JP2016108167A - スクライビングツールおよびスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール材の直上および直下の位置にスクライブラインを形成する場合に、十分な深さのクラックを基板に形成することが可能なスクライビングツールおよびスクライブ装置を提供する。【解決手段】スクライビングツール３０、４０は、ホルダ３３、４３と、ホルダ３３、４３に設置されたスクライビングホイール３１、４１と、スクライビングホイール３１、４１からスクライブ方向に所定距離だけ離間し、且つ、スクライビングホイール３１、４１に対してスクライブ方向に垂直な一方向に変位した位置のみに配置されたローラ３２、４２と、を備える。スクライブ動作時に、スクライビングツール３０のスクライビングホイール３１およびローラ３２は、それぞれ、スクライブ方向においてスクライビングツール４０のローラ４２およびスクライビングホイール４１と略同じ位置に位置づけられる。【選択図】図１０

Description

本発明は、基板にスクライブラインを形成する際に用いられるスクライビングツールおよびスクライブ装置に関する。

従来、ガラス基板等の脆性材料基板の分断は、基板表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブラインに沿って基板表面に所定の力を付加するブレイク工程とによって行われる。スクライブ工程では、スクライビングホイールの刃先が、基板表面に押し付けられながら、所定のラインに沿って移動される。スクライブラインの形成には、スクライブヘッドを備えたスクライブ装置が用いられる。

以下の特許文献１には、マザー基板から液晶パネルを切り出すための方法が記載されている。この方法では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された基板と、カラーフィルタ（ＣＦ）が形成された基板とをシール材を介して貼り合わせることによって、マザー基板が形成される。このマザー基板が分断されることにより個々の液晶パネルが取得される。シール材は、２つの基板が貼り合わされた状態で液晶注入領域となる空間が残るように配置される。

上記構成のマザー基板を分断する場合には、２つのスクライブヘッドを用いて、マザー基板の両面に、同時にスクライブラインを形成する方法が用いられ得る（たとえば、特許文献２参照）。この場合、２つのスクライブヘッドがマザー基板を挟むように配置される。２つのスクライビングホイールは、マザー基板を平面視したときに同じ位置に位置付けられる。この状態で、２つのスクライビングホイールが同じ方向に同時に移動されて、マザー基板の各面にスクライブラインが形成される。

特開２００６−１３７６４１号公報 特開２０１２−２４０９０２号公報

上記特許文献１にも示されるように、従前のマザー基板には、隣り合う液晶注入領域の間に、シール材が介在しない領域が存在していた。したがって、上記のように２つのスクライブヘッドによってマザー基板の両面に同時にスクライブラインを形成する場合には、シール材が介在しない領域に、スクライブラインを形成することができた。このようにスクライブラインを形成してマザー基板を分断すると、液晶パネルには、液晶注入領域の周りに所定幅の額縁領域が残ることとなる。

しかしながら、近年、特にモバイル用の液晶パネルにおいて、上記額縁領域を極限まで狭くすることが主流になりつつある。この要求に応えるためには、マザー基板においてシール材が介在しない領域が省略され、隣り合う液晶注入領域は、シール材のみによって区切られるよう構成される必要がある。この場合、スクライブラインは、シール材の直上および直下に形成されることになる。

ところが、このようにシール材の直上および直下の位置にスクライブラインを形成すると、２つのガラス基板にクラックが十分に入らないといった問題が確認された。このようにクラックが不十分な状態でブレイク工程が実行されると、ブレイク後の基板の端縁に細かい亀裂や破損が生じて、ガラス基板の強度が低下する惧れがある。２つのガラス基板の何れか一方に深いクラックを形成できれば、ブレイク工程においてガラス基板を円滑に分断できる。しかしながら、上記特許文献２のように２つのスクライビングホイールを同じ位置に位置付けると、両方の基板に略同じ深さのクラックが形成され、何れか一方のガラス基板に深いクラックを形成することはできない。

かかる課題に鑑み、本発明は、シール材の直上および直下の位置にスクライブラインを形成する場合に、十分な深さのクラックを基板に形成することが可能なスクライビングツールおよびスクライブ装置を提供することを目的とする。

本願発明者らは、試行錯誤の上、シール材の直上および直下の位置にスクライブラインを形成する場合に、マザー基板の上面および下面の各スクライブ位置をスクライブ方向に所定距離だけずらすことにより、基板により深いクラックが入ることを発見した。

本発明の第１の態様は、第１基板と第２基板をシール材により貼り合わせてなるマザー基板にスクライブラインを形成する際に用いられるスクライビングツールに関する。本態様に係るスクライビングツールは、ホルダと、前記ホルダに設置されたスクライビングホイールと、前記スクライビングホイールからスクライブ方向に所定距離だけ離間し、且つ、前記スクライビングホイールに対して前記スクライブ方向に垂直な一方向に変位した位置のみに配置されたローラと、を備える。

本態様に係るスクライビングツールを用いることにより、マザー基板の上面および下面の各スクライブ位置をスクライブ方向に所定距離だけずらしつつ、スクライビングホイールと反対側の面をローラで押さえることが可能となる。このようにスクライビングホイールと反対側の面をローラで押さえることにより、スクライビングホイールからの荷重によりマザー基板が撓むことが抑制される。このため、マザー基板の厚みが薄い場合でも、上下のスクライブホイールの位置をずらしつつ、適切な荷重で、各スクライビングホイールをマザー基板の上下の面に押し付けることができる。これにより、深いクラックをマザー基板の表面に安定的に形成することができる。また、ホルダにローラを１つのみ設ければよいので、構成の簡素化とコストの低減が図られ得る。

なお、スクライビングホイールに対してスクライブ方向に垂直な２方向に変位した各位置にローラが配される場合には、ローラの取り付け誤差等によって、スクライブ動作時に何れのローラがマザー基板の表面に当接するかを明確に確定できない。これに対し、本態様に係るスクライビングツールによれば、スクライビングホイールに対して一定の位置がローラによって押さえられるため、当該スクライビングツールを用いた場合のクラックの形成状態を、予め想定した状態にコントロールし易くなる。

本態様に係るスクライビングツールは、前記ホルダの下面に形成された第１の溝と、前記第１の溝を挟むように前記ホルダの下面に形成された一対の第２の溝と、前記第１の溝および前記一対の第２の溝を前記スクライブ方向に垂直な方向に貫くようにそれぞれ配置された２つの軸と、を備える構成とされ得る。この場合、前記スクライビングホイールは、前記第１の溝に挿入された状態で前記２つの軸の一方に軸支されるようにして前記ホルダに装着され、前記ローラは、前記一対の第２の溝の何れか一方に挿入された状態で前記２つの軸の他方に軸支されるようにして前記ホルダに装着される。こうすると、一つのホルダに対して、スクライビングホイールおよびローラの取り付け位置を自由に設定することができる。よって、スクライビングツールがマザー基板の上側に配置される場合と、スクライビングツールがマザー基板の下側に配置される場合とで、ホルダを共用することができる。

本態様に係るスクライビングツールにおいて、前記スクライビングホイールは、円板の外周にＶ字状の刃先が形成されるとともに前記刃先の稜線に所定の間隔で溝を有して形成され得る。以下に示す実施の形態では、この種のスクライビングホイールによって実験が行われ、クラックが深く入ることが確認されている。

本発明の第２の態様は、第１基板と第２基板をシール材により貼り合わせてなるマザー基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置に関する。本態様に係るスクライブ装置は、前記マザー基板の上面に配置された第１のスクライブヘッドと、前記マザー基板の下面に配置された第２のスクライブヘッドと、を備える。前記第１および第２のスクライブヘッドには、それぞれ、上記第１の態様に係るスクライビングツールが装着される。スクライブ装置は、前記第１のスクライブヘッドに装着された前記スクライビングツールの前記スクライビングホイールおよび前記ローラを、それぞれ、前記第２のスクライブヘッドに装着された前記スクライビングツールの前記ローラおよび前記スクライビングホイールに対向させた状態で、前記第１のスクライブヘッドおよび前記第２のスクライブヘッドを移動させて、前記マザー基板の両面に同時にスクライブラインを形成する。

本態様に係るスクライブ装置によれば、上記第１の態様に係るスクライビングツールについて述べたと同様の効果が奏され得る。

以上のとおり、本発明によれば、シール材の直上および直下の位置にスクライブラインを形成する場合に、十分な深さのクラックを基板に形成することが可能なスクライビングツールおよびスクライブ装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

実施の形態に係るスクライブ装置の構成を模式的に示す図である。 実施の形態に係るスクライブヘッドの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態に係るスクライブヘッドの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るスクライビングツールの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態に係るスクライビングツールの構成を示す分解斜視図である。 実施の形態に係るスクライビングツールの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るスクライビングツールの構成を示す側面図である。 実施の形態に係るスクライビングツールの構成を示す側面図である。 実施の形態に係るスクライビングツールの装着方法を模式的に示す図である。 実施の形態に係るスクライビングツールによるスクライブ動作を模式的に示す図である。 実施の形態に係るスクライビングツールによるスクライブ動作を模式的に示す図である。 実施の形態に係るスクライブングツールを用いてスクライブ動作を行った場合の実験結果を示す図である。 変更例に係るスクライビングツールの構成を模式的に示す図である。 他の変更例に係るスクライビングツールの構成を模式的に示す図である。 さらに他の変更例に係るスクライビングツールの構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｘ−Ｙ平面は水平面に平行で、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

＜スクライブ装置＞
図１（ａ）、（ｂ）は、スクライブ装置１の構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は、Ｙ軸正側からスクライブ装置１を見た図、図１（ｂ）は、Ｘ軸正側からスクライブ装置１を見た図である。

図１（ａ）を参照して、スクライブ装置１は、コンベア１１と、支柱１２ａ、１２ｂと、ガイド１３ａ、１３ｂと、ガイド１４ａ、１４ｂと、摺動ユニット１５、１６と、２つのスクライブヘッド２を備える。

図１（ｂ）に示すように、コンベア１１は、スクライブヘッド２が配置される箇所を除いて、Ｙ軸方向に延びるように設けられている。コンベア１１上には、マザー基板Ｇが載置される。マザー基板Ｇは、一対のガラス基板が相互に貼り合わされた構造を有する。マザー基板Ｇは、コンベア１１によりＹ軸方向に送られる。

支柱１２ａ、１２ｂは、スクライブ装置１のベースに垂直に設けられている。ガイド１３ａ、１３ｂおよびガイド１４ａ、１４ｂは、それぞれ、Ｘ軸方向に平行となるように、支柱１２ａ、１２ｂの間に架設されている。摺動ユニット１５、１６は、それぞれ、ガイド１３ａ、１３ｂ、ガイド１４ａ、１４ｂに摺動自在に設けられている。ガイド１３ａ、１３ｂおよびガイド１４ａ、１４ｂには、それぞれ、所定の駆動機構が設けられており、この駆動機構により、摺動ユニット１５、１６がＸ軸方向に移動される。

摺動ユニット１５、１６には、それぞれ、スクライブヘッド２が装着されている。上側のスクライブヘッド２と下側のスクライブヘッド２には、それぞれ、マザー基板Ｇに対向するようにスクライビングツール３０、４０が取り付けられている。スクライビングツール３０、４０に保持されたスクライビングホイールがマザー基板Ｇの表面に押し付けられた状態でスクライブヘッド２がＸ軸方向に移動する。これにより、マザー基板Ｇの表面にスクライブラインが形成される。

＜スクライブヘッド＞
図２は、スクライブヘッド２の構成を示す一部分解斜視図、図３は、スクライブヘッド２の構成を示す斜視図である。

図２を参照して、スクライブヘッド２は、昇降機構２１と、スクライブライン形成機構２２と、ベースプレート２３と、トッププレート２４と、ボトムプレート２５と、ゴム枠２６と、カバー２７と、サーボモータ２８とを備える。

昇降機構２１は、サーボモータ２８の駆動軸に連結された円筒カム２１ａと、昇降部２１ｂの上面に形成されたカムフォロア２１ｃとを備える。昇降部２１ｂは、スライダー（図示せず）を介してベースプレート２３に上下方向に移動可能に支持され、バネ２１ｄによってＺ軸正方向に付勢されている。バネ２１ｄの付勢により、カムフォロア２１ｃは円筒カム２１ａの下面に押し付けられている。昇降部２１ｂはスクライブライン形成機構２２に連結されている。サーボモータ２８により円筒カム２１ａが回動すると、円筒カム２１ａのカム作用によって昇降部２１ｂが昇降し、これに伴い、スクライブライン形成機構２２が昇降する。スクライブライン形成機構２２の下端に、スクライビングツール３０、４０が装着される。

ゴム枠２６は、空気を通さない弾性部材である。ゴム枠２６は、ベースプレート２３の溝２３ａ、トッププレート２４の溝２４ａおよびボトムプレート２５の溝２５ａに嵌まり込む形状を有している。ゴム枠２６が溝２３ａ、２４ａ、２５ａに装着された状態で、ゴム枠２６の表面は、ベースプレート２３、トッププレート２４およびボトムプレート２５の側面よりも僅かに外側に突出する。

カバー２７は、前面部２７ａ、右側面部２７ｂおよび左側面部２７ｃの３つの板部が折り曲げられた形状を有する。前面部２７ａの上下の端縁には、２つの孔２７ｆが形成されている。

ゴム枠２６が溝２３ａ、２４ａ、２５ａに嵌め込まれた状態で、カバー２７の右側面部２７ｂと左側面部２７ｃが外側に撓むように変形されて、カバー２７がベースプレート２３、トッププレート２４およびボトムプレート２５に取り付けられる。この状態で、前面部２７ａの上下の端縁に形成された２つの孔２７ｆを介して、ネジがトッププレート２４およびボトムプレート２５に螺着される。さらに、ベースプレート２３、トッププレート２４およびボトムプレート２５の溝２３ａ、２４ａ、２５ａのやや外側に形成されたネジ穴に、ネジが螺着される。これにより、カバー２７が、ベースプレート２３、トッププレート２４およびボトムプレート２５とネジの頭部とによって挟み込まれ、右側面部２７ｂおよび左側面部２７ｃの周縁部がゴム枠２６に押し付けられる。こうして、図３に示すようにスクライブヘッド２が組み立てられる。

図１（ａ）に示すように、２つのスクライブヘッド２がマザー基板Ｇの上下にそれぞれ配される。２つのスクライブヘッド２は同じ構成となっている。２つのスクライブヘッド２には、スクライビングツール３０、４０が着脱可能に装着される。

＜スクライビングツール＞
図４は、スクライビングツール３０の構成を示す分解斜視図である。

スクライビングツール３０は、スクライビングホイール３１と、ローラ３２と、ホルダ３３と、軸３４、３５とを備える。

スクライビングホイール３１は、円板の外周にＶ字状の刃先が形成されるとともに刃先の稜線に所定の間隔で溝を有する構造となっている。スクライビングホイール３１として、たとえば、三星ダイヤモンド工業株式会社製、マイクロペネット（三星ダイヤモンド工業株式会社の登録商標）が用いられる。スクライビングホイール３１の中央には円形の孔３１ａが形成されている。孔３１ａの径は、軸３４の径よりもやや大きい。軸３４は、超硬合金や焼結ダイヤモンド等の剛性の高い材料からなっている。軸３４の両端は、径が徐々に小さくなって円形の端面へと続くように形成されている。

ローラ３２は、金属材料や超硬合金等により構成され、円筒形の形状を有する。ローラ３２の中央には円形の孔３２ａが形成されている。孔３２ａの径は、軸３５の径よりもやや大きい。軸３５は、超硬合金や焼結ダイヤモンド、金属等の剛性の高い材料からなっている。軸３５の一端は、面取りされ径が徐々に小さくなって円形の端面へと続くように形成されており、他端は尖頭形状とされている。軸３４と軸３５は、同じ材料から構成され、また同じ形状および大きさとなっている。

ホルダ３３は、強磁性体からなっている。ホルダ３３は、円柱状の胴部３３ａと、胴部３３ａの下端に一体的に続く方形状の脚部３３ｂとを備える。胴部３３ａには、側面が切り欠かれることによって傾斜面３３ｃが形成されている。傾斜面３３ｃは、スクライブ方向と鉛直方向に平行な面内方向に、水平方向から所定の角度だけ傾いている。

脚部３３ｂの中央には、スクライブ方向に平行な溝３３１が形成されている。溝３３１は、脚部３３ｂの幅方向（スクライブ方向に垂直な方向）中央位置に形成されている。溝３３１の隙間は、スクライビングホイール３１の厚みよりも僅かに広い。また、溝３３１の両側に、それぞれ、スクライブ方向に平行な溝３３２ａ、３３２ｂが形成されている。溝３３２ａ、３３２ｂは、溝３３１に対して対称に配置されている。溝３３２ａ、３３２ｂの隙間は、ローラ３２の厚みよりも僅かに広い。溝３３１、３３２ａ、３３２ｂは、ワイヤー放電等によって形成される。

脚部３３ｂの一方の側面には、溝３３２ａへと連通する挿入孔３３３ａが形成されている。脚部３３ｂには、挿入孔３３３ａと同軸の位置に、さらに３つの挿入孔３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄが形成されている。挿入孔３３３ａ〜３３３ｄの進行方向は、スクライブ方向に垂直である。また、挿入孔３３３ａ〜３３３ｃの径は、軸３４の径と略同じである。孔３３３ｄの入口の径は軸３４の径と同じであり、孔３３３ｄの出口は、軸３４の尖頭形状の一端を受けるように径が小さくなっている。

また、脚部３３ｂの一方の側面には、溝３３２ａへと連通するもう一つの挿入孔３３４ａが形成されている。また、脚部３３ｂには、挿入孔３３４ａと同軸の位置にさらに３つの挿入孔３３４ｂ、３３４ｃ、３３４ｄが形成されている。挿入孔３３４ａ〜３３４ｄの進行方向は、スクライブ方向に垂直である。また、挿入孔３３４ａ〜３３４ｃの径は、軸３５の径と略同じである。孔３３４ｄの入口の径は軸３５の径と同じであり、孔３３４ｄの出口は、軸３５の尖頭形状の一端を受けるように径が小さくなっている。

スクライビングツール３０の組み立て時には、孔３１ａが挿入孔３３３ｂ、３３３ｃに向き合うように、スクライビングホイール３１が溝３３１に挿入される。この状態で、軸３４が挿入孔３３３ａに通される。軸３４は、挿入孔３３３ｂを通ってスクライビングホイール３１の孔３１ａに挿入され、さらに、挿入孔３３３ｃ、３３３ｄに挿入される。軸３４は、後端が脚部３３ｂの側面と略同一平面上に位置付けられるまで挿入される。この状態で、軸３４の先端は、挿入孔３３３ｄの出口において、脚部３３ｂの反対側の側面と略同一平面上に位置付けられる。

また、孔３２ａが挿入孔３３４ｃ、３３４ｄに向き合うように、ローラ３２が溝３３２ｂに挿入される。この状態で、軸３５が挿入孔３３４ａに通される。軸３５は、挿入孔３３４ｂ、３３４ｃを通ってローラ３２の孔３１ａに挿入され、さらに、挿入孔３３４ｄに挿入される。軸３５は、後端が脚部３３ｂの側面と略同一平面上に位置付けられるまで挿入される。この状態で、軸３５の先端は、挿入孔３３４ｄの出口において、脚部３３ｂの反対側の側面と略同一平面上に位置付けられる。こうして、スクライビングツール３０の組み立てが完了する。

図５は、スクライビングツール４０の構成を示す分解斜視図である。

スクライビングツール４０は、スクライビングホイール４１とローラ４２の装着位置がスクライビングツール３０と異なることを除いて、スクライビングツール３０と同様の構成を有する。ホルダ４３の構成は、スクライビングツール３０のホルダ３３と全く同じである。ホルダ４３は、胴部４３ａ、脚部４３ｂおよび傾斜面４３ｃを備え、脚部４３ｂには、溝４３１、４３２ａ、４３２ｂと、挿入孔４３３ａ〜４３３ｄおよび挿入孔４３４ａ〜４３４ｄが形成されている。スクライビングホイール４１、ローラ４２および軸４４、４５の構成も、スクライビングツール３０のスクライビングホイール３１、ローラ３２および軸３４、５５と同様である。

スクライビングツール４０の組み立て時には、孔４１ａが挿入孔４３４ｂ、４３４ｃに向き合うように、スクライビングホイール４１が溝４３１に挿入される。また、孔４２ａが挿入孔４３３ａ、４３３ｂに向き合うように、ローラ４２が溝４３２ａに挿入される。この状態で、軸４４が、挿入孔４３４ａから挿入孔４３４ｄに向かって挿入され、また、軸４５が、挿入孔４３３ａから挿入孔４３３ｄに向かって挿入される。こうして、スクライビングホイール４１とローラ４２が、それぞれ、軸４４、４５により回転可能に支持され、スクライビングツール４０の組み立てが完了する。

図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、組立後のスクライビングツール３０、４０の外観を示す斜視図である。図６（ａ）に示すように、溝３３１および溝３３２ａ、３３２ｂをスクライブ方向に垂直な方向に貫くように、２つの軸３４、３５がホルダ３３に装着され、これら軸３４、３５にそれぞれスクライビングホイール３１とローラ３２が回転自在に支持される。また、図６（ｂ）に示すように、溝４３１および溝４３２ａ、４３２ｂをスクライブ方向に垂直な方向に貫くように、２つの軸４４、４５がホルダ４３に装着され、これら軸４４、４５にそれぞれスクライビングホイール４１とローラ４２が回転自在に支持される。なお、ここでは、ローラ３２、４２が軸３５、４５に直接支持されたが、ベアリングを介してローラ３２、４２が軸３５、４５に支持されても良い。

図７（ａ）〜（ｃ）は、スクライビングツール３０の構成を示す左側面図、正面図、右側面図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、スクライビングツール４０の構成を示す左側面図、正面図、右側面図である。

図７（ｂ）を参照して、正面側からスクライビングツール３０を見ると、スクライビングホイール３１から右側に変位した位置に、ローラ３２が配されている。また、図８（ｂ）を参照して、正面側からスクライビングツール４０を見ると、スクライビングホイール４１から左側に変位した位置に、ローラ４２が配されている。

図７（ａ）を参照して、軸３４に平行な方向にスクライビングツール３０を見ると、スクライビングホイール３１およびローラ３２は、それぞれ、ホルダ３３の下面からＤ１、Ｄ２だけ突出している。Ｄ１は、ホルダ３３の下面からスクライビングホイール３１の刃先の下端までの距離であり、Ｄ２は、ホルダ３３の下面からローラ３２の下端までの距離である。本実施の形態では、Ｄ１がＤ２よりも大きく設定される。また、スクライビングホイール３１の刃先の下端とローラ３２の下端との間の距離は、Ｄ３に設定されている。ローラ３２の下端は、スクライブ方向において、脚部３３ｂの略中央位置にある。

図８（ａ）を参照して、軸４４に平行な方向にスクライビングツール４０を見ると、スクライビングホイール４１およびローラ４２は、それぞれ、ホルダ４３の下面からＤ１、Ｄ２だけ突出し、スクライビングホイール４１の刃先の下端とローラ４２の下端との間の距離は、Ｄ３に設定されている。すなわち、ホルダ４３の下面に対するスクライビングホイール４１およびローラ４２の突出量は、それぞれ、スクライビングツール３０におけるスクライビングホイール３１およびローラ３２の突出量に等しい。また、スクライビングホイール４１の刃先の下端とローラ４２の下端との間の距離は、スクライビングツール３０におけるスクライビングホイール３１の刃先の下端とローラ３２の下端との間の距離に等しい。スクライビングツール４０では、スクライビングホイール４１の刃先の下端が、スクライブ方向において、脚部４３ｂの略中央位置にある。

図９（ａ）、（ｂ）は、スクライブライン形成機構２２に対するスクライビングツール３０の取り付け方法を模式的に示す図である。図９（ａ）、（ｂ）では、スクライブライン形成機構２２の内部が透視された状態が示されている。

スクライブライン形成機構２２の下端には、スクライビングツール３０を保持する保持部２２１が設けられ、この保持部２２１に、スクライビングツール３０を挿入可能な穴２２２が形成されている。穴２２２の底には磁石２２４が設置され、穴２２２の中間位置にピン２２３が設けられている。上記のように、スクライビングツール３０のホルダ３３は強磁性体からなっている。

スクライブライン形成機構２２にスクライビングツール３０を取り付ける場合、スクライビングツール３０のホルダ３３が保持部２２１の穴２２２に挿入される。ホルダ３３の上端が磁石２２４に接近するとホルダ３３が磁石２２４に吸着される。このとき、ホルダ３３の傾斜面３３ｃがピン２２３に当接し、ホルダ３３が正規の位置に位置決めされる。こうして、図９（ｂ）に示すように、スクライビングツール３０がスクライブライン形成機構２２の下端に装着される。スクライビングツール４０も同様にしてスクライブライン形成機構２２の下端に装着される。

図１０（ａ）は、スクライビングツール３０、４０をそれぞれ対応するスクライブライン形成機構２２に装着した状態を模式的に示す要部側面図、図１０（ｂ）は、スクライビングホイール３１、４１付近をＸ軸負側から見た図である。

図１０（ａ）に示すように、上側のスクライブヘッド２のスクライブライン形成機構２２は、下側のスクライブヘッド２のスクライブライン形成機構２２に対して、Ｘ軸方向の同じ位置に位置付けられる。これにより、スクライビングツール３０のスクライビングホイール３１がスクライビングツール４０のローラ４２に対向し、スクライビングツール４０のスクライビングホイール４１がスクライビングツール３０のローラ３２に対向する。すなわち、スクライビングホイール３１およびローラ３２は、それぞれ、ローラ４２およびスクライビングホイール４１とスクライブ方向において略同じ位置に位置づけられる。

図１０（ｂ）に示すように、スクライビングホイール３１の直下位置はローラ４２によって押さえられず、直下位置からＹ軸正方向に所定距離だけずれた位置がローラ４２によって押さえられる。同様に、スクライビングホイール４１の直上位置はローラ３２によって押さえられず、直上位置からＹ軸正方向に所定距離だけずれた位置がローラ３２によって押さえられる。

スクライブ動作時には、このようにスクライビングホイール３１、４１とローラ４２、３２との位置関係を保ったまま、上下のスクライブヘッド２がスクライブ方向（Ｘ軸正方向）に移動される。これにより、マザー基板Ｇの上下の面にスクライブラインが形成される。

図１１（ａ）はＹ軸正側からスクライブ位置付近を見たときの模式図、図１１（ｂ）はＸ軸正側からスクライブ位置付近を見たときの模式図、図１１（ｃ）はＺ軸正側からスクライブ位置付近を見たときの模式図である。便宜上、図１１（ａ）〜（ｃ）には、スクライビングホイール３１、４１のみが図示されている。

図１１（ａ）に示すように、本実施の形態では、下側のスクライブヘッド２のスクライビングホイール４１が、上側のスクライブヘッド２のスクライビングホイール３１よりも、スクライブ方向に距離Ｄ３だけ先行するようにして、２つのスクライビングホイール３１、４１が移動される。

図１１（ｂ）を参照して、マザー基板Ｇは、シール材ＳＬを介して２つのガラス基板Ｇ１、Ｇ２を貼り合わせて構成されている。ガラス基板Ｇ１にはカラーフィルタ（ＣＦ）が形成され、ガラス基板Ｇ２には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されている。シール材ＳＬと２つのガラス基板Ｇ１、Ｇ２によって、液晶注入領域Ｒが形成され、この液晶注入領域Ｒに液晶が注入される。２つのスクライビングホイール３１、４１は、Ｙ軸方向に互いにずれることなく位置付けられる。スクライビングホイール３１は、シール材ＳＬの直上の位置においてガラス基板Ｇ１の表面に押し付けられ、スクライビングホイール４１は、シール材ＳＬの直下の位置においてガラス基板Ｇ２の表面に押し付けられる。

図１１（ｃ）に示すように、シール材ＳＬは格子状に配置されている。２つのスクライビングホイール３１、４１は、シール材ＳＬに沿ってＸ軸正方向に移動される。これにより、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の表面に、それぞれ、スクライブラインＬ１、Ｌ２が形成される。上記のように、本実施の形態では、スクライブ動作時に、スクライビングホイール３１と反対側（Ｚ軸負側）のマザー基板Ｇの表面がローラ４２によって押さえられ、また、スクライビングホイール４１と反対側（Ｚ軸正側）のマザー基板Ｇの表面がローラ３２によって押さえられる。

＜実験＞
本願発明者らは、図６（ａ）、（ｂ）に示すスクライビングツール３０、４０を用いてマザー基板Ｇにスクライブラインを形成する実験を行った。以下、この実験と実験結果について説明する。

実験では、厚みがそれぞれ０．２ｍｍのガラス基板Ｇ１、Ｇ２をシール材ＳＬを介して貼り合わせた基板（マザー基板）を用いた。貼り合わせ基板（マザー基板）のサイズは１１５ｍｍ×５００ｍｍである。スクライビングホイール３１、４１は、上記と同様の構造のものを用いた。すなわち、本実験で用いたスクライビングホイール３１、４１は、それぞれ、円板の外周にＶ字状の刃先が形成されるとともに刃先の稜線に所定の間隔で溝を有する構造である。ローラ３２、４２は、超硬合金からなるものを用いた。

また、実験では、スクライビングホイール３１、４１間の距離Ｄ３（図７（ａ）、図８（ａ）参照）が２．２ｍｍに設定された。また、スクライビングホイール３１、４１の移動速度は、一定（２００ｍｍ／ｓｅｃ）とした。下側のスクライブヘッド２の荷重中心に対するスクライビングホイール４１の偏心量は、スクライブ方向と反対方向に１．０ｍｍであり、上側のスクライブヘッド２の荷重中心に対するスクライビングホイール３１の偏心量は、スクライブ方向と反対方向に３．２ｍｍであった。

スクライビングホイール３１、４１の軸３４、４４の中心は、それぞれ、ローラ３２、４２の軸３５、４５の中心と、Ｚ軸方向において一致させた。スクライビングホイール３１、４１の直径は３．１ｍｍであった。また、ローラ３２、４２の直径は、何れも３ｍｍであった。すなわち、ローラ３２、４２の直径は、スクライビングホイール３１、４１の直径よりも０．１ｍｍ小さく設定した。したがって、図７（ａ）、図８（ａ）に示すＤ１、Ｄ２の差分は、０．０５ｍｍであった。

以上の条件のもと、図１０（ａ）〜図１１（ｃ）で説明したようにスクライビングツール３０、４０を移動させてスクライブ動作を行った。このとき、スクライビングツール３０、４０に付与される荷重を数段階に変化させ、各荷重について、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２におけるクラックの浸透量を計測した。

図１２（ａ）に、上記実験条件に基づく実験結果（実施例）を示す。図１２（ａ）には、クラックの浸透量およびリブマーク量がガラス基板Ｇ１、Ｇ２の厚みに対する割合で示されている。実験結果中の浸透量およびリブマーク量は、顕微鏡下での実測値である。なお、浸透量がガラス基板Ｇ１、Ｇ２の厚みの１００％に近い場合、クラックが進展していない部分が薄くなりすぎて、正確な浸透量の測定が困難であった。このため、図１２（ａ）では、浸透量がガラス基板Ｇ１、Ｇ２の厚みの１００％に近い場合に、９９％の数値を当て嵌めている。

また、比較例１として、ローラ３２、４２が溝３３２ａ、３３２ｂの両方および溝４３２ａ、４３２ｂの両方に配置された場合の実験を行った。さらに、比較例２として、スクライビングツール３０、４０にスクライビングホイール３１、４１のみを配置し、スクライビングホイール３１、４１をスクライブ方向に互いにシフトさせずにスクライブ動作を行う場合の実験を行った。すなわち、比較例２では、図１１（ａ）に示す距離Ｄ３が０である。比較例１、２におけるその他の実験条件は、実施例と同様である。図１２（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、比較例１、２の実験結果である。

まず、図１２（ｃ）を参照すると、比較例２では、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２におけるクラックの浸透量が、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の厚みの５０％程度までに留まっている。比較例２では、荷重を大きくするに伴いガラス基板Ｇ１、Ｇ２におけるクラックの浸透量が徐々に大きくなるものの、荷重が９Ｎ以上となると、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２に水平方向のクラックが発生し、それ以上は荷重を高めることができない。

これに対し、実施例では、図１２（ａ）に示すように、下側のガラス基板Ｇ２に対してクラックの浸透量を大きくすることができる。実施例では、荷重が７Ｎである場合も、ガラス基板Ｇ２におけるクラックの浸透量がガラス基板Ｇ２の厚みの６４％程度にまで高まる。さらに、実施例では、荷重が８Ｎ以上になると、ガラス基板Ｇ２におけるクラックの浸透量が急激に増加して、ガラス基板Ｇ２の厚み（０．２ｍｍ）の９９％（略１００％）に達する。

このように、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２のうち何れか一方に大きな浸透量でクラックが入ると、ブレイク工程において、マザー基板Ｇを適正に分断することができる。

たとえば、比較例２のように、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２におけるクラック量が共にガラス基板Ｇ１、Ｇ２の厚み（０．２ｍｍ）の半分程度であると、ブレイク工程において、マザー基板Ｇの両側からガラス基板Ｇ１、Ｇ２をそれぞれブレイクする必要がある。このようにマザー基板Ｇの両側からガラス基板Ｇ１、Ｇ２をそれぞれブレイクする動作が行われると、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の切断面の端縁に細かい亀裂や破損が生じて、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の強度が低下する惧れがある。

これに対し、実施例では、ガラス基板Ｇ１におけるクラックの浸透量は小さいものの、ガラス基板Ｇ２におけるクラックの浸透量が顕著に大きい。このようにガラス基板Ｇ２におけるクラックの浸透量が大きい場合、ブレイク工程では、クラックの浸透量が小さいガラス基板Ｇ１をマザー基板Ｇの一方側のみからブレイクする動作が行われればよく、このブレイク動作の際に、深くクラックが入ったガラス基板Ｇ２も同時にクラックに沿って分断される。このようにマザー基板Ｇの一方側のみからガラス基板Ｇ１、Ｇ２をブレイクすると、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の切断面の端縁に細かい亀裂や破損が生じることがなく、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の強度が高く保たれる。

以上の理由から、マザー基板Ｇの分断においては、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２の何れか一方に大きな浸透量でクラックが入っていることが望ましい。実施例では、ガラス基板Ｇに対するクラックの浸透量が顕著に大きくなっている。特に、荷重が８Ｎ以上になると、ガラス基板Ｇ２に対するクラックの浸透量が、ガラス基板Ｇ２の厚みの略１００％に達する。したがって、本実験の条件下では、スクライビングツール３０、４０に付与される荷重を８Ｎ以上に設定することが望ましいと言える。

なお、スクライビングホイール３１、４１間の距離Ｄ３を広げると、スクライブ方向に先行する下側のスクライビングホイール４１によってクラックが浸透し易くなるが、反面、スクライビングホイール３１、４１の間において、マザー基板Ｇが歪み易くなる。したがって、スクライビングホイール３１、４１の間隔は、クラックの浸透量とマザー基板Ｇの歪みを考慮して、適切な値に設定する必要がある。図１２（ａ）に示すように、実施例ではガラス基板Ｇ２におけるクラックの浸透量が顕著に高められたため、スクライビングホイール３１、４１間の距離Ｄ３は、２．２ｍｍを中心に１〜４ｍｍ程度に設定することが望ましいと言える。

なお、図１２（ｂ）に示す比較例１の実験結果と図１２（ａ）に示す実施例の実験結果とを比較すると、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２に対する浸透量は、比較例１と実施例との間で略同等であり、むしろ、ガラス基板Ｇ２に対するクラックの浸透量は、実施例の方が僅かに深くなっている。したがって、ローラ３２、４２は、必ずしも、スクライビングホイール３１、４１の両側に配置しなくても良く、実施例のように、スクライビングホイール３１、４１の片側に配置すれば良い。

＜実施形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。

図４〜図８に示すスクライビングツール３０、４０を用いることにより、マザー基板Ｇの上面および下面の各スクライブ位置をスクライブ方向に所定距離だけずらしつつ、スクライビングホイール３１、４１と反対側の面をローラ４２、３２で押さえることが可能となる。これにより、実験で示したとおり、シール材ＳＬの直下の位置に、深いクラックでスクライブラインＬ２を形成することができる。

スクライビングホイール３１、４１と反対側の面をローラ４２、３２で押さえることにより、スクライビングホイール３１、４１からの荷重によりマザー基板Ｇが撓むことが抑制される。このため、マザー基板Ｇの厚みが薄い場合でも、上下のスクライブホイール３１、４１の位置をずらしつつ、適切な荷重で、各スクライビングホイール３１、４１をマザー基板Ｇの上下の面に押し付けることができる。これにより、深いクラックをマザー基板Ｇの表面に安定的に形成することができる。

ホルダ３３、４３には、片方に一つのローラ３２、４２のみが配置されるため、構成の簡素化とコストの低減を図ることができる。

なお、上記比較例１のように、スクライビングホイール３１に対してスクライブ方向に垂直な２方向に変位した位置（本実施の形態では、溝３３２ａ、３３２ｂの両方）にローラ３２が配される場合には、ローラ３２の取り付け誤差等によって、スクライブ動作時に何れのローラ３２がマザー基板Ｇの表面に当接するかを明確に確定できない。この点は、スクライビングツール４０に２つのローラ４２を配する場合も同様である。これに対し、本実施の形態に係るスクライビングツール３０、４０によれば、スクライビングホイール３１、４１に対してＹ軸正側に変位した一定の位置がローラ４２、３２によって押さえられるため、当該スクライビングツール３０、４０を用いた場合のクラックの形成状態を、予め想定した状態にコントロールし易くなる。

また、本実施の形態によれば、ホルダ３３、４３が同様の構成となっているため、マザー基板Ｇの上側に配置されるスクライビングツール３０と、マザー基板Ｇの下側に配置されるスクライビングツール４０に対して、共通のホルダを用いることができる。よって、スクライビングツール３０、４０に対してホルダを使い分ける必要がなく、作業性の向上とコストの低減を図ることができる。

＜変更例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施の形態も上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、刃先の稜線に一定間隔で溝が形成されたスクライビングホールが用いられたが、稜線に溝が形成されていないスクライビングホイールを用いても同様の効果が奏されることが想定され得る。スクライビングホイール（刃先）の大きさや形状は、上記実験に記載されたものに限定されるものではなく、他の大きさや形状、種類の刃先を適宜用いることができる。

また、上記実施の形態では、図１０（ｂ）に示すように、スクライビングホイール３１、４１に対して同じ方向に変位した位置にローラ３２、４２が配置されたが、スクライビングホイール３１、４１に対するローラ３２、４２の変位方向はこれに限られるものではない。たとえば、図１３（ａ）に示すように、スクライビングホイール３１、４１に対して相反する方向に変位した位置にローラ３２、４２が配置されても良い。ただし、この構成では、スクライブ動作時におけるマザー基板Ｇの歪みがＸ軸方向の成分とともにＹ軸方向の成分をも持つこととなるため、上記実施の形態に比べて歪みが複雑になる。よって、スクライブ動作時におけるマザー基板Ｇの歪みを単純化し、スクライブ動作をより安定化させるためには、上記実施の形態のように、スクライビングホイール３１、４１に対してローラ３２、４２を同じ方向に変位させることが好ましい。

また、上記実施の形態では、スクライブ動作時に、マザー基板Ｇの下側のスクライビングホイール４１を上側のスクライビングホイール３１に対してスクライブ方向に先行させたが、図１３（ｂ）に示すように、マザー基板Ｇの上側のスクライビングホイール３１を下側のスクライビングホイール４１に対してスクライブ方向に先行させても良い。この場合は、マザー基板Ｇの上面に、深いクラックで、スクライブラインＬ１を形成することができる。

また、上記実施の形態では、図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、スクライビングホイール３１、４１の突出量Ｄ１がローラ３２、４２の突出量Ｄ２よりも大きく設定されたが、突出量Ｄ１、Ｄ２を同じにすることも可能であり、また、突出量Ｄ２を突出量Ｄ１よりも大きくすることも可能である。また、突出量Ｄ１、Ｄ２は上記実験で示した大きさに限られるものではなく、他の大きさであっても良い。距離Ｄ３も適宜変更可能である。

また、上記実施の形態では、図１０（ｂ）に示すように、スクライブ動作の際にローラ３２、４２をスクライビングホイール３１、４１に対して同じ方向に変位した位置に位置付けるために、ホルダ３３、４３の脚部３３ｂ、４３ｂに一対の溝３３２ａ、３３２ｂおよび一対の溝４３２ａ、４３２ｂを設けたが、図１４（ａ）、（ｂ）のように、ホルダ３３、４３から溝３３２ｂ、４３２ｂが省略されても良い。この場合、スクライブ動作の際にローラ３２、４２は、スクライビングホイール３１、４１に対して相反する方向に変位した位置に位置付けられる。ただし、この構成によっても、ホルダ３３、４３は同様の構成であるため、マザー基板Ｇの上側に配置されるスクライビングツール３０と、マザー基板Ｇの下側に配置されるスクライビングツール４０に対して、共通のホルダを用いることができる。

また、図１５（ａ）、（ｂ）のように、ホルダ３３では溝３３２ａが省略され、ホルダ４３では溝４３２ｂが省略される構成であっても良い。この場合、スクライブ動作の際にローラ３２、４２は、上記実施の形態と同様、スクライビングホイール３１、４１に対して同じ方向に変位した位置に位置付けられる。ただし、この構成では、ホルダ３３、４３の構成が相違するため、マザー基板Ｇの上側に配置されるスクライビングツール３０と、マザー基板Ｇの下側に配置されるスクライビングツール４０に対して、ホルダを使い分ける必要がある。

この他、マザー基板Ｇの構成、厚み、材質等は、上記実施の形態に示すものに限定されるものではなく、他の構成のマザー基板Ｇの切断にも、スクライブツール３０、４０を用いることができる。ホルダ３３、４３の形状も上記に示されたものに限定されるものではない。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

２ … スクライブヘッド（第１のスクライブヘッド、第２のスクライブヘッド）
３０、４０ … スクライビングツール
３１、４１ … スクライビングホイール
３２、４２ … ローラ
３３、４３ … ホルダ
３４、３５、４４、４５ … 軸
３３１、４３１ … 溝（第１の溝）
３３２ａ、３３２ｂ、４３２ａ、４３２ｂ … 溝（第２の溝）

Claims (5)

1. 第１基板と第２基板をシール材により貼り合わせてなるマザー基板にスクライブラインを形成する際に用いられるスクライビングツールであって、
   ホルダと、
   前記ホルダに設置されたスクライビングホイールと、
   前記スクライビングホイールからスクライブ方向に所定距離だけ離間し、且つ、前記スクライビングホイールに対して前記スクライブ方向に垂直な一方向に変位した位置のみに配置されたローラと、を備える、
   ことを特徴とするスクライビングツール。
2. 請求項１に記載のスクライビングツールにおいて、
   前記ホルダの下面に形成された第１の溝と、
   前記第１の溝を挟むように前記ホルダの下面に形成された一対の第２の溝と、
   前記第１の溝および前記一対の第２の溝を前記スクライブ方向に垂直な方向に貫くようにそれぞれ配置された２つの軸と、を備え、
   前記スクライビングホイールは、前記第１の溝に挿入された状態で前記２つの軸の一方に軸支されるようにして前記ホルダに装着され、
   前記ローラは、前記一対の第２の溝の何れか一方に挿入された状態で前記２つの軸の他方に軸支されるようにして前記ホルダに装着される、
   ことを特徴とするスクライビングツール。
3. 請求項１または２に記載のスクライビングツールにおいて、
   前記スクライビングホイールは、円板の外周にＶ字状の刃先が形成されるとともに前記刃先の稜線に所定の間隔で溝を有して形成されている、
   ことを特徴とするスクライビングツール。
4. 第１基板と第２基板をシール材により貼り合わせてなるマザー基板にスクライブラインを形成するスクライブ装置において、
   前記マザー基板の上面に配置された第１のスクライブヘッドと、
   前記マザー基板の下面に配置された第２のスクライブヘッドと、を備え、
   前記第１および第２のスクライブヘッドには、それぞれ、請求項１ないし３の何れか一項に記載のスクライビングツールが装着され、
   前記第１のスクライブヘッドに装着された前記スクライビングツールの前記スクライビングホイールおよび前記ローラを、それぞれ、前記第２のスクライブヘッドに装着された前記スクライビングツールの前記ローラおよび前記スクライビングホイールに対向させた状態で、前記第１のスクライブヘッドおよび前記第２のスクライブヘッドを移動させて、前記マザー基板の両面に同時にスクライブラインを形成する、ことを特徴とするスクライブ装置。
5. 請求項４に記載のスクライブ装置において、
   前記第１のスクライブヘッドには、前記スクライビングホイールに対して前記スクライブ方向に垂直な一方向に変位した位置に前記ローラが位置付けられ、
   前記第２のスクライブヘッドには、前記スクライビングホイールに対して前記第１のスクライブヘッドにおける前記ローラの変位方向と同じ方向に変位した位置に前記ローラが位置付けられる、
   ことを特徴とするスクライブ装置。
   

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