JP2015013783A - 貼り合わせ基板の加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 端子領域を覆う端材部分を効率よく確実に除去することができる貼り合わせ基板の加工装置を提供する。
【解決手段】 第一基板Ｇ１と第二基板Ｇ２とを貼り合わせた貼り合わせ基板Ｍであって、第一基板Ｇ１の少なくとも一辺部に近接した部分に端子領域Ｔを形成するためのスクライブラインＳ３が形成され、端子領域Ｔを覆う端材部分ＥをスクライブラインＳ３に沿って除去する貼り合わせ基板の加工装置において、貼り合わせ基板Ｍを載置して搬送するコンベア１１と、コンベア１１によって搬送される貼り合わせ基板の端材部分Ｅの表面に当接する進退可能な当接体１２とからなり、コンベア１１は、貼り合わせ基板の端材部分Ｅを当接体１２近傍まで搬送し、当接体１２を端材部分Ｅに当接させた状態で貼り合わせ基板の残りの部分を当接体１２から遠ざける方向に搬送するようにして端材部分Ｅを除去する。
【選択図】図６

Description

本発明は、脆性材料基板を貼り合わせた貼り合わせ基板を分断して、複数の単位基板を得る貼り合わせ基板の加工装置に関する。さらに詳細には、貼り合わせ基板から単位基板を得る際に、単位基板の周辺に外部接続用の端子領域を形成するようにして分断する貼り合わせ基板の加工装置に関する。本発明の加工装置は、例えば液晶表示パネルの単位表示パネル等の加工に利用される。

液晶表示パネルの製造では、二枚の大面積ガラス基板を使用し、一方の基板上にカラーフィルタＣＦ（Color Filter）を形成し、他方の基板上に液晶を駆動する薄膜トランジスタＴＦＴ（Thin Film Transistor）および外部接続のための端子領域を形成する。そして、これら二枚の基板を貼り合わせるとともに液晶を封入したマザー基板を形成し、次いで、一つ一つの単位表示パネルに分断する。

一般に、マザー基板を単位表示パネルに分断する工程では、カッターホイールを用いた分断方法が利用される。この場合、まず、マザー基板を構成する二枚の基板（ＣＦ側基板とＴＦＴ側基板）のそれぞれに対し、分断予定位置にカッターホイールを圧接して相対移動させることにより各基板にスクライブライン（スクライブ溝）を刻む。次いでスクライブラインに沿って撓ませるように力を加えてブレイクすることにより、マザー基板を単位表示パネルごとに完全分断する。そして分断された一つ一つの単位表示パネルを、搬送ロボットにより後工程に移送する。

これら一連の基板加工を上下二面に対し同時に行って、効率よく加工するための基板加工システム（基板分断システム）や基板加工方法が既に開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。これらの文献によれば、上下一対のカッターホイールでマザー基板を上下方向から両面同時にスクライブし、次いでスチームブレイク機構やローラブレイク機構により両面同時にブレイクを行って単位表示パネルに分断する。そうして得られた単位表示パネルを一つずつ取り出して後工程に送るようにしている。

マザー基板は、カラーフィルタが形成された側の第一基板（ＣＦ側基板）と、ＴＦＴおよび端子領域が形成された側の第二基板（ＴＦＴ側基板）とを、シール材を挟んで貼り合わせるようにしてある。

端子領域は、ＴＦＴと外部機器との間で信号線が接続される領域であることから、端子領域を露出させる必要がある。そのため、マザー基板を単位表示パネルに分断する際に、端子領域に対向する第一基板（ＣＦ側基板）の部位に対し、端子領域の外側端（すなわち単位表示パネルの周辺）に沿って分断するとともに、端子領域の外側端から信号線を取り付けるために必要な幅（端子幅）を、端材として切除するようにしている。

図９は、液晶表示パネル用マザー基板の基板レイアウトの一例を示す平面図である。図では、マザー基板Ｍ上に合計８個の単位表示パネルＵが配置されている。なお、図９（ａ）は、マザー基板Ｍから切り出される単位表示パネルＵの端子領域Ｔが周囲四辺のうちの一辺に形成される場合を示し、図９（ｂ）は二辺の場合、図９（ｃ）は三辺の場合をそれぞれ示している。

また、図１０は、図９のマザー基板Ｍから切り出した単位表示パネルＵに形成された端子領域Ｔを説明する図（平面図、正面図、右側面図）である。このうち、図１０（ａ）は端子領域Ｔが一辺に形成された一端子の単位表示パネルＵを示し、図１０（ｂ）は端子領域Ｔが二辺に形成された二端子の単位表示パネルＵ、図１０（ｃ）は端子領域Ｔが三辺に形成された三端子の単位表示パネルＵをそれぞれ示している。また、これ以外にも端子領域が四辺に形成された四端子表示パネルがある。端子領域が形成される辺の数は、単位表示パネルＵに含まれる画素数に応じて選択される。

マザー基板を分割する際には、図１１に示すように、隣接する単位表示パネルＵ１、Ｕ２の境界近傍において、二種類のカット面が形成されることになる。
その一つは、第一基板Ｇ１と第二基板Ｇ２との端面が揃うように、両方の基板が分断（フルカット）されるカット面であり、これをジャストカット面Ｃａという。ジャストカット面Ｃａは、単位表示パネルＵ１と単位表示パネルＵ２とを完全分離する面である。
もう一つは、ジャストカット面Ｃａから端子幅Ｗだけ離れた位置で第一基板Ｇ１だけが分断されるカット面であって、これを端子カット面Ｃｂという。端子カット面Ｃｂは、端子領域Ｔを露出させるために分断されるカット面である。そして、ジャストカット面Ｃａと端子カット面Ｃｂとの間の第一基板Ｇ１には端材部分Ｅが発生することになる。

上記したジャストカット面Ｃａ並びに端子カット面Ｃｂのスクライブ加工は、一般的には次のようにして行われる。
図１２（ａ）に示すように、第一基板Ｇ１側のジャストカット面Ｃａの位置にカッターホイールＫ１を圧接するとともに、第二基板Ｇ２側のジャストカット面Ｃａの位置にカッターホイールＫ２を圧接して第一回目のスクライブ加工を行う。

次いで、図１２（ｂ）に示すように、加工しようとする端子カット面Ｃｂの位置にカッターホイールＫ１を圧接し、該カッターホイールＫ１に相対する第二基板Ｇ２の表面の位置にバックアップローラＫ３（周面が平らなローラ）を圧接し、第二回目のスクライブ加工を行う。第二回目のスクライブ加工では、端子カット面Ｃｂのスクライブラインの溝は第一基板Ｇ１のみを完全分断する深さで加工される。

このあと、マザー基板は図１２（ｃ）に示すようにブレイク装置（図示せず）に送られてジャストカット面Ｃａから分断され、次いで、端子部分Ｅは吸引エアによる吸着盤等（図示せず）によって基板から引き離されて除去される。

国際公開ＷＯ２００５／０８７４５８号公報 国際公開ＷＯ２００２／０５７１９２号公報

近年、液晶表示パネルは、素材の有効利用や液晶表示装置の厚みを薄くするという観点から、マザー基板の厚みをこれまで以上に薄くすることが要求されており、具体的には第一基板Ｇ１並びに第二基板Ｇ２の厚みを０．０５〜０．２ｍｍ程度とすることが求められている。また、単位表示パネルに形成される端子領域の幅、すなわち、端子幅についても狭小化が求められ、具体的には１〜２ｍｍ程度にまで小さくすることが求められている。

端子幅を１〜２ｍｍまで狭小化すると、図１２（ｃ）のように端材部分Ｅが端子カット面Ｃｂ側に付着した状態で切り出されたときに、吸着盤が吸着するためのエリアがなくなり、端材部分Ｅを除去することができない。また、チャックなどで掴んで引き離すことも困難になる。加えて、第一基板並びに第二基板の厚みが０．０５〜０．２ｍｍまで薄くなると基板同士に密着力が発生し、端子部分の除去が一層困難なものになる。

そこで本発明は、上記した課題に鑑み、端子領域を覆う端材部分を効率よく、しかも確実に除去することができる貼り合わせ基板の加工装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明では次のような技術的手段を講じた。すなわち本発明は、第一基板と第二基板とを貼り合わせた貼り合わせ基板であって、前記第一基板の少なくとも一辺部に近接した部分に端子領域を区分けするスクライブラインが形成され、該端子領域を覆う端材部分を前記スクライブラインに沿って除去する貼り合わせ基板の加工装置において、前記貼り合わせ基板を載置して搬送するコンベアと、前記コンベアによって搬送されてきた前記貼り合わせ基板の前記端材部分の表面に当接する進退可能な当接体とからなり、前記コンベアは、前記貼り合わせ基板の前記端材部分を前記当接体の近傍位置まで搬送し、前記当接体が前記端材部分に当接した後も前記当接体を当接させた状態で前記貼り合わせ基板のその余の部分を前記当接体から遠ざける方向に搬送する構成とした。

本発明は上記の構成としたから、端子領域を覆う端材部分の表面に当接体を軽く押しつけた状態で貼り合わせ基板をコンベアにより遠ざける方向に移行させることにより、端材部分を確実に引き離して除去することが可能となる。したがって、従来のように吸着盤で吸着するためのエリアを確保することのできない幅狭の端材部分であっても、確実に貼り合わせ基板から端材部分を除去することができ、不良品の発生を著しく抑制することができる。また、本発明は当接体を押しつけた状態で貼り合わせ基板を遠ざけることによって端材部分を除去するものであるから、貼り合わせ基板の各基板が仮に０．０５〜０．２ｍｍと薄い材料で形成されていて、基板間に密着力が発生しているような場合でも、容易に端材部分を剥離することができる。

上記発明において、前記貼り合わせ基板の少なくとも前記一辺部を垂れ下がった姿勢にした状態で、前記当接体を前記端材部分に当接させるように構成するのがよい。
これにより、前記当接体を当接させて剥離した端材部分は、自重により自然落下させて下方に集積することができ、剥離した端材部分の廃棄処分が容易となる。

本発明に用いるスクライブ装置の一例を示す概略的な平面図。 図１のスクライブ装置の正面視における要部説明図。 マザー基板からの単位表示パネル切り出し工程を説明する平面図。 本発明に用いられるブレイク装置の一例を示す断面図。 単位表示パネルに端子領域を形成するスクライブ工程を説明する正面図。 本発明における端材除去機構をその動作と共に示す説明図。 端材除去機構の別実施例を示す説明図。 端材除去機構のさらに別の実施例を示す説明図。 マザー基板の基板レイアウトの一例を示す平面図。 単位表示パネルに形成される端子領域の形成例を示す説明図。 隣接する単位表示パネル間に形成される端子領域部分を示す断面図。 端子領域の加工工程を説明する断面図。

本発明の貼り合わせ基板の加工装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の加工装置は、スクライブ装置やブレイク装置とともに用いられる。すなわち、加工対象となるマザー基板は、スクライブ装置とブレイク装置とにより単位基板ごとに分離され、続いて端子領域を加工する工程が行われるが、そのときの端材除去機構（すなわち端子領域加工装置）として使用されるものである。なお、スクライブ装置、ブレイク装置、端材除去機構（端子領域加工装置）の各装置間の基板搬送手段については、特に図示しないが市販のコンベアを用いた搬送機構によって行われる。

本発明の加工対象となるマザー基板Ｍは、第一基板（ＣＦ側基板）と第二基板（ＴＦＴ側基板）とを貼り合わせた基板構造を有している。ここでは、単位表示パネルＵが図３（ａ）に示すようにＸ方向に２列、Ｙ方向に４列並んだマザー基板Ｍから単位表示パネルＵを切り出し、切り出された各単位表示パネルＵの４つの周辺のうち１つの周辺に外部接続用の端子領域Ｔを加工する場合について説明する。なお、図３に二点鎖線で示した仮想線Ｌはスクライブ予定ラインを示しており、また、この明細書中にいうＸＹ方向は、図中に示す通りである。

図１、２は、マザー基板Ｍにスクライブラインを形成するためのスクライブ装置を概略的に示すものである。
スクライブ装置１は、基板搬入側から基板搬出側に向けてＹ方向にマザー基板Ｍを搬送する前後一対のコンベア２ａ、２ｂを備えており、これらのコンベア２ａ、２ｂ間の基板搬送途中でスクライブ加工が行われるようにしてある。

前後のコンベア２ａ、２ｂの間には、マザー基板Ｍを上下から挟むように上部カッターホイール３ａ並びに下部カッターホイール３ｂが配置されている。各カッターホイール３ａ、３ｂはスクライブヘッド４、４に保持され、マザー基板Ｍに対して設定された押圧力で押しつけることができるよう上下移動可能に構成されており、かつ、マザー基板Ｍの表面に押しつけながらビーム５、５に沿って図１のＸ方向に転動できるように構成されている。なお、後述するが、端子領域形成用のスクライブ加工を行う場合は、下部カッターホイール３ｂに代えてバックアップローラ８（図５参照）が使用されることになる。

マザー基板Ｍに対しては、以下の手順でスクライブとブレイクとが行われる。
まず、図３（ａ）に示すマザー基板Ｍに対し、先に述べたスクライブ装置１の上下のカッターホイール３ａ、３ｂによりＹ方向の全てのスクライブ予定ラインＬに沿ったスクライブが行われ、次いで図３（ｂ）に示すように基板Ｍの上下に分断のためのスクライブラインＳ１が加工される。このあと、マザー基板Ｍはブレイク装置に送られて、上記スクライブラインＳ１から分断され、図３（ｃ）に示すように４つの単位表示パネルＵが直列に並んだ長方形の短冊状基板Ｍ１が切り出される。

本発明で用いるブレイク装置は、一般的に知られたものを使用することができる。例えば図４に示すように、スクライブラインＳ１を挟んで短冊状基板Ｍ１を下面から受ける左右一対の受部６、６と、上方からスクライブラインＳ１に向かって降下するブレイクバー７とによって構成され、ブレイクバー７をスクライブラインＳ１に押しつけることにより基板Ｍ１を撓ませてブレイクするように構成されている。

次いで、切り出された短冊状基板Ｍ１は水平面上で９０度回転される。基板の回転動作はターンテーブル（図示せず）によって行われるが、手動で行ってもよい。そして、上下のカッターホイール３ａ、３ｂによりＸ方向の全てのスクライブ予定ラインＬに沿ったスクライブが行われる。これにより、図３（ｄ）に示すように、短冊状基板Ｍ１の上下方向（Ｘ方向）に分断のためのスクライブラインＳ２が加工される。そのあと、短冊状基板Ｍ１は上記同様にブレイク装置に送られて、図３（ｅ）に示すように、スクライブラインＳ２から個々の単位表示パネルＵに分断される。
このあと、単位表示パネルＵは端子領域を形成するためのスクライブ装置に送られて、図３（ｆ）に示すように、端子領域Ｔ（端材部分Ｅ）を区分けするスクライブラインＳ３が第一基板Ｇ１（図５参照）に加工される。このスクライブラインＳ３は、単位表示パネルＵの４つの周辺のうちの１つの周辺に近接した位置、例えば周辺から２ｍｍ内側に入り込んだ位置に加工される。

加工の際、単位表示パネルＵは、正面から見ると図５に示すように、上側が第一基板Ｇ１（ＣＦ側基板）、下側が第二基板Ｇ２（ＴＦＴ側基板）となるようにコンベア２ａ、２ｂ上に載置される。そして、第一基板Ｇ１の表面に上部カッターホイール３ａを降下させてスクライブラインＳ３を加工する。このとき、上部カッターホイール３ａに相対する単位表示パネルＵの下面（第二基板Ｇ２側）は、周面が平らなバックアップローラ８によって受け止められるようにしてある。このバックアップローラ８は、あらかじめスクライブ装置１の下部ビーム５に設置されている。加工されるスクライブラインＳ３の溝（クラック）は、第一基板Ｇ１のみを完全分断するか、もしくは、厚みの一部が僅かに残る深さになるようにする。

スクライブラインＳ３が加工された単位表示パネルＵは、次に端子領域Ｔを覆う端材部分Ｅを取り除くため、図６に示す端材除去機構１０（端子領域加工装置）に送られる。
この端材除去機構１０は、単位表示パネルＵを載置して搬送するコンベア１１と、コンベア１１の上方に配置されて垂直方向に昇降する当接体１２とからなる。コンベア１１は、上記したスクライブ装置の一方のコンベア２ｂを用いることもできる。コンベア１１と当接体１２とは、制御装置（図示せず）によってあらかじめ設定された以下に示す動きをするように制御される。

当接体１２は、スクライブラインＳ３の延在方向に伸びた板状材で形成され、流体シリンダなどの昇降機構１３を介してビーム１４に支持されている。また、当接体１２を下降させたときに、単位表示パネルＵの端材部分Ｅの表面を軽く押さえることができるようにしてある。押圧力の調整は、昇降機構１３の昇降ストロークを調整することにより行うことができる。

端材除去機構１０において、単位表示パネルＵは、図６（ａ）に示すように、端材部分Ｅを有する一辺部を進行方向後端側とし、かつ、端材部分Ｅを上向きにした状態でコンベア１１上に載置されて矢印方向に移送される。
単位表示パネルＵの端材部分Ｅが当接体１２の下方まで送られてくると、図６（ｂ）に示すようにコンベア１１が停止し、当接体１２が下降して端材部分Ｅの表面を軽く押しつける。
この状態で再びコンベア１１を駆動して単位表示パネルＵを先と同じ矢印方向に移動させると、端材部分Ｅは当接体１２によって上面から押しつけられているので、端材部分Ｅは、図６（ｃ）に示すように端材部分Ｅを区分けするスクライブラインＳ３から引き離されてコンベア１１上に取り残される。この場合、スクライブラインＳ３の溝は先の工程で第一基板Ｇ１を完全分断するか、或いは僅かに一部を残した状態で加工されているので、端材部分ＥをスクライブラインＳ３から容易に引き離すことができる。
端材部分Ｅを除去した後の単位表示パネルＵは製品として次の工程に搬送され、コンベア１１上に残った端材部分Ｅは、コンベア１１の進行と共にコンベア１１端部まで搬送されて落下し、端材ボックスなどに集積されて破棄される。また、当接体１２は元の位置に復帰して待機する。
なお、上記実施例において、当接体１２を端材部分Ｅの表面に押し当てる際に、コンベア１１を一時停止させるようにしたが、移動中にタイミングよく当接体１２を端材部分Ｅに押し当てるようにすれば、必ずしもコンベアを停止させる必要はない。

図７は端材除去機構１０の別実施例を示すものである。この実施例では、単位表示パネルＵは、図７（ａ）に示すように、端材部分Ｅを有する一辺部を進行方向先端側に向けた状態でコンベア１１上に載置されて移送される。そして先の実施例と同様に、単位表示パネルＵの端材部分Ｅが当接体１２の下方まで送られてくると、図７（ｂ）に示すようにコンベア１１が停止し、当接体１２が下降して端材部分Ｅの表面を軽く押しつける。
この状態でコンベア１１を逆方向に駆動して単位表示パネルＵを先の実施例とは反対方向（図における左方向）に移動させる。これにより、図７（ｃ）に示すように、端材部分ＥはスクライブラインＳ３から引き離されてコンベア１１上に取り残される。端材部分Ｅを除去した後の単位表示パネルＵは製品として次の工程に搬送され、コンベア１１上に残った端材部分Ｅは、コンベア１１の進行と共にコンベア１１端部まで搬送されて落下し、端材ボックスなどに集積されて破棄される。また、当接体１２は元の位置に復帰して待機する。

図８はさらに別の実施例を示すものであり、この実施例では、単位表示パネルＵの端材部分Ｅを有する一辺部を下方に向かって垂れ下がった姿勢にして端材部分Ｅを除去するようにしている。
本実施例では、図８（ａ）に示すように、単位表示パネルＵの端材部分Ｅを有する一辺部を先頭にし、かつ、端材部分Ｅを上向きにした状態で、単位表示パネルＵをコンベア１５に載置してコンベア１５端部まで移送する。端材部分Ｅを有する一辺部がコンベア１５の輪体１５ａを少し超えた位置にくると、単位表示パネルＵは自身の重みで図８（ｂ）に示すように下方に垂れ下がる。なお、自重で垂れ下がらないような厚みのある素材で形成された単位表示パネルは、この実施例から除外される。
次いで、図８（ｃ）に示すように、単位表示パネルＵの一辺部が垂れ下がった位置でコンベア１５を停止し、端材部分Ｅの表面に当接体１２を軽く押しつける。当接体１２は先の実施例で述べたものと同じ構造のものであって、前記一辺部が垂れ下がった姿勢のときに端材部分Ｅの表面に押しつけることができる位置に設置しておく。
このようにして当接体１２を端材部分Ｅに押しつけた状態で、図８（ｄ）に示すようにコンベア１５を逆転させて単位表示パネルＵを図８（ａ）とは逆方向に移動させる。このとき、端材部分Ｅは当接体１２によって上面から押しつけられているので、端材部分ＥはスクライブラインＳ３から引き離されて下方に自然落下する。端材部分Ｅを除去した後の単位表示パネルＵは製品として次の工程に搬送される。また、当接体１２は元位置に復帰して待機する。

上記したように、本発明では、端子領域Ｔを覆う端材部分Ｅの表面に当接体１２を軽く押しつけた状態で単位表示パネルＵを遠ざける方向に移行させることにより、端材部分Ｅを単位表示パネルＵから引き離して除去することができる。したがって、従来のように吸着盤で吸着するためのエリアを確保することのできない１〜２ｍｍといった幅狭の端材部分であっても、確実に単位表示パネルＵから端材部分Ｅを除去することが可能となる。

以上の実施例では一端子の単位表示パネルについて説明したが、二端子、三端子並びに四端子の単位表示パネルの場合には、いずれも上記で述べた端子領域形成用のスクライブ工程と端材部分の除去工程を端子領域の数だけ行えばよい。

以上本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでなく、その目的を達成し、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。

本発明の基板加工装置は、周辺の少なくとも一辺に端子領域部分を備えた単位表示パネルの加工に利用することができる。

１０ 端材除去機構（端子領域加工装置）
１１ コンベア
１２ 当接体
Ｃａ ジャストカット面
Ｃｂ 端子カット面
Ｇ１ 第一基板（ＣＦ側基板）
Ｇ２ 第二基板（ＴＦＴ側基板）
Ｅ 端材部分
Ｍ マザー基板
Ｓ１ Ｙ方向のスクライブライン
Ｓ２ Ｘ方向のスクライブライン
Ｓ３ 端子領域形成用のスクライブライン
Ｔ 端子領域
Ｕ 単位表示パネル

Claims (2)

1. 第一基板と第二基板とを貼り合わせた貼り合わせ基板であって、前記第一基板の少なくとも一辺部に近接した部分に端子領域を区分けするスクライブラインが形成され、該端子領域を覆う端材部分を前記スクライブラインに沿って除去する貼り合わせ基板の加工装置において、
   前記貼り合わせ基板を載置して搬送するコンベアと、
   前記コンベアによって搬送されてきた前記貼り合わせ基板の前記端材部分の表面に当接する進退可能な当接体とを備え、
   前記コンベアは、前記貼り合わせ基板の前記端材部分を前記当接体の近傍位置まで搬送し、前記当接体が前記端材部分に当接した後も前記当接体を当接させた状態で前記貼り合わせ基板のその余の部分を前記当接体から遠ざける方向に搬送するように構成されている貼り合わせ基板の加工装置。
2. 前記貼り合わせ基板の少なくとも前記一辺部を垂れ下がった姿勢にした状態で、前記当接体を前記端材部分に当接させるようにした請求項１に記載の貼り合わせ基板の加工装置。

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