JP2020017471A - 多層基板を切断する方法及び切断装置 - Google Patents
多層基板を切断する方法及び切断装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】スクライブホイールを用いたＯＬＥＤ等の多層基板の切断において、スクライブホイールが切断ラインを形成したい所望のラインからずれることを抑制する。【解決手段】第１ＰＥＴ層Ｌ２、ＰＩ層Ｌ１、第２ＰＥＴ層Ｌ３からなるフレキシブルＯＬＥＤ（多層基板）を切断する方法は、第１レーザ切断ステップと、ホイール切断ステップと、を備える。第１レーザ切断ステップでは、第１ＰＥＴ層Ｌ２に、開口角度θが４５〜１００度の範囲にある第１溝Ｇ１を形成する。ホイール切断ステップでは、スクライブホイールＳＷを第１溝Ｇ１を通しながら、ＰＩ層Ｌ１に切断ラインＳＬを形成する。【選択図】図３
Description
本発明は、フレキシブルＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）等の多層基板の切断方法及び装置に関する。
ＯＬＥＤ基板のような多層基板を切断する方法としては、従来、一方の面からレーザ光を照射して所望のラインに沿って切断ラインを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
上記の多層基板においては、層毎に異なる材料が用いられていることが多い。この場合、多層基板の層毎に異なる光源を用いて切断ラインを形成する必要があり、多層基板を切断する装置構成が複雑になる。
上記の多層基板においては、層毎に異なる材料が用いられていることが多い。この場合、多層基板の層毎に異なる光源を用いて切断ラインを形成する必要があり、多層基板を切断する装置構成が複雑になる。
そこで、多層基板の切断において、一部の層についてはスクライブホイールを用いて切断ラインを形成する方法が考えられている。
例えば、発光層が形成されたポリイミド（ＰＩ）層と、ポリイミド層の表面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層が接着層により接着された構成を有するＯＬＥＤにおいて、ＰＥＴ層と接着層とをレーザ光の照射により除去して溝を形成し、当該溝にスクライブホイールを通してＰＩ層に切断ラインを形成する。
例えば、発光層が形成されたポリイミド（ＰＩ）層と、ポリイミド層の表面にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層が接着層により接着された構成を有するＯＬＥＤにおいて、ＰＥＴ層と接着層とをレーザ光の照射により除去して溝を形成し、当該溝にスクライブホイールを通してＰＩ層に切断ラインを形成する。
上記の切断方法において、従来は、スクライブホイールを通す溝の溝幅を比較的広く（例えば、２００μｍより大）し、開口角度も比較的大きく（例えば、１５０°）していた。ここで、溝の開口角度とは、溝の２つの側壁がなす角度である。
上記のような溝幅及び開口角度を有する溝にスクライブホイールを通すと、スクライブホイールが溝に十分に拘束されず、スクライブホイールの刃が斜めになった状態でＰＩ層に食い込んでしまうことがある。スクライブホイールの刃がＰＩ層に一旦食い込んでしまうと、機械的に加工点を移動させてもスクライブホイールが当該移動に追従しないので、スクライブホイールの刃がＰＩ層に斜めに入り込んだ状態で切断ラインが形成されることがあった。そのため、形成された切断ラインが、切断ラインを形成したい本来のラインからは大きく外れることがあった。
上記のような溝幅及び開口角度を有する溝にスクライブホイールを通すと、スクライブホイールが溝に十分に拘束されず、スクライブホイールの刃が斜めになった状態でＰＩ層に食い込んでしまうことがある。スクライブホイールの刃がＰＩ層に一旦食い込んでしまうと、機械的に加工点を移動させてもスクライブホイールが当該移動に追従しないので、スクライブホイールの刃がＰＩ層に斜めに入り込んだ状態で切断ラインが形成されることがあった。そのため、形成された切断ラインが、切断ラインを形成したい本来のラインからは大きく外れることがあった。
本発明の目的は、スクライブホイールを用いた多層基板の切断において、スクライブホイールにより形成される切断ラインが本来のラインから大きく外れることを抑制することにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係るフレキシブルＯＬＥＤ等の多層基板を切断する方法は、第１ＰＥＴ層、ＰＩ層、第２ＰＥＴ層からなる多層基板を切断する方法である。当該方法は、以下のステップを備える。
◎第１ＰＥＴ層に、開口角度が４５〜１００度の範囲にある第１溝を形成する第１レーザ切断ステップ。
◎ホイール切断手段を第１溝を通しながら、ＰＩ層に切断部を形成するホイール切断ステップ。
上記の多層基板を切断する方法においては、ＰＩ層に切断部を形成するホイール切断手段が通る第１溝の開口角度が４５〜１００度とされている。これにより、ホイール切断手段を第１溝に挿入したときに、ホイール切断手段を第１溝に拘束できる。
そのため、ホイール切断手段が斜めになった状態で第１溝に挿入されても、第１溝が「ガイド」として機能して、ホイール切断手段が斜めになった状態が修正されるとともに、切断ラインの形成時にも、ホイール切断手段の挿入状態が適切な状態から大きく変動することを抑制できる。その結果、ホイール切断手段により形成される切断部が本来のラインから大きく外れることを抑制できる。
本発明の一見地に係るフレキシブルＯＬＥＤ等の多層基板を切断する方法は、第１ＰＥＴ層、ＰＩ層、第２ＰＥＴ層からなる多層基板を切断する方法である。当該方法は、以下のステップを備える。
◎第１ＰＥＴ層に、開口角度が４５〜１００度の範囲にある第１溝を形成する第１レーザ切断ステップ。
◎ホイール切断手段を第１溝を通しながら、ＰＩ層に切断部を形成するホイール切断ステップ。
上記の多層基板を切断する方法においては、ＰＩ層に切断部を形成するホイール切断手段が通る第１溝の開口角度が４５〜１００度とされている。これにより、ホイール切断手段を第１溝に挿入したときに、ホイール切断手段を第１溝に拘束できる。
そのため、ホイール切断手段が斜めになった状態で第１溝に挿入されても、第１溝が「ガイド」として機能して、ホイール切断手段が斜めになった状態が修正されるとともに、切断ラインの形成時にも、ホイール切断手段の挿入状態が適切な状態から大きく変動することを抑制できる。その結果、ホイール切断手段により形成される切断部が本来のラインから大きく外れることを抑制できる。
第１レーザ切断ステップにおいて形成される第１溝の幅は、４０〜２００μｍの範囲であってもよい。これにより、ホイール切断手段の動きを抑制するのにより最適な第１溝を形成できる。
上記の多層基板を切断する方法は、ホイール切断ステップ後に、切断部に対応させて第２ＰＥＴ層に第２溝を形成する第２レーザ切断ステップをさらに備えてもよい。これにより、多層基板をより容易に切断できる。
本発明の他の見地に係る装置は、第１ＰＥＴ層、ＰＩ層、第２ＰＥＴ層からなる多層基板の切断装置である。
切断装置は、レーザ切断手段と、ホイール切断手段と、を備える。レーザ切断手段は、第１ＰＥＴ層に、開口角度が４５〜１００度の範囲にある第１溝を形成する。ホイール切断手段は、第１溝を通しながら、ＰＩ層に切断部を形成する。
切断装置は、レーザ切断手段と、ホイール切断手段と、を備える。レーザ切断手段は、第１ＰＥＴ層に、開口角度が４５〜１００度の範囲にある第１溝を形成する。ホイール切断手段は、第１溝を通しながら、ＰＩ層に切断部を形成する。
上記の多層基板の切断装置では、レーザ切断手段が、ＰＩ層に切断部を形成するホイール切断手段が通る第１溝の開口角度を４５〜１００度としている。これにより、ホイール切断手段を第１溝に挿入したときに、ホイール切断手段を第１溝に拘束できる。
そのため、ホイール切断手段が斜めになった状態で第１溝に挿入されても、第１溝が「ガイド」として機能して、ホイール切断手段が斜めになった状態が修正されるとともに、切断ラインの形成時にも、ホイール切断手段の挿入状態が適切な状態から大きく変動することを抑制できる。その結果、ホイール切断手段により形成される切断部が本来のラインから大きく外れることを抑制できる。
そのため、ホイール切断手段が斜めになった状態で第１溝に挿入されても、第１溝が「ガイド」として機能して、ホイール切断手段が斜めになった状態が修正されるとともに、切断ラインの形成時にも、ホイール切断手段の挿入状態が適切な状態から大きく変動することを抑制できる。その結果、ホイール切断手段により形成される切断部が本来のラインから大きく外れることを抑制できる。
上記の第１溝はホイール切断手段を適切に拘束できるので、ホイール切断手段により形成される切断部が本来のラインから大きく外れることを抑制できる。
１．第１実施形態
（１）フレキシブルＯＬＥＤの構造
以下、本発明の一実施形態による多層基板の切断方法について説明する。本実施形態では、切断する対象である多層基板の一例として、フレキシブルＯＬＥＤ（以下、ＯＬＥＤ基板Ｐ１と呼ぶ）を採用する。
従って、最初に、図１を用いて、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の構成を説明する。図１は、ＯＬＥＤ基板の断面構造を示す図である。
図１に示すように、ＯＬＥＤ基板Ｐ１は、三層構造を有し、ＰＩ層Ｌ１と、第１ＰＥＴ層Ｌ２と、第２ＰＥＴ層Ｌ３と、を有している。
（１）フレキシブルＯＬＥＤの構造
以下、本発明の一実施形態による多層基板の切断方法について説明する。本実施形態では、切断する対象である多層基板の一例として、フレキシブルＯＬＥＤ（以下、ＯＬＥＤ基板Ｐ１と呼ぶ）を採用する。
従って、最初に、図１を用いて、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の構成を説明する。図１は、ＯＬＥＤ基板の断面構造を示す図である。
図１に示すように、ＯＬＥＤ基板Ｐ１は、三層構造を有し、ＰＩ層Ｌ１と、第１ＰＥＴ層Ｌ２と、第２ＰＥＴ層Ｌ３と、を有している。
ＰＩ層Ｌ１は、ポリイミド（ＰＩ）製の基板であり、一方の表面にＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）が形成されている。具体的には、例えば、発光層と、発光層による発光を制御するための駆動用素子（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ））と、ＯＬＥＤの配線と、が形成されている。
第１ＰＥＴ層Ｌ２及び第２ＰＥＴ層Ｌ３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルムであり、ＰＩ層Ｌ１の表面に形成されたＯＬＥＤを保護する。
第１ＰＥＴ層Ｌ２は、第１接着層Ｌ４により、ＰＩ層Ｌ１の一方の表面に接着されている。
一方、第２ＰＥＴ層Ｌ３は、第２接着層Ｌ５により、ＰＩ層Ｌ１の他方の表面に接着されている。
第１ＰＥＴ層Ｌ２は、第１接着層Ｌ４により、ＰＩ層Ｌ１の一方の表面に接着されている。
一方、第２ＰＥＴ層Ｌ３は、第２接着層Ｌ５により、ＰＩ層Ｌ１の他方の表面に接着されている。
第１ＰＥＴ層Ｌ２又は第２ＰＥＴ層Ｌ３のうち、スクライブホイールＳＷ（後述）を挿入する溝が形成される側のＰＥＴ層（第１ＰＥＴ層Ｌ２）がＯＬＥＤ基板Ｐ１の裏側、それとは反対側のＰＥＴ層（第２ＰＥＴ層Ｌ３）がＯＬＥＤ基板Ｐ１の発光面側となる。
（２）切断装置
次に、図２を用いて、本実施形態の切断装置１の構成を説明する。図２は、切断装置の全体構成を示す図である。切断装置１は、レーザ照射及びスクライブホイールを用いて、上記構成を有するＯＬＥＤ基板Ｐ１を切断するための装置である。
切断装置１は、レーザ装置３（レーザ切断手段の一例）と、スクライブホイール切断装置５と、機械駆動系７と、制御部９と、を備える。
次に、図２を用いて、本実施形態の切断装置１の構成を説明する。図２は、切断装置の全体構成を示す図である。切断装置１は、レーザ照射及びスクライブホイールを用いて、上記構成を有するＯＬＥＤ基板Ｐ１を切断するための装置である。
切断装置１は、レーザ装置３（レーザ切断手段の一例）と、スクライブホイール切断装置５と、機械駆動系７と、制御部９と、を備える。
レーザ装置３は、ＯＬＥＤ基板Ｐ１にレーザ光Ｌを照射するための装置である。レーザ装置３は、レーザ光Ｌを出力するレーザ発振器と、当該レーザ光Ｌを後述する機械駆動系７に伝送する伝送光学系と、を有している（いずれも図示せず）。伝送光学系は、例えば、図示しないが、集光レンズ、複数のミラー、プリズム、ビームエキスパンダ等を有する。また、伝送光学系は、例えば、レーザ発振器及び他の光学系が組み込まれたレーザ照射ヘッド（図示せず）をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸方向移動機構（図示せず）を有している。レーザ装置３のレーザ発振器は、例えば、ＣＯ２レーザである。
スクライブホイール切断装置５は、スクライブホイールＳＷ（ホイール切断手段の一例）を転動させて基板を切断する装置である。本実施形態では、スクライブホイール切断装置５は、ＯＬＥＤ基板Ｐ１のＰＩ層Ｌ１に切断ライン（切断部の一例）を形成するために用いられる。
スクライブホイールＳＷは、外周部分がＶ字形に形成された円板状の部材である。スクライブホイールＳＷの上記外周部分が、ＰＩ層Ｌ１に切断ラインを形成する刃となる。スクライブホイールＳＷは、例えば、直径が５〜１５ｍｍであり、Ｖ字形の刃先の頂角が２０〜５０°とされている。
スクライブホイールＳＷは、外周部分がＶ字形に形成された円板状の部材である。スクライブホイールＳＷの上記外周部分が、ＰＩ層Ｌ１に切断ラインを形成する刃となる。スクライブホイールＳＷは、例えば、直径が５〜１５ｍｍであり、Ｖ字形の刃先の頂角が２０〜５０°とされている。
機械駆動系７は、ベッド１１と、ＯＬＥＤ基板Ｐ１が載置される加工テーブル１３と、加工テーブル１３をベッド１１に対して水平方向に移動させる移動装置１５とを有している。移動装置１５は、ガイドレール、移動テーブル、モータ等を有する公知の機構である。
制御部９は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。制御部９は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
制御部９は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
制御部９は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
制御部９には、図示しないが、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の大きさ、形状及び位置を検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
この実施形態では、制御部９は、レーザ装置３を制御できる。また、制御部９は、スクライブホイール切断装置５を制御できる。さらに、制御部９は、移動装置１５を制御できる。
この実施形態では、制御部９は、レーザ装置３を制御できる。また、制御部９は、スクライブホイール切断装置５を制御できる。さらに、制御部９は、移動装置１５を制御できる。
（３）ＯＬＥＤ基板の切断方法
図３を用いて、レーザ光Ｌ及びスクライブホイールＳＷによるＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断動作を説明する。図３は、ＯＬＥＤ基板の切断動作を模式的に示す図である。
まず、図３の（ａ）に示すように、ＯＬＥＤ基板Ｐ１を第１ＰＥＴ層Ｌ２を上にして、加工テーブル１３上に配置する。その後、レーザ装置３が、第１ＰＥＴ層Ｌ２に向けて、レーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌを照射しながらレーザ装置３及び／又はＯＬＥＤ基板Ｐ１を移動させて、レーザ光Ｌを所望のラインに沿って照射する。これにより、レーザ光Ｌが照射された箇所のＰＥＴ層及び接着層が除去され、当該所望のラインに沿って第１溝Ｇ１が形成される（第１レーザ切断ステップ）。
図３を用いて、レーザ光Ｌ及びスクライブホイールＳＷによるＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断動作を説明する。図３は、ＯＬＥＤ基板の切断動作を模式的に示す図である。
まず、図３の（ａ）に示すように、ＯＬＥＤ基板Ｐ１を第１ＰＥＴ層Ｌ２を上にして、加工テーブル１３上に配置する。その後、レーザ装置３が、第１ＰＥＴ層Ｌ２に向けて、レーザ光Ｌを照射する。レーザ光Ｌを照射しながらレーザ装置３及び／又はＯＬＥＤ基板Ｐ１を移動させて、レーザ光Ｌを所望のラインに沿って照射する。これにより、レーザ光Ｌが照射された箇所のＰＥＴ層及び接着層が除去され、当該所望のラインに沿って第１溝Ｇ１が形成される（第１レーザ切断ステップ）。
本実施形態では、第１レーザ切断ステップにおいて第１ＰＥＴ層Ｌ２にレーザ光Ｌを照射する際に、レーザ光Ｌの焦点をできうる限り小さくし、当該焦点の位置を第１ＰＥＴ層Ｌ２の表面上に設定する。これにより、図３の（ａ）に示すように、開口角度θ（後述）及び溝幅Ｗ（後述）が小さい第１溝Ｇ１を形成できる。
また、レーザ光Ｌの焦点の位置（ＯＬＥＤ基板Ｐ１の高さ方向の位置）を調整することにより、第１溝Ｇ１の開口角度θ及び／又は溝幅Ｗを調整することもできる。
また、レーザ光Ｌの焦点の位置（ＯＬＥＤ基板Ｐ１の高さ方向の位置）を調整することにより、第１溝Ｇ１の開口角度θ及び／又は溝幅Ｗを調整することもできる。
第１溝Ｇ１を形成後、図３の（ｂ）に示すように、第１溝Ｇ１内にスクライブホイールＳＷを通し、所定の荷重をかけてスクライブホイールＳＷの刃先をＰＩ層Ｌ１に押し込んだ状態で、スクライブホイール切断装置５及び／又はＯＬＥＤ基板Ｐ１を移動させて、スクライブホイールＳＷを転動させる（ホイール切断ステップ）。
スクライブホイールＳＷからＰＩ層Ｌ１にかける荷重としては、例えば、０．１５ＭＰａ〜０．２０ＭＰａの荷重を用いることができる。
スクライブホイール切断装置５及び／又はＯＬＥＤ基板Ｐ１を移動させて、スクライブホイールＳＷを転動させながら第１溝Ｇ１に沿って移動させることで、図３の（ｂ）に示すように、ＰＩ層Ｌ１に、第１溝Ｇ１に沿って切断ラインＳＬを形成できる。
スクライブホイールＳＷからＰＩ層Ｌ１にかける荷重としては、例えば、０．１５ＭＰａ〜０．２０ＭＰａの荷重を用いることができる。
スクライブホイール切断装置５及び／又はＯＬＥＤ基板Ｐ１を移動させて、スクライブホイールＳＷを転動させながら第１溝Ｇ１に沿って移動させることで、図３の（ｂ）に示すように、ＰＩ層Ｌ１に、第１溝Ｇ１に沿って切断ラインＳＬを形成できる。
切断ラインＳＬを形成後、図３の（ｃ）に示すように、ＯＬＥＤ基板Ｐ１を反転させる。これにより、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の第２ＰＥＴ層Ｌ３が上に向く。
さらに、図３の（ｄ）に示すように、第２ＰＥＴ層Ｌ３の表面に、切断ラインＳＬに対応するようにレーザ光Ｌを照射する。これにより、レーザ光Ｌが照射された箇所のＰＥＴ層及び接着層が除去され、切断ラインＳＬに対応するように第２溝Ｇ２が形成される（第２レーザ切断ステップ）。
このとき、第１溝Ｇ１の形成痕が第２ＰＥＴ層Ｌ３側から視認できるので、この第１溝Ｇ１の形成痕に沿ってレーザ光Ｌを照射する。これにより、切断ラインＳＬと対応する（重複する）第２溝Ｇ２を形成できる。
上記第２溝Ｇ２が形成されると、ＯＬＥＤ基板Ｐ１に、所定のライン上に第１溝Ｇ１、切断ラインＳＬ、第２溝Ｇ２が重複して形成される。その結果、当該所定のラインに沿って、ＯＬＥＤ基板Ｐ１が切断される。
さらに、図３の（ｄ）に示すように、第２ＰＥＴ層Ｌ３の表面に、切断ラインＳＬに対応するようにレーザ光Ｌを照射する。これにより、レーザ光Ｌが照射された箇所のＰＥＴ層及び接着層が除去され、切断ラインＳＬに対応するように第２溝Ｇ２が形成される（第２レーザ切断ステップ）。
このとき、第１溝Ｇ１の形成痕が第２ＰＥＴ層Ｌ３側から視認できるので、この第１溝Ｇ１の形成痕に沿ってレーザ光Ｌを照射する。これにより、切断ラインＳＬと対応する（重複する）第２溝Ｇ２を形成できる。
上記第２溝Ｇ２が形成されると、ＯＬＥＤ基板Ｐ１に、所定のライン上に第１溝Ｇ１、切断ラインＳＬ、第２溝Ｇ２が重複して形成される。その結果、当該所定のラインに沿って、ＯＬＥＤ基板Ｐ１が切断される。
なお、第２溝Ｇ２を形成する際のレーザ光Ｌの照射条件（焦点位置）は、第１溝Ｇ１の形成時の照射条件（焦点位置）と同一としてもよいし、異なっていてもよい。
第２溝Ｇ２を形成する際のレーザ光Ｌの照射条件を、第１溝Ｇ１の形成時の照射条件と同一とすることにより、第１溝Ｇ１とほぼ同一形状（開口角度θ及び溝幅Ｗが第１溝Ｇ１とほぼ等しい）の第２溝Ｇ２を形成できる。
また、レーザ光Ｌの照射条件を同一とすることにより、溝の形成毎に照射条件を変更する必要がなくなるので、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断効率を向上できる。
第２溝Ｇ２を形成する際のレーザ光Ｌの照射条件を、第１溝Ｇ１の形成時の照射条件と同一とすることにより、第１溝Ｇ１とほぼ同一形状（開口角度θ及び溝幅Ｗが第１溝Ｇ１とほぼ等しい）の第２溝Ｇ２を形成できる。
また、レーザ光Ｌの照射条件を同一とすることにより、溝の形成毎に照射条件を変更する必要がなくなるので、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断効率を向上できる。
一方、第２溝Ｇ２を形成する際のレーザ光Ｌの照射条件を、第１溝Ｇ１の形成時の照射条件と異ならせる場合には、例えば、第２溝Ｇ２の形成時において、レーザ光Ｌの焦点の位置を第２ＰＥＴ層Ｌ３の表面からずれた位置とすることにより、開口角度θ及び溝幅Ｗの大きな第２溝Ｇ２を形成できる。
スクライブホイールＳＷによる切断ラインＳＬの形成時には第２溝Ｇ２を用いない（形成されていない）ので、第２溝Ｇ２は、第１溝Ｇ１及び切断ラインＳＬと十分に重複していれば、任意の開口角度θ及び溝幅Ｗを有していてもよい。
スクライブホイールＳＷによる切断ラインＳＬの形成時には第２溝Ｇ２を用いない（形成されていない）ので、第２溝Ｇ２は、第１溝Ｇ１及び切断ラインＳＬと十分に重複していれば、任意の開口角度θ及び溝幅Ｗを有していてもよい。
（４）実施例
以下、上記にて説明した切断方法による、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の具体的な実施例について説明する。本実施例では、ＰＩ層Ｌ１の厚みが２０μｍ、第１ＰＥＴ層Ｌ２及び第２ＰＥＴ層Ｌ３の厚みが１００μｍであるＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断を行った。
また、切断ラインＳＬの形成するスクライブホイールＳＷとして、直径が１０ｍｍ、刃先角度が３０°のものを用いた。
さらに、本実施例では、第１ＰＥＴ層Ｌ２に第１溝Ｇ１を形成する際に、レーザ光Ｌの焦点を最小にし、当該焦点の位置を第１ＰＥＴ層Ｌ２の表面上に設定し、走査速度を５００ｍｍ／秒として、第１溝Ｇ１を形成した。その結果、開口角度θが４５°程度、溝幅Ｗが４０〜５０μｍ程度の第１溝Ｇ１を形成できた。
上記の第１溝Ｇ１を形成後に、ＰＩ層Ｌ１への押し付け圧力を０．２ＭＰａとし、走査速度を３００ｍｍ／秒として、上記のスクライブホイールＳＷにてＰＩ層Ｌ１に切断ラインＳＬを形成した。
以下、上記にて説明した切断方法による、ＯＬＥＤ基板Ｐ１の具体的な実施例について説明する。本実施例では、ＰＩ層Ｌ１の厚みが２０μｍ、第１ＰＥＴ層Ｌ２及び第２ＰＥＴ層Ｌ３の厚みが１００μｍであるＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断を行った。
また、切断ラインＳＬの形成するスクライブホイールＳＷとして、直径が１０ｍｍ、刃先角度が３０°のものを用いた。
さらに、本実施例では、第１ＰＥＴ層Ｌ２に第１溝Ｇ１を形成する際に、レーザ光Ｌの焦点を最小にし、当該焦点の位置を第１ＰＥＴ層Ｌ２の表面上に設定し、走査速度を５００ｍｍ／秒として、第１溝Ｇ１を形成した。その結果、開口角度θが４５°程度、溝幅Ｗが４０〜５０μｍ程度の第１溝Ｇ１を形成できた。
上記の第１溝Ｇ１を形成後に、ＰＩ層Ｌ１への押し付け圧力を０．２ＭＰａとし、走査速度を３００ｍｍ／秒として、上記のスクライブホイールＳＷにてＰＩ層Ｌ１に切断ラインＳＬを形成した。
上記の実施例において形成した切断ラインＳＬは、目的のライン（切断ラインＳＬを形成したかったライン）からのずれ量が±１５μｍ以下であった。
その一方で、第１溝Ｇ１の開口角度を１５０°程度、溝幅を２００μｍよりも大とした従来の切断方法では、目的のラインと実際に形成された切断ラインＳＬとのずれ量が±５０μｍ以上であった。
このように、上記にて説明したＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断方法は、目的とするライン（第１溝Ｇ１）から大きく外れることなく切断ラインＳＬを形成できる点で、従来の方法と比較して改善が見られている。
その一方で、第１溝Ｇ１の開口角度を１５０°程度、溝幅を２００μｍよりも大とした従来の切断方法では、目的のラインと実際に形成された切断ラインＳＬとのずれ量が±５０μｍ以上であった。
このように、上記にて説明したＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断方法は、目的とするライン（第１溝Ｇ１）から大きく外れることなく切断ラインＳＬを形成できる点で、従来の方法と比較して改善が見られている。
切断ラインＳＬを形成後、ＯＬＥＤ基板Ｐ１を反転させて、第１溝Ｇ１の形成時のレーザ光Ｌの照射条件と同一の条件にて、第１溝Ｇ１の形成痕に沿って第２ＰＥＴ層Ｌ３にレーザ光Ｌを照射した。これにより、第２ＰＥＴ層Ｌ３に、第１溝Ｇ１と類似した形状の第２溝Ｇ２が形成された。
（５）第１溝の形状の最適化
上記のように、第１溝Ｇ１の開口角度θ及び溝幅Ｗを小さくすることで、切断ラインＳＬと目的のライン（第１溝Ｇ１）とのずれ量が小さくなった。
これは、第１溝Ｇ１の開口角度θ及び溝幅Ｗを上記のように小さくすることで、スクライブホイールＳＷが第１溝Ｇ１に拘束され、スクライブホイールＳＷが第１溝Ｇ１に挿入されたときに、スクライブホイールＳＷの挿入方向が適切な方向に修正されるとともに、切断ラインＳＬの形成時にも、スクライブホイールＳＷの挿入状態が適切な状態から大きく変動しないためと考えられる。
すなわち、スクライブホイールＳＷを用いた切断ラインＳＬの形成においては、第１溝Ｇ１の形状（開口角度θ／溝幅Ｗ）が、目的のライン（第１溝Ｇ１）からずれない切断ラインＳＬを形成する上で、重要なファクターであると考えられる。
上記のように、第１溝Ｇ１の開口角度θ及び溝幅Ｗを小さくすることで、切断ラインＳＬと目的のライン（第１溝Ｇ１）とのずれ量が小さくなった。
これは、第１溝Ｇ１の開口角度θ及び溝幅Ｗを上記のように小さくすることで、スクライブホイールＳＷが第１溝Ｇ１に拘束され、スクライブホイールＳＷが第１溝Ｇ１に挿入されたときに、スクライブホイールＳＷの挿入方向が適切な方向に修正されるとともに、切断ラインＳＬの形成時にも、スクライブホイールＳＷの挿入状態が適切な状態から大きく変動しないためと考えられる。
すなわち、スクライブホイールＳＷを用いた切断ラインＳＬの形成においては、第１溝Ｇ１の形状（開口角度θ／溝幅Ｗ）が、目的のライン（第１溝Ｇ１）からずれない切断ラインＳＬを形成する上で、重要なファクターであると考えられる。
従って、以下、どのような形状（開口角度θ／溝幅Ｗ）の第１溝Ｇ１が、適切な切断ラインＳＬを形成する上で最適であるかを検討する。
まず、図４を用いて、第１溝Ｇ１の形状を決定する開口角度θと溝幅Ｗの定義を説明する。図４は、第１溝の開口角度と溝幅の定義を示す図である。
図４の（ａ）に示すように、開口角度θは、第１溝Ｇ１を形成する２つの側壁のなす角度と定義される。一方、図４（ｂ）に示すように、溝幅Ｗは、第１溝Ｇ１のエッジ間の距離と定義される。
まず、図４を用いて、第１溝Ｇ１の形状を決定する開口角度θと溝幅Ｗの定義を説明する。図４は、第１溝の開口角度と溝幅の定義を示す図である。
図４の（ａ）に示すように、開口角度θは、第１溝Ｇ１を形成する２つの側壁のなす角度と定義される。一方、図４（ｂ）に示すように、溝幅Ｗは、第１溝Ｇ１のエッジ間の距離と定義される。
まず、開口角度θの最適値について検討した。
具体的には、開口角度θを４５°、１００°、１３０°とした第１溝Ｇ１に上記のスクライブホイールＳＷの刃先を挿入した際に、スクライブホイールＳＷがＰＩ層Ｌ１に対して垂直な向きからどの程度傾くことができるか（傾きずれ幅と呼ぶ）、及び、スクライブホイールＳＷの刃先が第１溝Ｇ１の幅方向にどの程度移動できるか（平行ずれ幅と呼ぶ）を、シミュレーションにより算出した。
以下の表１に、上記シミュレーション結果を示す。
具体的には、開口角度θを４５°、１００°、１３０°とした第１溝Ｇ１に上記のスクライブホイールＳＷの刃先を挿入した際に、スクライブホイールＳＷがＰＩ層Ｌ１に対して垂直な向きからどの程度傾くことができるか（傾きずれ幅と呼ぶ）、及び、スクライブホイールＳＷの刃先が第１溝Ｇ１の幅方向にどの程度移動できるか（平行ずれ幅と呼ぶ）を、シミュレーションにより算出した。
以下の表１に、上記シミュレーション結果を示す。
上記のように、開口角度θが４５°〜１００°の範囲であれば、スクライブホイールＳＷが第１溝Ｇ１に挿入されたときに、スクライブホイールＳＷの動きが抑制されていることが分かる。すなわち、開口角度θを４５°〜１００°の範囲に設定すれば、スクライブホイールＳＷを第１溝Ｇ１に挿入したときに、スクライブホイールＳＷを第１溝Ｇ１に適切に拘束できる。
また、第１溝Ｇ１の溝幅Ｗの範囲についても検討した。
第１溝Ｇ１は、開口角度θが上記の角度範囲である場合に、溝幅Ｗが４０〜２００μｍの範囲にあれば、スクライブホイールＳＷのずれを抑制できることが判明した。
第１溝Ｇ１は、開口角度θが上記の角度範囲である場合に、溝幅Ｗが４０〜２００μｍの範囲にあれば、スクライブホイールＳＷのずれを抑制できることが判明した。
２．他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
上記のＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断方法は、ＯＬＥＤ基板Ｐ１以外の、複数の樹脂層にて形成された多層基板に対しても適用できる。また、樹脂層以外の層（例えば、金属層）を有する多層基板に対しても、上記の切断方向を適用できる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
上記のＯＬＥＤ基板Ｐ１の切断方法は、ＯＬＥＤ基板Ｐ１以外の、複数の樹脂層にて形成された多層基板に対しても適用できる。また、樹脂層以外の層（例えば、金属層）を有する多層基板に対しても、上記の切断方向を適用できる。
上記において、ＯＬＥＤ基板Ｐ１は３つの層（ＰＩ層Ｌ１、第１ＰＥＴ層Ｌ２、第２ＰＥＴ層Ｌ３）を有していたが、２層を有する基板、及び、４層以上の層を有する基板に対しても、上記の切断方法を適用できる。
レーザ装置３、スクライブホイール切断装置５、機械駆動系７の構成は、上記の実施形態にて説明した構成に限定されない。
ＯＬＥＤ基板Ｐ１の形状は、特に限定されない。
ＯＬＥＤ基板Ｐ１の形状は、特に限定されない。
本発明は、フレキシブルＯＬＥＤの切断に広く適用できる。
１ 切断装置
３ レーザ装置
５ スクライブホイール切断装置
ＳＷ スクライブホイール
７ 機械駆動系
１１ ベッド
１３ 加工テーブル
１５ 移動装置
９ 制御部
Ｌ レーザ光
Ｐ１ ＯＬＥＤ基板
Ｌ１ ＰＩ層
Ｌ２ 第１ＰＥＴ層
Ｌ３ 第２ＰＥＴ層
Ｌ４ 第１接着層
Ｌ５ 第２接着層
Ｇ１ 第１溝
Ｇ２ 第２溝
ＳＬ 切断ライン
Ｗ 溝幅
θ 開口角度
３ レーザ装置
５ スクライブホイール切断装置
ＳＷ スクライブホイール
７ 機械駆動系
１１ ベッド
１３ 加工テーブル
１５ 移動装置
９ 制御部
Ｌ レーザ光
Ｐ１ ＯＬＥＤ基板
Ｌ１ ＰＩ層
Ｌ２ 第１ＰＥＴ層
Ｌ３ 第２ＰＥＴ層
Ｌ４ 第１接着層
Ｌ５ 第２接着層
Ｇ１ 第１溝
Ｇ２ 第２溝
ＳＬ 切断ライン
Ｗ 溝幅
θ 開口角度
Claims (4)
- 第１ＰＥＴ層、ＰＩ層、第２ＰＥＴ層からなる多層基板を切断する方法であって、
前記第１ＰＥＴ層に、開口角度が４５〜１００度の範囲にある第１溝を形成する第１レーザ切断ステップと、
ホイール切断手段を前記第１溝を通しながら、前記ＰＩ層に切断部を形成するホイール切断ステップと、
を備えた多層基板を切断する方法。 - 前記第１レーザ切断ステップにおいて形成される前記第１溝の幅は、４０〜２００μｍの範囲である、請求項１に記載の多層基板を切断する方法。
- 前記ホイール切断ステップ後に、前記切断部に対応させて前記第２ＰＥＴ層に第２溝を形成する第２レーザ切断ステップをさらに備えている、請求項１又は２に記載の多層基板を切断する方法。
- 第１ＰＥＴ層、ＰＩ層、第２ＰＥＴ層からなる多層基板を切断する装置であって、
前記第１ＰＥＴ層に、開口角度が４５〜１００度の範囲にある第１溝を形成するレーザ切断手段と、
前記第１溝を通しながら、前記ＰＩ層に切断部を形成するホイール切断手段と、
を備えた多層基板の切断装置。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102152007B1 (ko) * | 2020-03-18 | 2020-09-04 | 주식회사 탑 엔지니어링 | 기판 절단 방법 및 기판 절단 장치 |
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|---|---|---|---|---|
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2018
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2019
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