタ角を大きくすることにより、ホイールカッタの直進安定性が高められ、まっすぐなスクライブ溝を形成することができる。これに対して、キャスタ角を小さくすることにより、ホイールカッタの曲線追従性が高められ、曲線に沿って正確にスクライブ溝を形成することができる。
請求項2に記載の発明によれば、アクチュエータによってレバーを回動させるという簡単な構成にてホイールカッタのキャスタ角を任意に変更することができる。また、請求項3に記載の発明によれば、例えばCAD図面などの設計データに基づいてホイールカッタのキャスタ角を自動的に設定することができる。
次に、本発明の実施形態を図1および図2を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図1(a)は本発明によるガラス基板切断装置を示す概略的な平面図,図1(b)はその正面図,図2(a)(b)はスクライブヘッドユニットの異なる作動状態を示す側面図である。
図1(a)(b)に示すように、このガラス基板切断装置は、基本的な構成として、基台33上においてY軸方向(図1において上下方向)に往復動可能な装置本体10と、装置本体10にX軸方向(図1において左右方向)に往復動可能に支持されるスクライブヘッドユニット(切断ユニット)20とを備えている。
基台33の上面は水平面として形成されており、その上面には装置本体10の移動を案内するための一対のガイドレール31,31がY軸方向に沿って互いに平行に配置されている。装置本体10側にはガイドレール31,31に対する走行体12,12が設けられている。
ガイドレール31,31間にはワークテーブル32が配置されており、このワークテーブル32上に被切断ガラス基板Gが水平状態で載置される。ワークテーブル32上での被切断ガラス基板Gのずれを防止するため、ワークテーブル32は負圧吸着手段などの固定手段を備えていることが好ましい。
この実施形態の説明において、被切断ガラス基板Gは先の従来例で説明したように液晶表示パネルを構成するため周辺シール材を介して圧着された2枚のガラス基板の積層体を想定しているが、これ以外のガラス基板単体であってもよい。
図1(b)に示すように、装置本体10の側面にはスクライブヘッドユニット20の移動を案内するための1対のガイドレール11,11がX軸方向に沿って互いに平行に設けられており、スクライブヘッドユニット20側にはガイドレール11,11に摺動自在に係合する図示しないガイド溝が形成されている。
装置本体10およびスクライブヘッドユニット20の移動手段は、図示しないサーボモータにより駆動される送りねじ軸や無端ベルトなどが適用されてよい。装置本体10がY軸方向に移動可能、その装置本体10に対してスクライブヘッドユニット20がX軸方向に移動可能であることから、スクライブヘッドユニット20は被切断ガラス基板Gと平行なX−Y平面内において任意の方向に移動可能である。
したがって、図1(a)に示すように、例えば矩形状の被切断ガラス基板Gから楕円状のガラス基板G1を切り出す際、スクライブヘッドユニット20のX軸方向およびY軸方向の移動量を制御することにより、スクライブヘッドユニット20を楕円状のガラス基板G1の外形線に沿って移動させることができる。
本発明においては、このようにスクライブヘッドユニット20が被切断ガラス基板Gと平行なX−Y平面内において任意の方向に移動可能であればよく、図1に示すX−Y移動手段の構成はその一例であって、本発明はこれに限定されるものではない。
次に、図2により本発明の要部であるスクライブヘッドユニット20の構成について説明する。このスクライブヘッドユニット20は、上記装置本体10のガイドレール11に沿ってX軸方向に往復的に移動可能な移動台21を備えている。
この移動台21の底面側(被切断ガラス基板Gと対向する側の面)には、垂直回転軸線(作動軸)Pを有する回転支軸22を介してカッターホルダ23が、その作動軸Pを中心として自由に回転し得るように支持されている。回転支軸22は、図示しない昇降駆動手段に連結されており、カッターホルダ23をZ軸方向(垂直方向)に昇降可能に支持している。
カッターホルダ23には、レバー24が軸支されている。この例において、レバー24は、そのほぼ中央部分にカッターホルダ23に対する軸支点24aを有し、下端側でホイールカッタ25を支持している。カッターホルダ23はアクチュエータ26を備え、レバー24の上端にはアクチュエータ26の駆動アーム261が連結されている。
このガラス基板切断装置によれば、アクチュエータ26によってホイールカッタ25のキャスタ角が任意に設定される。ここで、キャスタ角とは、ホイールカッタ25の回転中心軸Oとレバー24の軸支点24aとを結ぶ直線と垂直線との交角である。アクチュエータ26にはソレノイドやモータなどが用いられるが、微動調整が可能であることからすればモータが好ましく、その中でもギャードモータが特に好ましい。
このガラス基板切断装置は、アクチュエータ26を駆動制御する制御部30を備えている。制御部30にはCPUやマイクロコンピュータなどが用いられ、この例において、制御部30は図1(a)に示すように装置本体10に搭載されている。
制御部30は、図示しない外部制御装置から移動台21の移動方向情報(例えば、切り出すべきガラス基板のCADデータや移動台21のX−Y座標データ)を得てアクチュエータ26にキャスタ角変更信号を出力する。
また、制御部30は、被切断ガラス基板Gにスクライブ溝を形成する際、回転支軸22に連結されている図示しない上記昇降駆動手段にZ軸下降信号を与えて、ホイールカッタ25を被切断ガラス基板Gに所定の圧力で押し付ける。
被切断ガラス基板Gにスクライブ溝を形成する際、移動台21は、図1に示すX−Y移動手段にて回転支軸22の作動軸Pが仮想の切断線上をなぞるように、その移動方向が制御される。
その際、切断線が直線である場合には、制御部30はアクチュエータ26に対してキャスタ角を大きくする信号を与える。これにより、図2(a)に示すように、ホイールカッタ25に大きなキャスタ角θ1が付与され、直進の安定性が高められる。
これに対して、切断線が曲線である場合には、制御部30はアクチュエータ26に対してキャスタ角を小さくする信号を与える。これにより、図2(b)に示すように、ホイールカッタ25に小さなキャスタ角θ2が付与され、曲線に対する追従性が高められる。
なお、図1(a)に示すように、被切断ガラス基板Gから楕円状のガラス基板G1を切り出す場合、全体が曲線であるため、そのキャスタ角は直線のときに与えられるキャスタ角よりも小さくされるが、長軸方向の曲線部分は曲率が大きく、短軸方向の曲線部分は曲率が小さいため、短軸方向の曲線部分では長軸方向の曲線部分よりもキャスタ角がより小さくされる。
上記の例では、ホイールカッタ25を支持するレバー24の軸支点24aをレバーの中央部分に設けているが、その軸支点をレバー24の上端に設けてレバー24を片持のカンチレバーとしてもよい。その場合、アクチュエータ26の駆動アーム261はレバー24の中間部分に連結されることになる。
また、上記の例では、レバー24の軸支点24aを回転支軸22の作動軸Pから若干ずらしているが、レバー24の軸支点24aを回転支軸22の作動軸Pの真下に配置してもよい。この場合、キャスタ角を0とするとホイールカッタ25の回転中心軸Oは回転支軸22の作動軸Pと一致することになる。
さらには、レバー24を用いることなくホイールカッタ25のキャスタ角を変更することもできる。例えば、アクチュエータ26をカッターホルダ23の下端側に配置し、その駆動アーム261にてホイールカッタ25を水平方向に移動可能に支持し、回転支軸22の作動軸Pとホイールカッタ25の回転中心軸Oとの距離を調節可能とする。
これによれば、その距離を広げることにより大きなキャスタ角が得られ、距離を狭めることによりキャスタ角を小さくすることができ、ホイールカッタ25の回転中心軸Oを回転支軸22の作動軸Pと一致させたときキャスタ角は0になる。
上記実施形態では、液晶表示パネルを構成する積層された2枚のガラス基板を切断対象としているが、本発明のガラス基板装置の切断対象はこれに限られるものでなく、他のガラス基板の切断にも適用可能である。
(a)本発明のガラス基板切断装置を示す概略的な平面図,(b)同ガラス基板切断装置を示す概略的な正面図。 本発明のガラス基板切断装置が備えるスクライブヘッドユニットを模式的に示す側面図で、(a)キャスタ角を大きくした状態を示す側面図,(b)キャスタ角を小さくした状態を示す側面図。 スクライブ切断に用いられる従来の切断ユニットを示す模式的な側面図。
符号の説明
10 装置本体
11 ガイドレール
12 走行体
20 スクライブヘッドユニット
21 移動台
22 回転支軸
23 カッターホルダ
24 レバー
25 ホイールカッタ
26 アクチュエータ
30 制御部
33 基台
31 ガイドレール
32 ワークテーブル
θ1,θ2 スクライブ角

Claims (3)

  1. 被切断ガラス基板をほぼ水平に支持するワークテーブルと、上記ワークテーブル上の所定高さ位置に配置され上記被切断ガラス基板と平行な平面内でX−Y方向に移動可能な移動台と、上記移動台に垂直回転軸線を有する回転支軸を介して回転可能に支持されるカッターホルダとを含み、上記カッターホルダに上記被切断ガラス基板にスクライブ溝を形成するホイールカッタが設けられているガラス基板切断装置において、
    上記ホイールカッタのキャスタ角を可変とするキャスタ角調整手段を備えていることを特徴とするガラス基板切断装置。
  2. 上記キャスタ角調整手段が、上記カッターホルダに回動可能に軸支され下端側の一端に上記ホイールカッタを有するレバーと、上記レバーを駆動するアクチュエータと、上記アクチュエータを制御する制御部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板切断装置。
  3. 上記制御部は、上記移動台の移動方向情報に基づいて形成すべき上記スクライブ溝が直線状であるか曲線状であるかを判断し、直線状である場合には上記アクチュエータに上記キャスタ角を大きする信号を与え、曲線状である場合には上記アクチュエータに上記キャスタ角を小さくする信号を与えることを特徴とする請求項2に記載のガラス基板切断装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244864B1 (ko) 2010-11-25 2013-03-19 한밭대학교 산학협력단 곡면유리 절단장치
JP2015223819A (ja) * 2014-05-30 2015-12-14 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライブヘッド並びにスクライブ装置

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