JP4058542B2 - 基板ブレイク装置、基板ブレイク方法、基板分断装置および基板分断システム - Google Patents
基板ブレイク装置、基板ブレイク方法、基板分断装置および基板分断システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレイクマシンのテーブルにセットした液晶パネルをスクライブラインに沿って分断するブレイクマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブレイク作業を順に図面に従って説明する。図１は、スクライバーのテーブル１に吸引固定された液晶パネル２をカッターホイール３を用いてスクライブする工程を示している。図２、図３はそのカッターホイール３部の正面及び側面から見た拡大図を示している。円盤状のホイールカッター３を液晶パネル２上でＸ方向に転動させるとき、カッターホイールに所定の切り込み圧を与えることにより、切り込み深さｄのスクライブラインがガラス表面に刻まれる。テーブル１をＹ方向に移動する毎に同様にスクライブを行うことにより、ガラス表面にＸ方向のスクライブラインが刻まれ、次にテーブル１を９０°回転して同様にスクライブすればＹ方向のスクライブラインが刻まれる。
【０００３】
図２、図３に示されるように、液晶パネル２は、板厚ｔのカラーフィルタ基板(以下Ａ面と呼ぶ)とこれとほぼ同厚でトランジスタアレイの形成されたＴｒアレイ基板(以下Ｂ面と呼ぶ)とが僅かなギャップｇを隔てて接合され、そのギャップｇに液晶が封入されたものである。液晶パネル２がＴＦＴ基板の場合、スクライブ時、Ａ面(このカラーフィルタ基板が後で示すように先にブレイクされる)が表となるように液晶パネル２をテーブル１にセットする。
【０００４】
図４は、液晶パネル２を４つのセルに分割するためにＡ面にスクライブラインＬ1を刻んだところを示し、周縁のスクライブラインは１条であり、４分割するための十字のスクライブラインは、各セルの２辺に後述する端子を形成するのであれば２条となる。ＸおよびＹ方向から眺めた側面図も併せて示した。Ｙ方向の側面図の詳細を図１０の(ａ)にも示す。この図１０は、スクライブからブレイク終了までの工程の流れを示したものである。
【０００５】
図５は、スクライブ済みの液晶パネル２を分断するブレイクマシン５の概略図を示し、図６はその側断面図を示す。スクライブしたＡ面を裏側にして液晶パネル２を、テーブルマット６を挟んでテーブル７にセットする。このときスクライブラインは裏側に位置するため破線で示している。そして、液晶パネル２を、真空ポンプ８による吸引によってテーブルマット６を介してテーブル７に固定する。そのテーブルマット６には、ゴムシート、ポリエステル、ポリイミドなどの材質からなる平坦なシートが用いられる。次にブレイクバー９の直下にスクライブラインが位置するようにテーブル７を矢印で示すＹ方向に移動させ、そしてエアシリンダ１０の駆動によってブレイクバー９を降下させ、その先端部に設けた硬質ゴム製ブレード９ａで液晶パネル２を押圧すれば、その液晶パネル２は、テーブルマット６上でスクライブラインを境として僅かながらＶ字状に橈わむことにより、Ａ面がそのスクライブラインの箇所でブレイクされる。
【０００６】
テーブル７を順次移動して他のスクライブラインの箇所に対しても同様にブレイクを行い、Ｘ方向のスクライブラインのブレイクがすべて終了すれば、次にテーブル７を９０°回転することにより、Ｙ方向のスクライブラインに対してもブレイクを行う。図７はＡ面の全スクライブラインＬ1に対してブレイク(ブレイク面をＺ1で示す)が終了した液晶パネル２を示し、Ｙ方向の側面図を図１０の(ｂ)にも示す。
【０００７】
この後は、その液晶パネル２を、Ｂ面を表側にしたままで先のガラススクライバーに戻すか、別のＢ面専用のスクライバーに搬送し、図８に示すようにそのＢ面にスクライブラインＬ2を刻む。ここではそのスクライブラインＬ2は、周縁および十字部ですべてが１条である。このときのＹ方向の側面図を図１０の(ｃ)にも示す。
【０００８】
スクライブが済めばその液晶パネル２を、Ａ面が表側になるように表裏を逆にして先のブレイクマシンにセットし(図１０の(ｄ)に示す)、Ｂ面のスクライブラインＬ2に対して同様にブレイクすれば(ブレイク面をＺ2で示す)、図９に示されるように、最終的に液晶パネル２は４分割され、このときのＹ方向の側面図を図１０の(ｅ)にも示す。Ｍ1は単なる耳取り、Ｍ2は端子Ｔの形成を伴う耳取り、Ｎは端子Ｔの形成のための中抜きを示す。この分割により得られた各セルは２辺に端子Ｔを持つ。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上示した従来のブレイク法では以下のような課題があった。
図１１は、スクライブしたＡ面を裏側にし、表側のＢ面上からブレイクバー９の押圧により、Ａ面をブレイクしたときの様子を示し、ブレイクバー９の駆動源にエアシリンダを用いた従来タイプのものでは、ブレイクバー９の押圧力を正確に制御できないため、押圧力が過大となった場合、この工程でブレイク対象でないＢ面も割れてしまう“共割れ”が生じる。たとえその箇所がＢ面でもブレイクする箇所であったとしても、Ｂ面での割れは図示されるように垂直クラックとならないため商品価値がなくなる。
【００１０】
又、従来のタイプでは、Ａ面のブレイク時に、ブレイクバー９による押圧が衝撃的になされるため、図１２に示すように、分断されたＡ面の下端部がテーブルマット６に叩きつけられ、その箇所でカレットＫが発生している。
【００１１】
図１３は、ブレイクバー９の押圧力が過大であったために“共割れ”が生じ、かつ、その押圧動作が衝撃的であったために、Ｂ面において押圧された箇所でもカレット発生が生じている。
【００１２】
図１４は、上述の共割れやカレット発生を恐れてブレイクバー９の押圧力を弱めた結果、Ａ面で生じる垂直クラックがそのＡ面を完全に貫通しないという“ブレイク未完”の状態が発生した例を示す。
【００１３】
このＡ面がブレイク未完の液晶パネル２に対して、Ｂ面をスクライブし、それを反転してそのＢ面をブレイクしたとき、図１５に示されるように、Ｂ面が首尾よくブレイクされても、ブレイク未完のＡ面においては液晶封入側に剥離Ｐが発生して、Ｂ面に形成されていた重要な端子パターンが失われるケースが多く発生する。この図１５に示したブレイク時、Ａ面は、図１４でのＡ面ブレイク時と逆の向きに湾曲するため、図１４の縦クラックがそのまま成長することはなく、図示したような剥離Ｐが生じ重大な欠陥となる。
【００１４】
図１６は、図９で示した耳Ｍの切除を行うときのように、Ａ面でブレイクする箇所Ｄ1から図中左端までの幅Ｗ1よりも右端までの幅Ｗ2が極端に狭いとき、この場合、ブレイクで生じたクラックは、幅広の側に傾くという“斜め割れ”が生じ、商品価値が低下する。
【００１５】
図１７は、図９で示した中抜きＮの切除を行うときのように、Ａ面でブレイク済みの箇所Ｄ2に近接した箇所Ｄ3でブレイクを行うときを示し、この場合、Ｄ3から左端までの幅は実質的にＷ3となり、右端までの幅Ｗ4に比べて狭いため、図１６の場合と同様に幅の広い右側にクラックが傾く。
【００１６】
又、ブレイクマシンではワークは必ずテーブルマット上にセットされ、そのテーブルマットは一般に絶縁体であるため、ワークをテーブルマットにセットするとき、およびそのワークをテーブルから搬出するときなどに高圧静電気が発生し、ワークに形成されている半導体が絶縁破壊するという危険性がある。
【００１７】
スクライブ開始からブレイク終了までの工程の流れを示した図１０でわかるように、
スクライバー→ブレイクマシン
ブレイクマシン→スクライバー
スクライバー→ブレイクマシン
の３回のワーク移送が必要であり、しかもスクライバーからブレイクマシンへ移送するときはワークの反転が必要であり、ブレイクマシンからスクライバーへ移送するときはワークの反転が不要であるといったような煩雑な工程を含むため全体の作業能率が低くなる。
【００１８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、新規なブレイク法に基づくブレイクマシンを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１８は、二つの支点(△)で支持されたスクライブ済みの単板をブレイクバー９でブレイクする様子を示しており、そのときにブレイクに必要な押圧力Ｐと支点スパンＷとの関係を図１９に示し、曲線Ｃ1は単板の板厚ｔが厚い場合で曲線Ｃ2は板厚が薄い場合を示す。Ｗ1で示すように支持スパンがある程度大きくなれば、押圧力Ｐはほぼ一定となり、Ｗ2で示すように支持スパンが小さくなると、押圧力Ｐは指数関数的に増大している。
【００２０】
図２０の(ａ)および(ｂ)は、それぞれ前述の支持スパンＷ1、Ｗ2でスクライブ済みの液晶パネル２をブレイクするときの様子を示し、図２１は、それらのブレイク時の押圧力Ｐに対する液晶パネルの橈み量の関係を示している。支持スパンの大きい(ａ)の場合、押圧力Ｐ1でＡ面がブレイクし、更に押圧力を増していくと、押圧力Ｐ3で上側のＢ面もブレイクする。
【００２１】
一方、支持スパンの小さい(ｂ)の場合、図１９よりわかるように、Ａ面がブレイクされるには大きな押圧力Ｐ2を必要とすると共に、支持スパンの僅かの変化でブレイクに要する押圧力Ｐ2が大きく変化するために、確実なブレイクが行えるように大き目の押圧力を必要とする。そのような大きな押圧力Ｐ2でＡ面をブレイクしたとき、ブレイクが完了すると同時に液晶パネル２の板厚が実質的に半分となるために液晶パネル２の橈み量が上向きの矢印で示したように急増し、しかもブレイクバー９の駆動源としてエアシリンダを使用した従来タイプのものでは押圧動作が衝撃的に行われるためにＢ面に過渡的な振動が生じ、Ｂ面に限界点を超えるブレイク圧が加わる結果、そのＢ面もブレイクしてしまう。これが共割れ発生のメカニズムである。
【００２２】
本発明では、▲１▼ブレイクバー９の駆動源として、ブレイク速度を随意に設定できるものとしてサーボモータ、パルスモータ、リニアモータ等を使用しており、これにより、ブレイクバー９のブレイク(下降)速度を適正な速度にしてブレイク時に衝撃力が加わらないようにようにする制御に加え、▲２▼ブレイク時の押圧力を検出できる荷重センサを設け、押圧力が規定値になればブレイクバーの押圧動作を直ちに停止させることにより、共割れやブレイク未完をなくし適正なブレイクを行えるようにしている。又、▲３▼押圧時のワーク橈み量が規定値になればブレイクバーの押圧動作を停止させる制御を▲２▼の制御に替えるかもしくはそれと併用することにより、より高い精度のブレイクが可能となる。
【００２３】
図２２の(ａ)は、Ａ面のＤ4に示す箇所にスクライブされた液晶パネル２がテーブルマット６を介してテーブル７にセットされた状態を示す。Ｄ4を境として、右側と左側のそれぞれの部材の重心位置(一点鎖線で示す)をｉ1、ｉ2、テーブルマット２に対する摩擦力をｆ1、ｆ2とし、右端および左端における上向きの曲げモーメントをＭ1、Ｍ2としたとき、この液晶パネル２に応力が加えられていない力学的平衡状態ではＭ1＝Ｍ2となる。
【００２４】
図２２の(ｂ)はブレイクのためにスクライブ箇所Ｄ4の直上をブレイクバー９で押圧した所を示す。このときの液晶パネル２の右端および左端に生じる曲げモーメントをＭ1′、Ｍ2′としたとき、
Ｍ1′＝Ｍ1−ｆ1・ｉ1
Ｍ2′＝Ｍ2−ｆ2・ｉ2
となり、Ｍ1′＞Ｍ2′となり、これが原因でクラックは、Ｄ4を境として幅の広い左側に傾く。これが斜め割れのメカニズムである。
【００２５】
又、ブレイク時にワークをテーブルに吸着していないと、ブレイクの衝撃でワークが移動し、その後の作業工程を継続して行えなくなるのでワークはテーブルに吸着される。このことがワークのテーブルマットへの摩擦力が増大し、上記の曲げモーメントＭ1′，Ｍ2′の大小関係が更に拡大され、斜め割れの発生を助長する。
【００２６】
この斜め割れを防止するためには、上記の曲げモーメントＭ1′、Ｍ2′が等しくなるように、即ち、ｆ1・ｉ1とｆ2・ｉ2が等しくなるようにすればよいことがわかる。本発明では、摩擦力ｆと重心位置ｉを随意に変えることができるように、従来の平坦なマットに替え、表面に凹凸を有する新規なテーブルマットを採用している。
【００２７】
そのテーブルマットではワークは凸部でしか接触しないため、接触面積が従来のテーブルマットに比べて少なく、それ故、発生する静電気が抑制されるという利点も得られる。その凸部の表面に微細な凹凸を形成すればワークとの接触面積が更に少なくなり、静電気の発生が更に抑制される。
【００２８】
従って本発明のブレイクマシンは、ブレイクバーの駆動源にブレイク速度を制御できる駆動手段の採用に加えて、新規な構造のテーブルマットを併用するのが効果的であるが、いずれか一方を使用することもでき、図５に示した従来のブレイクシン５に、前述の駆動手段を用いたり、あるいは平坦なテーブルマット６に替えて本発明のテーブルマットを使用してもよい。
【００２９】
図１０でわかるように、スクライブ面を裏にしてワークをＶ字形状に橈ませてブレイクする機構では、スクライブ後にワークの反転が必ず必要となるため、作業能率が低くなる。そこでワークを逆Ｖ字状に橈ませてブレイクするのであればスクライブ面を表にしたままブレイクを行うことができ、ワークの反転が不要となる。又、スクライブ面を表側にしてブレイクできるため、同一テーブル上でスクライブを行うことも可能であり、スクライブからブレイク終了までの工程を大幅に簡略化できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図２３は、本第１発明の１実施形態を示したブレイクマシン２１の斜視図であり、図２４にその正面図を示す。水平固定部材２２に設けられたサーボモータ２３の回転軸にボールネジ２４が直結され、そのボールネジ２４の下端は、別の水平固定部材２５において回転自在に支承される。そのボールネジ２４に螺合する雌ネジ２６を中央部に担う上移動部材２７の両端から下方に支持軸２８，２９が延在し、それらの軸は前記水平部材２５を摺動可能に貫通し、それらの軸下端が下移動部材３０に固着される。従って、サーボモータ２３が回転すると、上移動部材２７と一体的に下移動部材３０も上下動する。
【００３１】
一方、ブレイクバー９から上方に向かう２本の軸３１，３２が設けられ、それらの軸は下可動部材３０に摺動自在に挿通され、下可動部材３０に対してブレイクバー９が上下動自在に設けられる一方、下可動部材３０とブレイクバー９とは係合機構３３において、荷重センサを介して連通している。下図に示したセンサ部拡大図に示すように、ブレイクバー９の上面に、上部に開口を有するシリンダー３４が形成され、一方、下移動部材３０の下方に延在するピストン３５がシリンダー３４内に挿通され、そのピストン先端には前記開口よりも径の大きいストッパー３６が設けられることにより、ブレイクバー９が必要以上に下降しないようになっている。又、ストッパー３６の下面は、荷重センサ３７と平板部材３８を通じてブレイクバー９の上面に当接しているため、下移動部材３０が降下してブレイクバー９にブレイク圧が与えられるとき、そのときのブレイク圧が荷重センサ３７で計測される。
【００３２】
テーブル７は、図２４に示すガイドレールＧに従って紙面と垂直方向(図２３では直線の矢印(Ｙ)方向)に移動し、かつ、不図示のロータリーアクチュエータによってテーブル７は９０°可逆転回する。液晶パネル２の寸法やスクライブデータなどの加工データを入力するのが図２３の操作及びデータ入力部４０である。テーブル７と液晶パネル２との間に設けられるのが弾性体のテーブルマット４１であり、本発明では新規に開発したものを用いており、本機２１のテーブル７部を示した図２５の平面図および側断面図にその詳細を示す。
【００３３】
そのテーブルマット４１上には、裏側にあるＡ面がスクライブされた液晶パネル２がセットされているが、同平面図においては、テーブルマット４１のパターン形状を分かり易くするために、スクライブラインＬ1は記していないが、図４に示したスクライブラインＬ1(周縁が１条、４セルに仕切る中央の十字部が２条)と同じである。そのスクライブラインＬ1のトレースパターンに合致するように、テーブルマット４１には、２条(周縁部)または３条(十字部)の幅狭の凸ラインからなる凸部４１ａが形成されており、それらの各凸部４１ａの両側には短冊状の幅の凸部Ｍが形成されている。凸部の形状およびスクライブラインＬ1との位置関係については後で詳しく述べる。
【００３４】
図１０で示したように端子Ｔを形成する場合、その箇所でスクライブする箇所がＡ面とＢ面とで異なり、そのため、Ａ面、Ｂ面用にそれぞれテーブルマット４１を必要とし、図２５はＡ面用のテーブルマット４１を備えたＡ面ブレイクマシン２１のテーブル７を示し、図２６はＢ面用のテーブルマット４１′を備えたＢ面ブレイクマシン２１′のテーブル７を示す。図２６においても、Ｂ面のスクライブラインＬ2を記していないが、そのスクライブラインＬ2は図８に示したスクライブラインＬ2(周縁および十字部共に１条)と同じであり、それに合致するようにして凸部４１ａが形成されている。これらの凸部の形状およびスクライブラインＬ1との位置関係についても後で詳しく述べる。これらの図２５、図２６で両者の差異を明確にするために、図２６では図２５と相違する箇所に対してのみ符号を付した。
【００３５】
これらのテーブルマット４１，４１′の十字部凸部４１ａで仕切られた４つの凹部４１ｂにおいて、小円の凸部４１ｃが形成され、その凸部４１ｃの中央に吸引孔４１ｄが設けられ、その吸引孔４１ｄは配管により、真空バルブ４２を通じ真空ポンプ８につながっている。前記の凸部４１ｃは、吸引孔４１ｄにより、液晶パネル２をテーブル７に吸引した際、液晶パネル２が橈まないように設けられたものである。
【００３６】
図２７は、本ブレイクマシン２１(２１′も同じ)の制御ブロック図を示し、図２３、２４と共通の要素には同一の符号を付し、その機能説明を省略する。５１は、本機を総括制御するＣＰＵ(中央処理装置)であり、５２は、以下に示すブレイク動作のための制御プログラムを格納するＲＯＭである。５３は、入力部５４を通じて操作及びデータ入力部４０より入力された各種加工データ等を記憶するＲＡＭである。５５は、出力部５６を通じて出力される駆動信号に基づきロータリーアクチュエータ３９を作動させるエアバルブである。荷重センサ３７の検出信号は、アンプ５７、Ａ／Ｄ変換器５８を通じてＣＰＵ５１に取り込まれる。５９は、テーブル７をＹ方向に移動させるサーボモータであり、その移動量はエンコーダ６０で検出され、サーボモータ５９を駆動するドライバー６１にフィードバックされる。サーボモータ２３によるブレイクバー９の降下量はエンコーダ６２で検出され、そのサーボモータ２３を駆動するドライバー６３にフィードバックされる。
【００３７】
図２８は、本ブレイクマシンをライン構成したときのシステム図を示す。給材搬送機７１により、液晶パネル２がＡ面スクライバー７２にセットされると、そのＡ面スクライバー７２において液晶パネル２のＡ面に対して、まずＸ方向のスクライブが行われ、次に同機のテーブルを９０°回転してスクライブすることにより、Ｙ方向のスクライブが行われる。Ａ面に対してクライブラインＬ1が刻まれた液晶パネル２は、反転搬送機７３により、Ａ面を裏側にしてＡ面ブレークマシン２１にセットされる。ここでのブレーク工程を図２９のフローに従って説明する。
【００３８】
このブレークマシン２１においては、予め初期設定として、ステップＳａにてブレークする液晶パネル２のＡ面用のテーブルマット４１をテーブル７上にセットし、ステップＳｂにて、Ａ面スクライブラインの位置データ、各スクライブラインに作用させるブレイクバー９のブレイク圧(単位長さ当たりの荷重で０.３〜１２ｋｇｆ/ｃｍ)、ブレイク時に必要なワークの橈み量、ブレイクバー９の適したブレイク速度(１０μｍ〜１０ｍｍ/sec)を入力する。これらの各種データは、ガラス厚やブレイク位置毎にＡ面用として予め実験的に求めたものである。
【００３９】
さて、ステップＳ１にてＡ面ブレークマシン２１のテーブル７にＡ面を裏側にして液晶パネル２がセットされた後、ステップＳ２にて自動起動スイッチをオンにすると、ステップＳ３にて液晶パネル２はテーブル７に吸着され、そしてステップＳ４にて、最初にブレイクするスクライブラインＬ1がブレイクバー９の直下に来るよう、前記設定データに基づきテーブル７がＹ方向に移動する。
【００４０】
移動が終われば、ステップＳ５にて液晶パネル２の吸着が解除される。続いてステップＳ６にてブレイクバー９が適したブレイク速度で降下する。ステップＳ７では、荷重センサ３７で測定されたブレイクバー９によるブレイク圧が前記設定のブレイク圧に達したか、あるいはエンコーダ６２で測定されたブレイクバー９の降下量からわかる液晶パネル２の橈み量が前記設定値に達したかが判定される。いずれかの測定量が所定のデータ値になれば(その時点では既に適正なブレイクが完了している)、ステップＳ８に進み、ブレイクバー９の降下が直ちに停止され、上方の原位置に復帰する。ここでは二つの条件が揃ったときに(論理積)、ブレイクバー９の降下を停止させたが、一方の条件が成立したときに(論理和)、停止させてもよく、又、ブレイクする箇所毎に、更にＡ面、Ｂ面毎に論理積もしくは論理和を随意に設定することも可能である。
【００４１】
図２５の側断面図は、ワーク右端でブレイクしているところを示し、その部分の拡大図を図３０、図３１に示す。裏側のＡ面にあるスクライブラインＬ1の下には、幅広の凸部Ｍの間に幅ｌ1の２条の凸ラインＮ1、Ｎ2がＷ3のスパンで形成された凸部４１ａがテーブマット４１に形成されており、両凸ラインＮ1、Ｎ2間の凹部Ｏ1の中央にスクライブラインＬ1が位置している。図３１は、ブレイクバー９の押圧により、Ａ面をスクライブラインＬ1の箇所でブレイク(Ｚ1)したときの状況を示す。
【００４２】
このとき、ブレイクバー９の押圧により、液晶パネル２はブレイク点を境としてＶ字状に橈む結果、液晶パネル２は二つの凸ラインＮ1、Ｎ2のみで支持されることになる。従って、ブレイク点を境として両側の部材におけるテーブルマット４１に対する摩擦力ｆ1′，ｆ2′は互いに接触面積が等しいため、ｆ1′＝ｆ2′となる。又、ブレイク点を境として両側の部材における重心はｉ1′、ｉ2′であり、ブレイク点からの距離でみれば、ｉ1′＝ｉ2′であり、ｆ1′・ｉ1′＝ｆ2′・ｉ2′となる。従ってブレイク時、ブレイク点を境として両側の部材に生じる曲げモーメントは等しく、よって、このブレイク面Ｚ1には図２２で示したような斜め割れは生じない。
【００４３】
又、ブレイク時には液晶パネル２はテーブル７に固定されていないため、液晶パネル２とテーブルマット４１と間の摩擦力が増大して斜め割れを助長するといったこともない。尚、ブレイクバー９によるブレイク動作は、従来のように衝撃的な押圧でないために、ブレイク時に液晶パネル２がテーブル７上で移動することはない。
【００４４】
ステップＳ９では、原方向、つまり現在行っているＸ方向のブレイクがすべて終了したかが判定され、未終了であればステップＳ３に戻ることにより、上述したブレイク動作が残りのスクライブラインに対しても実施される。
【００４５】
図３２は、ワーク中央にある２条のスクライブラインＬ1の一方がブレイクバー９の直下に移動したときの状況を示す。この２条のスクライブラインＬ1の下には、幅広の凸部Ｍの間に幅ｌ2の３条の凸ラインＮ3、Ｎ4、Ｎ5がＷ4のスパンで形成された凸部４１ａがテーブルマット４１に形成されており、両凸ラインＮ3、Ｎ4間とＮ4、Ｎ5間のそれぞれの凹部Ｏ2、Ｏ3の中央に各スクライブラインＬ1が位置している。
【００４６】
図３３は、２条のスクライブラインＬ1に対してそれぞれブレイク(Ｚ1)した所を示し、それらの個々のブレイクに関しては図３０、図３１で述べたのと同じ理論が成り立ち(図中左側のスクライブラインＬ1に対するブレイク時には凸ラインＮ3、Ｎ4が支点となり、右側のスクライブラインＬ1に対するブレイク時には凸ライン起Ｎ4、Ｎ5が支点となる)、よって個々のブレイクにおいても斜め割れが生じることはない。
【００４７】
Ｘ方向のブレイクがすべて完了すれば、ステップＳ１０にて液晶パネル２はテーブル７に吸引され、ステップＳ１１にてテーブル７が９０°回転される。ステップＳ１２では、先のスクライブラインＬ1と直交する向きのスクライブラインがブレイクバー９の直下に来るようにテーブル７がＹ方向に移動し、ステップＳ１３にて液晶パネル２の吸着が解除され、ステップＳ１５にて、規定のブレイク圧が加わるまで、あるいは液晶パネル２の橈み量が規定値となるまでステップＳ１４にてブレイクバー９が降下され、それらの条件が満たされれば、ステップＳ１６にてブレイクバー９は原位置に復帰する。このターン位置で全スクライブが終了するまでステップＳ１８にて液晶パネル２がテーブル７に吸着されてからステップＳ１２に戻ることにより、上述したブレイク工程が繰り返され、全ブレイクが終了すれば、このＡ面ブレイクマシン２１での工程は終了する。
【００４８】
Ａ面にて対して２方向の全ブレイクが終了すれば、図２８に示すように、その液晶パネル２は、Ｂ面を表側にしたままで中間搬送機７４によってＢ面スクライバー７５に搬送され、そこでＢ面に対して２方向にスクライブラインＬ2が刻まれる。その液晶パネル２は、反転搬送機７６によってそのスクライブしたＢ面が裏面となるように反転しながらテーブルマット４１′を備えたＢ面ブレイクマシン２１′に搬送される。ここでなされるブレイクは、ブレイク位置がＡ面の場合と異なる箇所があるだけでブレイク内容は図２９で述べたものと基本的に同一である。当然、初期設定として入力される各種データはＢ面用のものである。Ａ面のブレイク工程を示した図３０〜図３３に対応するＢ面のブレイク工程を図３４〜図３７に示す。
【００４９】
以上のスクライブからブレイク終了までの工程の流れは図１０に示したものと同じであり、従ってブレイク終了後のパネル片の分断状況も図９と同じである。分断された各パネル片は除材搬送機７７によって次工程へ搬出される。
【００５０】
ところで例えば図３０、図３１を比較して分かるように、ブレイクバー９の押圧時には、液晶パネル２の変形に伴い、凸ラインＮ1、Ｎ2が僅かに変形している。図３８のテーブルマット４１″は、図２５に示したテーブルマット４１から幅広の凸部Ｍを取り除いたものを示し、この場合、ブレイク圧が、凸部４１ａを形成する幅狭の２条の凸ラインＮにすべて加わるため、それらの変形の程度が大きくなり、両凸ラインＮが両側に押しやられる(逃げる)。このような状況下では、変形の生じない箇所(図中、両端と中央)でブレイクが起きるが、変形が生じた箇所ではブレイク圧をいくら増してもブレイクしない。このような不具合が発生しないように幅広の凸部Ｍを設け、凸ラインＮの変形を防いでいる。
【００５１】
図３９は、本第２発明のスクライブ機能付きブレイクマシン８１の１実施形態を示した斜視図であり、図２３と共通する要素には同一の符号を付している。ブレイクバー４５のブレード４５ａは、その断面がコの字状の形状をなし、その開口部が下に向く。又、ブレイクバー４５と平行にガイドレール４６が設けられ、そのガイドレール４６に沿って移動するスクライブヘッド４７が設けられ、そのスクライブヘッド４７の下端には図１で示したカッターホイール３が回転自在に取り付けられている。
【００５２】
このカッターホイール３により、本機８１のテーブル７上でブレイクだけでなく、スクライブも行うようにしており、スクライブ時には、液晶パネル２をテーブル７にセットする際に正確な位置決めが必要となる。そのために、一般のガラススクライバー機と同様に、液晶パネル２に記されたアライメントマークを読み取るための一対のＣＣＤカメラをテーブル７上に備え(図３９では不図示)、そのカメラで読み取ったアライメントマークの位置データに基づき、テーブル７にセットした液晶パネル２の位置ずれを検出し、スクライブ時のテーブル送り量が加減される。そのＣＣＤカメラの詳しい機能については例えば特開平6-001628「自動ガラススクライバー」に開示されている。
【００５３】
又、本機８１においても新規なテーブルマットを採用しており、その詳細を本機８１のテーブル７部における平面図および側断面図である図４０に示す。この図４０において、最初にブレイクする面が表側のＢ面となるため、テーブルマット４１′はＢ面用のものである。この平面図でもテーブルマット４１′に形成した凸部４１ｅのパターンをわかりやすくするために、Ｂ面に刻んだスクライブラインＬ2を記していないが、ここでのスクライブラインＬ2はすべて１条のものであり、図８に示したスクライブラインＬ2と同じである。そのスクライブラインＬ2に沿って１条の幅狭の凸ラインからなる凸部４１ｅが形成されている。その凸部４１ｅの形状及びスクライブラインＬ2との位置関係については後で述べる。
【００５４】
ここでもＡ面とＢ面とでスクライブラインがずれる箇所があるため、Ａ面用にはテーブルマット４１が必要である。図４０はＢ面用のテーブルマット４１′を備えたスクライブ機能付きＢ面ブレイクマシン８１′のテーブルを示したものであり、図４１はＡ面用のテーブルマット４１を備えたスクライブ機能付きＡ面ブレイクマシン８１のテーブルを示す。Ａ面のスクライブラインＬ1は、図４のスクライブラインＬ1と同じであり、十字のラインで２条となっている。図４０、図４１で両者の差異を明確にするために、図４１では図４０と相違する箇所に対してのみ符号を付した。
【００５５】
図４２は、スクライバー機能付きＡ面ブレイクマシン８１(８１′も同じ)の制御ブロック図を示し、図２７と同一の要素に対しては共通の符号を付している。テーブル７の回転には、図２７のロータリーアクチュエータ３９に替えてサーボモータ７１を使用しており、そのサーボモータ７１の回転量はエンコーダ７２で検出され、サーボモータ７１を駆動するドライバー７３にフィードバックされる。リニアアクチュエータ７４は、エアーバルブ７５の開閉によってスクライブヘッド４６を移動させる。一対のカメラ７６が前述したＣＣＤカメラであり、それらのカメラ７６による撮像データは画像処理演算装置７７に取り込まれ、アライメントマークの位置データが検出される。カメラモータ７８は、ドライバー７９よりの駆動信号に基づきＣＣＤカメラ７６を、液晶パネル２のサイズに応じて所定位置に移動する。
【００５６】
図４３は本機８１(８１′)をライン構成したときのシステム図を示す。給材搬送機７１により、液晶パネル２がスクライブ機能付きＢ面ブレイクマシン８１′にセットされると、そのブレイクマシン８１′にてＢ面のスクライブおよびブレイクが行われるが、その工程を図４４のフローに従って説明する。
【００５７】
ステップＳａ、Ｓｂでは、図２９のフローと同様に、Ａ面ブレイクマシン８１′に対してテーブルマット４１′をテーブル７にセットし、Ｂ面のスクライブラインの位置データ、ブレイク圧、ワークの橈み量、ブレイクバー４５の適したブレイク速度等を初期設定として予め入力しておく。さて、ステップＳ２１にて液晶パネル２がセットされ、ステップＳ２２にて自動起動スイッチがオンにされると、ステップＳ２３にて、液晶パネル２はテーブルマット４１を挟んでテーブル７に吸着される。ステップＳ２４では液晶パネル２に記されたアライメントマークがカメラ７６によって撮像され、ステップＳ２５でその位置データが検出される。ステップＳ２６では、Ｂ面に対して原方向のスクライブがなされ、ステップＳ２７でテーブル７を９０°回転してターン方向のスクライブが行われる。図５３の(ａ)は、このようにしてＢ面に、図８に示したスクライブラインＬ2のトレースと同様にすべて１条のスクライブラインＬ2を刻んだ様子を示す。
【００５８】
ステップＳ２８ではこのターン方向において、図４５に示すように、ワーク右端のスクライブラインＬ1が、ブレイクヘッド４５のブレード４５ａの開口中央に位置するようテーブル７が移動する。ステップＳ２９にて液晶パネル２の吸着が解除され、ステップＳ３０でブレイクヘッド４５が所定のブレイク速度で降下する。ステップＳ３１にて、ブレイク圧が所定値に達したか、ブレイクバー４５の降下量が所定値に達したかが判定され、いずれかでその条件が満たされた時点で図４６のごとくブレイクが完了しているので、次のステップＳ３２ではブレイクバー４５は原位置へ復帰のために上昇する。
【００５９】
ステップＳ３３では、現在のターン方向でブレークがすべて完了したかが判定され、完了していない場合はステップＳ３４にて液晶パネル２がテーブル７に吸着された後ステップＳ２８に戻ることにより、ブレイクが続行される。図４７、図４８はワーク中央のスクライブラインＬ1に対するブレイク作業を示す。このようにしてＢ面に対する全ブレイクが終了すれば、ステップＳ３５にて液晶パネル２がテーブル７に吸着され、ステップＳ３６にてテーブル７が９０°回転する。次のステップＳ３７からステップＳ４３において今度は原方向のブレイクが行われる。図５３の(ｂ)はＢ面に対して全ブレイクが終了したところを示す。
【００６０】
Ｂ面のブレイクが終了すれば、図４３に示すように、その液晶パネル２は、反転搬送機７３によって反転しながらＢ面ブレイクマシン８１′からＡ面ブレイクマシン８１へ搬送される。ここにおいても図４４のフローに基づきＡ面に、図４に示したスクライブラインＬ1のトレースと同様に、十字のラインを２条としたスクライブラインＬ1が刻まれる。そして、そのＡ面に対してブレイクされる。
【００６１】
Ｂ面のブレイクを示した図４５〜図４８に対応するＡ面のブレイクを、図４９〜図５２に示す。但し、ワーク中央に対するブレイクを示した図５１、図５２に示されるように、スクライブラインＬ1は２条であるが、その内の一方のみがブレイクされる。従って、Ａ面用のテーブルマット４１の凸部４１ｅの形状は、Ｂ面用のものと同じであり、その位置のみが異なる。図５３の(ｄ)はＡ面のブレイクが終了したところを示し、図５３の(ｅ)および図５４に示すように分断される。この場合、図中、右側のセルで耳Ｎが残されるので、図５５に示すように、専用のブレイクマシンを用いた耳Ｎの切除が必要となる。
【００６２】
本実施形態で用いたテーブルマット４１(４１′)を製作するには凸版印刷用版材として使用されている感光性樹脂版を用いると都合がよい。シート状の感光性樹脂版の表面に、前述した凸部に相当する箇所をマスクするフイルムを貼り合わせ、その上から紫外線を照射(感光)した後、その感光性樹脂を処理液でエッチング(現像)することにより、マスクしていない箇所がエッチングされて凹部が形成され、マスクした箇所は凸部として残される。この手法によれば、微細な凸部を精度良く形成でき、かつ従来の専用型を用いたモールド法に比べて製作コストを格段に低くできる。
【００６３】
又、そのテーブルマット４１には、液晶パネル２を適確にブレイクできるよう、適した硬度の選択が必要であり、従来使用されている一般のゴム材料ではショア硬度Ａ４０ないしＡ１００程度の範囲でしか選択できないが、前述した凸版用の感光性樹脂版では、ショア硬度Ａ４０〜Ｄ３０(ランクＡの上にＢ、Ｃ、Ｄ…がある)程度までの各種の物があり、選択の幅が非常に広いというメリットがある。尚、この印刷版用材料に限らず、感光および現像により随意の形状に形成できる材料であれば、それを使用することができる。
【００６４】
液晶パネル２が絶縁体のテーブルマット上に接触することにより、液晶パネル２に高圧静電気が発生すると述べたが、液晶パネル２とテーブルマットとの接触面積を少なくすれば、静電気の発生電圧も低下することがわかる。テーブルマット上の液晶パネル２は、空中に浮かぶコンデンサ(容量Ｃ)とみなすことができ、これにＱの電荷を与えると、Ｖ＝Ｑ／Ｃの電圧が発生し、発生電圧Ｖは、摩擦により生じる静電荷Ｑに比例する。
【００６５】
図２５に示したテーブルマット４１では、図５に示した液晶パネル２の全面に接触する従来のテーブルマット６に比べ、接触面積比がおよそ５０％となり、図４０のテーブルマット４１では同接触面積比がおよそ６％まで低減され、発生する静電気電圧も大幅に減少する。
【００６６】
図５６は図２５に示したテーブルマット４１の凸部の表面に、面積率が５０％となる微細な凹凸を設けたテーブルマット９１を示し、液晶パネル２との接触面積を更に減少させたものであり、図５７は図４０に示したテーブルマット４１の突起部に同じような凹凸を設けたテーブルマット９２を示す。これらのテーブルマット９１，９２では前述の接触面積比がそれぞれ２５％、３％と更に半減される。
【００６７】
１００％接触時の環境下での発生電圧が１０００Ｖであったとすれば、接触面積の低減により、以下のごとく発生電圧が低下し、静電気障害を皆無にできる。
【００６８】
尚、起伏の大きさは５０〜２５０ＤＰＩ、面積率は３０〜８０％の間で自由に選ぶことができる。又、本実施形態では、凹凸の形状を小円の突起ｐとしたが、逆にその部分を凹部としてもよく、あるいは溝や網目による凹凸であってもよい。このような凹凸は、前述の感光性樹脂版を用いれば、凸部の形成時に一緒に形成することができる。
【００６９】
又、ブレイク対象のワークは２層のガラス板であったが、１枚のガラス板に対しても実施可能であり、その場合は１種類のテーブルマットを備えればよい。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に係わるブレイクマシンでは、ブレイクバーによるブレイク速度を制御できるようにしたので、高い精度のブレイが可能となり、共割れやブレイク端面でのクラック発生をなくせる。
請求項２に係わるブレイクマシンでは、ワークの下面に刻んだスクライブラインの両側をテーブルマットに形成した凸部で支持するため、上方からの押圧によるブレイク時、そのスクライブラインの位置に関係なく、スクライブラインを境として、両側の部材の曲げモーメントが等しくなり、それ故、斜め割れの発生をなくせる。
請求項４に係わるブレイクマシンでは、ワークの上面に刻んだスクライブラインの直下をテーブルマットに形成した凸部で支持し、スクライブラインの両側を、新規な構成のブレイクバーによって押圧してブレイクするため、この場合も、スクライブラインの位置に関係なく、スクライブラインを境として、両側の部材の曲げモーメントが等しく斜め割れの発生をなくせ、又、スクライブ後にワークを反転させる必要がないので、同一テーブル上でスクライブとブレイクの工程を行え、スクライブからブレイク終了までのライン構成が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラススクライバーでのスクライブの様子を示した図
【図２】 図１のカッターホイール部を正面から見た詳細図
【図３】 図１のカッターホイール部を側面から見た詳細図
【図４】 ワークのＡ面にスクライブしたところを示した図
【図５】 従来のブレイクマシンの斜視図
【図６】 図５のブレイクマシンにおける側断面図
【図７】 図４のワークをＡ面でブレイクしたところを示した図
【図８】 図７のワークを更にＢ面でスクライブしたところを示した図
【図９】 図８のワークをＢ面でブレイクしたところを示した図
【図１０】 スクライブからブレイク終了までの全工程の流れを示した図
【図１１】 Ａ面のブレイクの際にＢ面もブレイクされた共割れを示した図
【図１２】 ブレイクしたＡ面にカレットが発生した例を示した図
【図１３】 図１１の共割れと図１２のカレット発生が同時に生じた例を示した図
【図１４】 垂直クラックがＡ面を貫通しなかったブレイク未完を示した図
【図１５】 Ａ面がブレイク未完のワークに対してＢ面をブレイクしたときに、ブレイク未完のＡ面に剥離が生じた例を示した図
【図１６】 耳取りのためのブレイクの際に斜め割れが生じた例を示した図
【図１７】 中抜きのためのブレイクの際に斜め割れが生じた例を示した図
【図１８】 スパンＷの２点で支持されたワークをブレイクする様子を示した図
【図１９】 ２種類の板厚のワークにおいて、ブレイクに要する押圧力とスパンＷとの関係を示した図
【図２０】 スパンＷ1、Ｗ2の２点で支持されたワークをブレイクする様子を示した図
【図２１】 図２０のブレイク時において、押圧力に対するワークの橈み量を示した図
【図２２】 テーブル上に静置されたときとブレイク力が加えられた時とのワークにおける力学的平衡関係を説明するために用いた図
【図２３】 本第１発明に係わるブレイクマシンの１実施形態を示した斜視図
【図２４】 図２３のブレイクマシンの正面図および、そのセンサ部の拡大図
【図２５】 図２３のブレイクマシンに採用された新規なＡ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図２６】 図２３のブレイクマシンに採用された新規なＢ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図２７】 図２３のブレイクマシンの制御回路を示した制御ブロック図
【図２８】 図２３のブレイクマシンをライン構成したときのシステム図
【図２９】 図２３のブレイクマシンにおける制御動作を示したフローチャート
【図３０】 Ａ面用テーブルマットに形成された２条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３１】 図３０においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３２】 Ａ面用テーブルマットに形成された３条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３３】 図３２においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３４】 Ｂ面用テーブルマットに形成された２条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３５】 図３４においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３６】 Ｂ面用テーブルマットに形成された３条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３７】 図３６においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３８】 図２５に示した凸ラインの両側に位置する短冊状凸部を設けなかったときのブレイク時における凸ラインの変形を示した平面図および側断面図
【図３９】 本第２発明に係わるブレイクマシンの１実施形態を示した斜視図
【図４０】 図３９のブレイクマシンに採用された新規なＢ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図４１】 図３９のブレイクマシンに採用された新規なＡ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図４２】 図３９のブレイクマシンの制御回路を示した制御ブロック図
【図４３】 図３９のブレイクマシンをライン構成したときのシステム図
【図４４】 図３９のブレイクマシンにおける制御動作を示したフローチャート
【図４５】 Ｂ面用テーブルマットに周縁部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図４６】 図４５においてブレイク時の様子を示した断面図
【図４７】 Ｂ面用テーブルマットに中央部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図４８】 図４７においてブレイク時の様子を示した断面図
【図４９】 Ａ面用テーブルマットの周縁部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図５０】 図４９おいてブレイク時の様子を示した断面図
【図５１】 Ａ面用テーブルマットの中央部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図５２】 図５１においてブレイク時の様子を示した断面図
【図５３】 本ブレイクマシンにおけるスクライブからブレイク終了までの全工程の流れを示した図
【図５４】 ブレイク終了後の分断されたワークを示した図
【図５５】 ブレイク終了後に残った耳の切除作業を示した図
【図５６】 図２５のテーブルマットに形成された凸部に微細な突起を形成した図とその拡大図および側断面図
【図５７】 図４０のテーブルマットに形成された凸部に微細な突起を形成した図とその拡大図および側断面図
【符号の説明】
２ 液晶パネル
７ テーブル
９ ブレイクバー
９ａ ブレード
２１ ブレイクマシン
２２ 水平固定部材
２３ サーボモータ
２４ ボールネジ
２５ 開閉固定部材
２６ 雌ネジ
２７ 上移動部材
２８ 支持軸
３０ 下移動部材
３１ 軸
３３ 係合機構
３４ シリンダー
３５ ピストン
３６ ストッパー
３７ 荷重センサ
３９ ロータリーアクチュエータ
４０ データ入力部
４１ テーブルマット
４１ａ 凸部
４１ｄ 吸引孔
４５ ブレイクバー
４５ａ ブレード
４６ ガイドレール
４７ スクライブヘッド
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
６０ エンコーダ
６１ ドライバー
６０ エンコーダ
７１ サーボモータ
７２ エンコーダ
７３ ドライバー
７４ リニアアクチュエータ
７５ エアーバルブ
７６ ＣＣＤカメラ
７７ 画像処理演算装置
８１ ブレイクマシン
Ｐ 凹凸
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブレイクマシンのテーブルにセットした液晶パネルをスクライブラインに沿って分断するブレイクマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のブレイク作業を順に図面に従って説明する。図１は、スクライバーのテーブル１に吸引固定された液晶パネル２をカッターホイール３を用いてスクライブする工程を示している。図２、図３はそのカッターホイール３部の正面及び側面から見た拡大図を示している。円盤状のホイールカッター３を液晶パネル２上でＸ方向に転動させるとき、カッターホイールに所定の切り込み圧を与えることにより、切り込み深さｄのスクライブラインがガラス表面に刻まれる。テーブル１をＹ方向に移動する毎に同様にスクライブを行うことにより、ガラス表面にＸ方向のスクライブラインが刻まれ、次にテーブル１を９０°回転して同様にスクライブすればＹ方向のスクライブラインが刻まれる。
【０００３】
図２、図３に示されるように、液晶パネル２は、板厚ｔのカラーフィルタ基板(以下Ａ面と呼ぶ)とこれとほぼ同厚でトランジスタアレイの形成されたＴｒアレイ基板(以下Ｂ面と呼ぶ)とが僅かなギャップｇを隔てて接合され、そのギャップｇに液晶が封入されたものである。液晶パネル２がＴＦＴ基板の場合、スクライブ時、Ａ面(このカラーフィルタ基板が後で示すように先にブレイクされる)が表となるように液晶パネル２をテーブル１にセットする。
【０００４】
図４は、液晶パネル２を４つのセルに分割するためにＡ面にスクライブラインＬ1を刻んだところを示し、周縁のスクライブラインは１条であり、４分割するための十字のスクライブラインは、各セルの２辺に後述する端子を形成するのであれば２条となる。ＸおよびＹ方向から眺めた側面図も併せて示した。Ｙ方向の側面図の詳細を図１０の(ａ)にも示す。この図１０は、スクライブからブレイク終了までの工程の流れを示したものである。
【０００５】
図５は、スクライブ済みの液晶パネル２を分断するブレイクマシン５の概略図を示し、図６はその側断面図を示す。スクライブしたＡ面を裏側にして液晶パネル２を、テーブルマット６を挟んでテーブル７にセットする。このときスクライブラインは裏側に位置するため破線で示している。そして、液晶パネル２を、真空ポンプ８による吸引によってテーブルマット６を介してテーブル７に固定する。そのテーブルマット６には、ゴムシート、ポリエステル、ポリイミドなどの材質からなる平坦なシートが用いられる。次にブレイクバー９の直下にスクライブラインが位置するようにテーブル７を矢印で示すＹ方向に移動させ、そしてエアシリンダ１０の駆動によってブレイクバー９を降下させ、その先端部に設けた硬質ゴム製ブレード９ａで液晶パネル２を押圧すれば、その液晶パネル２は、テーブルマット６上でスクライブラインを境として僅かながらＶ字状に橈わむことにより、Ａ面がそのスクライブラインの箇所でブレイクされる。
【０００６】
テーブル７を順次移動して他のスクライブラインの箇所に対しても同様にブレイクを行い、Ｘ方向のスクライブラインのブレイクがすべて終了すれば、次にテーブル７を９０°回転することにより、Ｙ方向のスクライブラインに対してもブレイクを行う。図７はＡ面の全スクライブラインＬ1に対してブレイク(ブレイク面をＺ1で示す)が終了した液晶パネル２を示し、Ｙ方向の側面図を図１０の(ｂ)にも示す。
【０００７】
この後は、その液晶パネル２を、Ｂ面を表側にしたままで先のガラススクライバーに戻すか、別のＢ面専用のスクライバーに搬送し、図８に示すようにそのＢ面にスクライブラインＬ2を刻む。ここではそのスクライブラインＬ2は、周縁および十字部ですべてが１条である。このときのＹ方向の側面図を図１０の(ｃ)にも示す。
【０００８】
スクライブが済めばその液晶パネル２を、Ａ面が表側になるように表裏を逆にして先のブレイクマシンにセットし(図１０の(ｄ)に示す)、Ｂ面のスクライブラインＬ2に対して同様にブレイクすれば(ブレイク面をＺ2で示す)、図９に示されるように、最終的に液晶パネル２は４分割され、このときのＹ方向の側面図を図１０の(ｅ)にも示す。Ｍ1は単なる耳取り、Ｍ2は端子Ｔの形成を伴う耳取り、Ｎは端子Ｔの形成のための中抜きを示す。この分割により得られた各セルは２辺に端子Ｔを持つ。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上示した従来のブレイク法では以下のような課題があった。
図１１は、スクライブしたＡ面を裏側にし、表側のＢ面上からブレイクバー９の押圧により、Ａ面をブレイクしたときの様子を示し、ブレイクバー９の駆動源にエアシリンダを用いた従来タイプのものでは、ブレイクバー９の押圧力を正確に制御できないため、押圧力が過大となった場合、この工程でブレイク対象でないＢ面も割れてしまう“共割れ”が生じる。たとえその箇所がＢ面でもブレイクする箇所であったとしても、Ｂ面での割れは図示されるように垂直クラックとならないため商品価値がなくなる。
【００１０】
又、従来のタイプでは、Ａ面のブレイク時に、ブレイクバー９による押圧が衝撃的になされるため、図１２に示すように、分断されたＡ面の下端部がテーブルマット６に叩きつけられ、その箇所でカレットＫが発生している。
【００１１】
図１３は、ブレイクバー９の押圧力が過大であったために“共割れ”が生じ、かつ、その押圧動作が衝撃的であったために、Ｂ面において押圧された箇所でもカレット発生が生じている。
【００１２】
図１４は、上述の共割れやカレット発生を恐れてブレイクバー９の押圧力を弱めた結果、Ａ面で生じる垂直クラックがそのＡ面を完全に貫通しないという“ブレイク未完”の状態が発生した例を示す。
【００１３】
このＡ面がブレイク未完の液晶パネル２に対して、Ｂ面をスクライブし、それを反転してそのＢ面をブレイクしたとき、図１５に示されるように、Ｂ面が首尾よくブレイクされても、ブレイク未完のＡ面においては液晶封入側に剥離Ｐが発生して、Ｂ面に形成されていた重要な端子パターンが失われるケースが多く発生する。この図１５に示したブレイク時、Ａ面は、図１４でのＡ面ブレイク時と逆の向きに湾曲するため、図１４の縦クラックがそのまま成長することはなく、図示したような剥離Ｐが生じ重大な欠陥となる。
【００１４】
図１６は、図９で示した耳Ｍの切除を行うときのように、Ａ面でブレイクする箇所Ｄ1から図中左端までの幅Ｗ1よりも右端までの幅Ｗ2が極端に狭いとき、この場合、ブレイクで生じたクラックは、幅広の側に傾くという“斜め割れ”が生じ、商品価値が低下する。
【００１５】
図１７は、図９で示した中抜きＮの切除を行うときのように、Ａ面でブレイク済みの箇所Ｄ2に近接した箇所Ｄ3でブレイクを行うときを示し、この場合、Ｄ3から左端までの幅は実質的にＷ3となり、右端までの幅Ｗ4に比べて狭いため、図１６の場合と同様に幅の広い右側にクラックが傾く。
【００１６】
又、ブレイクマシンではワークは必ずテーブルマット上にセットされ、そのテーブルマットは一般に絶縁体であるため、ワークをテーブルマットにセットするとき、およびそのワークをテーブルから搬出するときなどに高圧静電気が発生し、ワークに形成されている半導体が絶縁破壊するという危険性がある。
【００１７】
スクライブ開始からブレイク終了までの工程の流れを示した図１０でわかるように、
スクライバー→ブレイクマシン
ブレイクマシン→スクライバー
スクライバー→ブレイクマシン
の３回のワーク移送が必要であり、しかもスクライバーからブレイクマシンへ移送するときはワークの反転が必要であり、ブレイクマシンからスクライバーへ移送するときはワークの反転が不要であるといったような煩雑な工程を含むため全体の作業能率が低くなる。
【００１８】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、新規なブレイク法に基づくブレイクマシンを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１８は、二つの支点(△)で支持されたスクライブ済みの単板をブレイクバー９でブレイクする様子を示しており、そのときにブレイクに必要な押圧力Ｐと支点スパンＷとの関係を図１９に示し、曲線Ｃ1は単板の板厚ｔが厚い場合で曲線Ｃ2は板厚が薄い場合を示す。Ｗ1で示すように支持スパンがある程度大きくなれば、押圧力Ｐはほぼ一定となり、Ｗ2で示すように支持スパンが小さくなると、押圧力Ｐは指数関数的に増大している。
【００２０】
図２０の(ａ)および(ｂ)は、それぞれ前述の支持スパンＷ1、Ｗ2でスクライブ済みの液晶パネル２をブレイクするときの様子を示し、図２１は、それらのブレイク時の押圧力Ｐに対する液晶パネルの橈み量の関係を示している。支持スパンの大きい(ａ)の場合、押圧力Ｐ1でＡ面がブレイクし、更に押圧力を増していくと、押圧力Ｐ3で上側のＢ面もブレイクする。
【００２１】
一方、支持スパンの小さい(ｂ)の場合、図１９よりわかるように、Ａ面がブレイクされるには大きな押圧力Ｐ2を必要とすると共に、支持スパンの僅かの変化でブレイクに要する押圧力Ｐ2が大きく変化するために、確実なブレイクが行えるように大き目の押圧力を必要とする。そのような大きな押圧力Ｐ2でＡ面をブレイクしたとき、ブレイクが完了すると同時に液晶パネル２の板厚が実質的に半分となるために液晶パネル２の橈み量が上向きの矢印で示したように急増し、しかもブレイクバー９の駆動源としてエアシリンダを使用した従来タイプのものでは押圧動作が衝撃的に行われるためにＢ面に過渡的な振動が生じ、Ｂ面に限界点を超えるブレイク圧が加わる結果、そのＢ面もブレイクしてしまう。これが共割れ発生のメカニズムである。
【００２２】
本発明では、▲１▼ブレイクバー９の駆動源として、ブレイク速度を随意に設定できるものとしてサーボモータ、パルスモータ、リニアモータ等を使用しており、これにより、ブレイクバー９のブレイク(下降)速度を適正な速度にしてブレイク時に衝撃力が加わらないようにようにする制御に加え、▲２▼ブレイク時の押圧力を検出できる荷重センサを設け、押圧力が規定値になればブレイクバーの押圧動作を直ちに停止させることにより、共割れやブレイク未完をなくし適正なブレイクを行えるようにしている。又、▲３▼押圧時のワーク橈み量が規定値になればブレイクバーの押圧動作を停止させる制御を▲２▼の制御に替えるかもしくはそれと併用することにより、より高い精度のブレイクが可能となる。
【００２３】
図２２の(ａ)は、Ａ面のＤ4に示す箇所にスクライブされた液晶パネル２がテーブルマット６を介してテーブル７にセットされた状態を示す。Ｄ4を境として、右側と左側のそれぞれの部材の重心位置(一点鎖線で示す)をｉ1、ｉ2、テーブルマット２に対する摩擦力をｆ1、ｆ2とし、右端および左端における上向きの曲げモーメントをＭ1、Ｍ2としたとき、この液晶パネル２に応力が加えられていない力学的平衡状態ではＭ1＝Ｍ2となる。
【００２４】
図２２の(ｂ)はブレイクのためにスクライブ箇所Ｄ4の直上をブレイクバー９で押圧した所を示す。このときの液晶パネル２の右端および左端に生じる曲げモーメントをＭ1′、Ｍ2′としたとき、
Ｍ1′＝Ｍ1−ｆ1・ｉ1
Ｍ2′＝Ｍ2−ｆ2・ｉ2
となり、Ｍ1′＞Ｍ2′となり、これが原因でクラックは、Ｄ4を境として幅の広い左側に傾く。これが斜め割れのメカニズムである。
【００２５】
又、ブレイク時にワークをテーブルに吸着していないと、ブレイクの衝撃でワークが移動し、その後の作業工程を継続して行えなくなるのでワークはテーブルに吸着される。このことがワークのテーブルマットへの摩擦力が増大し、上記の曲げモーメントＭ1′，Ｍ2′の大小関係が更に拡大され、斜め割れの発生を助長する。
【００２６】
この斜め割れを防止するためには、上記の曲げモーメントＭ1′、Ｍ2′が等しくなるように、即ち、ｆ1・ｉ1とｆ2・ｉ2が等しくなるようにすればよいことがわかる。本発明では、摩擦力ｆと重心位置ｉを随意に変えることができるように、従来の平坦なマットに替え、表面に凹凸を有する新規なテーブルマットを採用している。
【００２７】
そのテーブルマットではワークは凸部でしか接触しないため、接触面積が従来のテーブルマットに比べて少なく、それ故、発生する静電気が抑制されるという利点も得られる。その凸部の表面に微細な凹凸を形成すればワークとの接触面積が更に少なくなり、静電気の発生が更に抑制される。
【００２８】
従って本発明のブレイクマシンは、ブレイクバーの駆動源にブレイク速度を制御できる駆動手段の採用に加えて、新規な構造のテーブルマットを併用するのが効果的であるが、いずれか一方を使用することもでき、図５に示した従来のブレイクシン５に、前述の駆動手段を用いたり、あるいは平坦なテーブルマット６に替えて本発明のテーブルマットを使用してもよい。
【００２９】
図１０でわかるように、スクライブ面を裏にしてワークをＶ字形状に橈ませてブレイクする機構では、スクライブ後にワークの反転が必ず必要となるため、作業能率が低くなる。そこでワークを逆Ｖ字状に橈ませてブレイクするのであればスクライブ面を表にしたままブレイクを行うことができ、ワークの反転が不要となる。又、スクライブ面を表側にしてブレイクできるため、同一テーブル上でスクライブを行うことも可能であり、スクライブからブレイク終了までの工程を大幅に簡略化できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図２３は、本第１発明の１実施形態を示したブレイクマシン２１の斜視図であり、図２４にその正面図を示す。水平固定部材２２に設けられたサーボモータ２３の回転軸にボールネジ２４が直結され、そのボールネジ２４の下端は、別の水平固定部材２５において回転自在に支承される。そのボールネジ２４に螺合する雌ネジ２６を中央部に担う上移動部材２７の両端から下方に支持軸２８，２９が延在し、それらの軸は前記水平部材２５を摺動可能に貫通し、それらの軸下端が下移動部材３０に固着される。従って、サーボモータ２３が回転すると、上移動部材２７と一体的に下移動部材３０も上下動する。
【００３１】
一方、ブレイクバー９から上方に向かう２本の軸３１，３２が設けられ、それらの軸は下可動部材３０に摺動自在に挿通され、下可動部材３０に対してブレイクバー９が上下動自在に設けられる一方、下可動部材３０とブレイクバー９とは係合機構３３において、荷重センサを介して連通している。下図に示したセンサ部拡大図に示すように、ブレイクバー９の上面に、上部に開口を有するシリンダー３４が形成され、一方、下移動部材３０の下方に延在するピストン３５がシリンダー３４内に挿通され、そのピストン先端には前記開口よりも径の大きいストッパー３６が設けられることにより、ブレイクバー９が必要以上に下降しないようになっている。又、ストッパー３６の下面は、荷重センサ３７と平板部材３８を通じてブレイクバー９の上面に当接しているため、下移動部材３０が降下してブレイクバー９にブレイク圧が与えられるとき、そのときのブレイク圧が荷重センサ３７で計測される。
【００３２】
テーブル７は、図２４に示すガイドレールＧに従って紙面と垂直方向(図２３では直線の矢印(Ｙ)方向)に移動し、かつ、不図示のロータリーアクチュエータによってテーブル７は９０°可逆転回する。液晶パネル２の寸法やスクライブデータなどの加工データを入力するのが図２３の操作及びデータ入力部４０である。テーブル７と液晶パネル２との間に設けられるのが弾性体のテーブルマット４１であり、本発明では新規に開発したものを用いており、本機２１のテーブル７部を示した図２５の平面図および側断面図にその詳細を示す。
【００３３】
そのテーブルマット４１上には、裏側にあるＡ面がスクライブされた液晶パネル２がセットされているが、同平面図においては、テーブルマット４１のパターン形状を分かり易くするために、スクライブラインＬ1は記していないが、図４に示したスクライブラインＬ1(周縁が１条、４セルに仕切る中央の十字部が２条)と同じである。そのスクライブラインＬ1のトレースパターンに合致するように、テーブルマット４１には、２条(周縁部)または３条(十字部)の幅狭の凸ラインからなる凸部４１ａが形成されており、それらの各凸部４１ａの両側には短冊状の幅の凸部Ｍが形成されている。凸部の形状およびスクライブラインＬ1との位置関係については後で詳しく述べる。
【００３４】
図１０で示したように端子Ｔを形成する場合、その箇所でスクライブする箇所がＡ面とＢ面とで異なり、そのため、Ａ面、Ｂ面用にそれぞれテーブルマット４１を必要とし、図２５はＡ面用のテーブルマット４１を備えたＡ面ブレイクマシン２１のテーブル７を示し、図２６はＢ面用のテーブルマット４１′を備えたＢ面ブレイクマシン２１′のテーブル７を示す。図２６においても、Ｂ面のスクライブラインＬ2を記していないが、そのスクライブラインＬ2は図８に示したスクライブラインＬ2(周縁および十字部共に１条)と同じであり、それに合致するようにして凸部４１ａが形成されている。これらの凸部の形状およびスクライブラインＬ1との位置関係についても後で詳しく述べる。これらの図２５、図２６で両者の差異を明確にするために、図２６では図２５と相違する箇所に対してのみ符号を付した。
【００３５】
これらのテーブルマット４１，４１′の十字部凸部４１ａで仕切られた４つの凹部４１ｂにおいて、小円の凸部４１ｃが形成され、その凸部４１ｃの中央に吸引孔４１ｄが設けられ、その吸引孔４１ｄは配管により、真空バルブ４２を通じ真空ポンプ８につながっている。前記の凸部４１ｃは、吸引孔４１ｄにより、液晶パネル２をテーブル７に吸引した際、液晶パネル２が橈まないように設けられたものである。
【００３６】
図２７は、本ブレイクマシン２１(２１′も同じ)の制御ブロック図を示し、図２３、２４と共通の要素には同一の符号を付し、その機能説明を省略する。５１は、本機を総括制御するＣＰＵ(中央処理装置)であり、５２は、以下に示すブレイク動作のための制御プログラムを格納するＲＯＭである。５３は、入力部５４を通じて操作及びデータ入力部４０より入力された各種加工データ等を記憶するＲＡＭである。５５は、出力部５６を通じて出力される駆動信号に基づきロータリーアクチュエータ３９を作動させるエアバルブである。荷重センサ３７の検出信号は、アンプ５７、Ａ／Ｄ変換器５８を通じてＣＰＵ５１に取り込まれる。５９は、テーブル７をＹ方向に移動させるサーボモータであり、その移動量はエンコーダ６０で検出され、サーボモータ５９を駆動するドライバー６１にフィードバックされる。サーボモータ２３によるブレイクバー９の降下量はエンコーダ６２で検出され、そのサーボモータ２３を駆動するドライバー６３にフィードバックされる。
【００３７】
図２８は、本ブレイクマシンをライン構成したときのシステム図を示す。給材搬送機７１により、液晶パネル２がＡ面スクライバー７２にセットされると、そのＡ面スクライバー７２において液晶パネル２のＡ面に対して、まずＸ方向のスクライブが行われ、次に同機のテーブルを９０°回転してスクライブすることにより、Ｙ方向のスクライブが行われる。Ａ面に対してクライブラインＬ1が刻まれた液晶パネル２は、反転搬送機７３により、Ａ面を裏側にしてＡ面ブレークマシン２１にセットされる。ここでのブレーク工程を図２９のフローに従って説明する。
【００３８】
このブレークマシン２１においては、予め初期設定として、ステップＳａにてブレークする液晶パネル２のＡ面用のテーブルマット４１をテーブル７上にセットし、ステップＳｂにて、Ａ面スクライブラインの位置データ、各スクライブラインに作用させるブレイクバー９のブレイク圧(単位長さ当たりの荷重で０.３〜１２ｋｇｆ/ｃｍ)、ブレイク時に必要なワークの橈み量、ブレイクバー９の適したブレイク速度(１０μｍ〜１０ｍｍ/sec)を入力する。これらの各種データは、ガラス厚やブレイク位置毎にＡ面用として予め実験的に求めたものである。
【００３９】
さて、ステップＳ１にてＡ面ブレークマシン２１のテーブル７にＡ面を裏側にして液晶パネル２がセットされた後、ステップＳ２にて自動起動スイッチをオンにすると、ステップＳ３にて液晶パネル２はテーブル７に吸着され、そしてステップＳ４にて、最初にブレイクするスクライブラインＬ1がブレイクバー９の直下に来るよう、前記設定データに基づきテーブル７がＹ方向に移動する。
【００４０】
移動が終われば、ステップＳ５にて液晶パネル２の吸着が解除される。続いてステップＳ６にてブレイクバー９が適したブレイク速度で降下する。ステップＳ７では、荷重センサ３７で測定されたブレイクバー９によるブレイク圧が前記設定のブレイク圧に達したか、あるいはエンコーダ６２で測定されたブレイクバー９の降下量からわかる液晶パネル２の橈み量が前記設定値に達したかが判定される。いずれかの測定量が所定のデータ値になれば(その時点では既に適正なブレイクが完了している)、ステップＳ８に進み、ブレイクバー９の降下が直ちに停止され、上方の原位置に復帰する。ここでは二つの条件が揃ったときに(論理積)、ブレイクバー９の降下を停止させたが、一方の条件が成立したときに(論理和)、停止させてもよく、又、ブレイクする箇所毎に、更にＡ面、Ｂ面毎に論理積もしくは論理和を随意に設定することも可能である。
【００４１】
図２５の側断面図は、ワーク右端でブレイクしているところを示し、その部分の拡大図を図３０、図３１に示す。裏側のＡ面にあるスクライブラインＬ1の下には、幅広の凸部Ｍの間に幅ｌ1の２条の凸ラインＮ1、Ｎ2がＷ3のスパンで形成された凸部４１ａがテーブマット４１に形成されており、両凸ラインＮ1、Ｎ2間の凹部Ｏ1の中央にスクライブラインＬ1が位置している。図３１は、ブレイクバー９の押圧により、Ａ面をスクライブラインＬ1の箇所でブレイク(Ｚ1)したときの状況を示す。
【００４２】
このとき、ブレイクバー９の押圧により、液晶パネル２はブレイク点を境としてＶ字状に橈む結果、液晶パネル２は二つの凸ラインＮ1、Ｎ2のみで支持されることになる。従って、ブレイク点を境として両側の部材におけるテーブルマット４１に対する摩擦力ｆ1′，ｆ2′は互いに接触面積が等しいため、ｆ1′＝ｆ2′となる。又、ブレイク点を境として両側の部材における重心はｉ1′、ｉ2′であり、ブレイク点からの距離でみれば、ｉ1′＝ｉ2′であり、ｆ1′・ｉ1′＝ｆ2′・ｉ2′となる。従ってブレイク時、ブレイク点を境として両側の部材に生じる曲げモーメントは等しく、よって、このブレイク面Ｚ1には図２２で示したような斜め割れは生じない。
【００４３】
又、ブレイク時には液晶パネル２はテーブル７に固定されていないため、液晶パネル２とテーブルマット４１と間の摩擦力が増大して斜め割れを助長するといったこともない。尚、ブレイクバー９によるブレイク動作は、従来のように衝撃的な押圧でないために、ブレイク時に液晶パネル２がテーブル７上で移動することはない。
【００４４】
ステップＳ９では、原方向、つまり現在行っているＸ方向のブレイクがすべて終了したかが判定され、未終了であればステップＳ３に戻ることにより、上述したブレイク動作が残りのスクライブラインに対しても実施される。
【００４５】
図３２は、ワーク中央にある２条のスクライブラインＬ1の一方がブレイクバー９の直下に移動したときの状況を示す。この２条のスクライブラインＬ1の下には、幅広の凸部Ｍの間に幅ｌ2の３条の凸ラインＮ3、Ｎ4、Ｎ5がＷ4のスパンで形成された凸部４１ａがテーブルマット４１に形成されており、両凸ラインＮ3、Ｎ4間とＮ4、Ｎ5間のそれぞれの凹部Ｏ2、Ｏ3の中央に各スクライブラインＬ1が位置している。
【００４６】
図３３は、２条のスクライブラインＬ1に対してそれぞれブレイク(Ｚ1)した所を示し、それらの個々のブレイクに関しては図３０、図３１で述べたのと同じ理論が成り立ち(図中左側のスクライブラインＬ1に対するブレイク時には凸ラインＮ3、Ｎ4が支点となり、右側のスクライブラインＬ1に対するブレイク時には凸ライン起Ｎ4、Ｎ5が支点となる)、よって個々のブレイクにおいても斜め割れが生じることはない。
【００４７】
Ｘ方向のブレイクがすべて完了すれば、ステップＳ１０にて液晶パネル２はテーブル７に吸引され、ステップＳ１１にてテーブル７が９０°回転される。ステップＳ１２では、先のスクライブラインＬ1と直交する向きのスクライブラインがブレイクバー９の直下に来るようにテーブル７がＹ方向に移動し、ステップＳ１３にて液晶パネル２の吸着が解除され、ステップＳ１５にて、規定のブレイク圧が加わるまで、あるいは液晶パネル２の橈み量が規定値となるまでステップＳ１４にてブレイクバー９が降下され、それらの条件が満たされれば、ステップＳ１６にてブレイクバー９は原位置に復帰する。このターン位置で全スクライブが終了するまでステップＳ１８にて液晶パネル２がテーブル７に吸着されてからステップＳ１２に戻ることにより、上述したブレイク工程が繰り返され、全ブレイクが終了すれば、このＡ面ブレイクマシン２１での工程は終了する。
【００４８】
Ａ面にて対して２方向の全ブレイクが終了すれば、図２８に示すように、その液晶パネル２は、Ｂ面を表側にしたままで中間搬送機７４によってＢ面スクライバー７５に搬送され、そこでＢ面に対して２方向にスクライブラインＬ2が刻まれる。その液晶パネル２は、反転搬送機７６によってそのスクライブしたＢ面が裏面となるように反転しながらテーブルマット４１′を備えたＢ面ブレイクマシン２１′に搬送される。ここでなされるブレイクは、ブレイク位置がＡ面の場合と異なる箇所があるだけでブレイク内容は図２９で述べたものと基本的に同一である。当然、初期設定として入力される各種データはＢ面用のものである。Ａ面のブレイク工程を示した図３０〜図３３に対応するＢ面のブレイク工程を図３４〜図３７に示す。
【００４９】
以上のスクライブからブレイク終了までの工程の流れは図１０に示したものと同じであり、従ってブレイク終了後のパネル片の分断状況も図９と同じである。分断された各パネル片は除材搬送機７７によって次工程へ搬出される。
【００５０】
ところで例えば図３０、図３１を比較して分かるように、ブレイクバー９の押圧時には、液晶パネル２の変形に伴い、凸ラインＮ1、Ｎ2が僅かに変形している。図３８のテーブルマット４１″は、図２５に示したテーブルマット４１から幅広の凸部Ｍを取り除いたものを示し、この場合、ブレイク圧が、凸部４１ａを形成する幅狭の２条の凸ラインＮにすべて加わるため、それらの変形の程度が大きくなり、両凸ラインＮが両側に押しやられる(逃げる)。このような状況下では、変形の生じない箇所(図中、両端と中央)でブレイクが起きるが、変形が生じた箇所ではブレイク圧をいくら増してもブレイクしない。このような不具合が発生しないように幅広の凸部Ｍを設け、凸ラインＮの変形を防いでいる。
【００５１】
図３９は、本第２発明のスクライブ機能付きブレイクマシン８１の１実施形態を示した斜視図であり、図２３と共通する要素には同一の符号を付している。ブレイクバー４５のブレード４５ａは、その断面がコの字状の形状をなし、その開口部が下に向く。又、ブレイクバー４５と平行にガイドレール４６が設けられ、そのガイドレール４６に沿って移動するスクライブヘッド４７が設けられ、そのスクライブヘッド４７の下端には図１で示したカッターホイール３が回転自在に取り付けられている。
【００５２】
このカッターホイール３により、本機８１のテーブル７上でブレイクだけでなく、スクライブも行うようにしており、スクライブ時には、液晶パネル２をテーブル７にセットする際に正確な位置決めが必要となる。そのために、一般のガラススクライバー機と同様に、液晶パネル２に記されたアライメントマークを読み取るための一対のＣＣＤカメラをテーブル７上に備え(図３９では不図示)、そのカメラで読み取ったアライメントマークの位置データに基づき、テーブル７にセットした液晶パネル２の位置ずれを検出し、スクライブ時のテーブル送り量が加減される。そのＣＣＤカメラの詳しい機能については例えば特開平6-001628「自動ガラススクライバー」に開示されている。
【００５３】
又、本機８１においても新規なテーブルマットを採用しており、その詳細を本機８１のテーブル７部における平面図および側断面図である図４０に示す。この図４０において、最初にブレイクする面が表側のＢ面となるため、テーブルマット４１′はＢ面用のものである。この平面図でもテーブルマット４１′に形成した凸部４１ｅのパターンをわかりやすくするために、Ｂ面に刻んだスクライブラインＬ2を記していないが、ここでのスクライブラインＬ2はすべて１条のものであり、図８に示したスクライブラインＬ2と同じである。そのスクライブラインＬ2に沿って１条の幅狭の凸ラインからなる凸部４１ｅが形成されている。その凸部４１ｅの形状及びスクライブラインＬ2との位置関係については後で述べる。
【００５４】
ここでもＡ面とＢ面とでスクライブラインがずれる箇所があるため、Ａ面用にはテーブルマット４１が必要である。図４０はＢ面用のテーブルマット４１′を備えたスクライブ機能付きＢ面ブレイクマシン８１′のテーブルを示したものであり、図４１はＡ面用のテーブルマット４１を備えたスクライブ機能付きＡ面ブレイクマシン８１のテーブルを示す。Ａ面のスクライブラインＬ1は、図４のスクライブラインＬ1と同じであり、十字のラインで２条となっている。図４０、図４１で両者の差異を明確にするために、図４１では図４０と相違する箇所に対してのみ符号を付した。
【００５５】
図４２は、スクライバー機能付きＡ面ブレイクマシン８１(８１′も同じ)の制御ブロック図を示し、図２７と同一の要素に対しては共通の符号を付している。テーブル７の回転には、図２７のロータリーアクチュエータ３９に替えてサーボモータ７１を使用しており、そのサーボモータ７１の回転量はエンコーダ７２で検出され、サーボモータ７１を駆動するドライバー７３にフィードバックされる。リニアアクチュエータ７４は、エアーバルブ７５の開閉によってスクライブヘッド４６を移動させる。一対のカメラ７６が前述したＣＣＤカメラであり、それらのカメラ７６による撮像データは画像処理演算装置７７に取り込まれ、アライメントマークの位置データが検出される。カメラモータ７８は、ドライバー７９よりの駆動信号に基づきＣＣＤカメラ７６を、液晶パネル２のサイズに応じて所定位置に移動する。
【００５６】
図４３は本機８１(８１′)をライン構成したときのシステム図を示す。給材搬送機７１により、液晶パネル２がスクライブ機能付きＢ面ブレイクマシン８１′にセットされると、そのブレイクマシン８１′にてＢ面のスクライブおよびブレイクが行われるが、その工程を図４４のフローに従って説明する。
【００５７】
ステップＳａ、Ｓｂでは、図２９のフローと同様に、Ａ面ブレイクマシン８１′に対してテーブルマット４１′をテーブル７にセットし、Ｂ面のスクライブラインの位置データ、ブレイク圧、ワークの橈み量、ブレイクバー４５の適したブレイク速度等を初期設定として予め入力しておく。さて、ステップＳ２１にて液晶パネル２がセットされ、ステップＳ２２にて自動起動スイッチがオンにされると、ステップＳ２３にて、液晶パネル２はテーブルマット４１を挟んでテーブル７に吸着される。ステップＳ２４では液晶パネル２に記されたアライメントマークがカメラ７６によって撮像され、ステップＳ２５でその位置データが検出される。ステップＳ２６では、Ｂ面に対して原方向のスクライブがなされ、ステップＳ２７でテーブル７を９０°回転してターン方向のスクライブが行われる。図５３の(ａ)は、このようにしてＢ面に、図８に示したスクライブラインＬ2のトレースと同様にすべて１条のスクライブラインＬ2を刻んだ様子を示す。
【００５８】
ステップＳ２８ではこのターン方向において、図４５に示すように、ワーク右端のスクライブラインＬ1が、ブレイクヘッド４５のブレード４５ａの開口中央に位置するようテーブル７が移動する。ステップＳ２９にて液晶パネル２の吸着が解除され、ステップＳ３０でブレイクヘッド４５が所定のブレイク速度で降下する。ステップＳ３１にて、ブレイク圧が所定値に達したか、ブレイクバー４５の降下量が所定値に達したかが判定され、いずれかでその条件が満たされた時点で図４６のごとくブレイクが完了しているので、次のステップＳ３２ではブレイクバー４５は原位置へ復帰のために上昇する。
【００５９】
ステップＳ３３では、現在のターン方向でブレークがすべて完了したかが判定され、完了していない場合はステップＳ３４にて液晶パネル２がテーブル７に吸着された後ステップＳ２８に戻ることにより、ブレイクが続行される。図４７、図４８はワーク中央のスクライブラインＬ1に対するブレイク作業を示す。このようにしてＢ面に対する全ブレイクが終了すれば、ステップＳ３５にて液晶パネル２がテーブル７に吸着され、ステップＳ３６にてテーブル７が９０°回転する。次のステップＳ３７からステップＳ４３において今度は原方向のブレイクが行われる。図５３の(ｂ)はＢ面に対して全ブレイクが終了したところを示す。
【００６０】
Ｂ面のブレイクが終了すれば、図４３に示すように、その液晶パネル２は、反転搬送機７３によって反転しながらＢ面ブレイクマシン８１′からＡ面ブレイクマシン８１へ搬送される。ここにおいても図４４のフローに基づきＡ面に、図４に示したスクライブラインＬ1のトレースと同様に、十字のラインを２条としたスクライブラインＬ1が刻まれる。そして、そのＡ面に対してブレイクされる。
【００６１】
Ｂ面のブレイクを示した図４５〜図４８に対応するＡ面のブレイクを、図４９〜図５２に示す。但し、ワーク中央に対するブレイクを示した図５１、図５２に示されるように、スクライブラインＬ1は２条であるが、その内の一方のみがブレイクされる。従って、Ａ面用のテーブルマット４１の凸部４１ｅの形状は、Ｂ面用のものと同じであり、その位置のみが異なる。図５３の(ｄ)はＡ面のブレイクが終了したところを示し、図５３の(ｅ)および図５４に示すように分断される。この場合、図中、右側のセルで耳Ｎが残されるので、図５５に示すように、専用のブレイクマシンを用いた耳Ｎの切除が必要となる。
【００６２】
本実施形態で用いたテーブルマット４１(４１′)を製作するには凸版印刷用版材として使用されている感光性樹脂版を用いると都合がよい。シート状の感光性樹脂版の表面に、前述した凸部に相当する箇所をマスクするフイルムを貼り合わせ、その上から紫外線を照射(感光)した後、その感光性樹脂を処理液でエッチング(現像)することにより、マスクしていない箇所がエッチングされて凹部が形成され、マスクした箇所は凸部として残される。この手法によれば、微細な凸部を精度良く形成でき、かつ従来の専用型を用いたモールド法に比べて製作コストを格段に低くできる。
【００６３】
又、そのテーブルマット４１には、液晶パネル２を適確にブレイクできるよう、適した硬度の選択が必要であり、従来使用されている一般のゴム材料ではショア硬度Ａ４０ないしＡ１００程度の範囲でしか選択できないが、前述した凸版用の感光性樹脂版では、ショア硬度Ａ４０〜Ｄ３０(ランクＡの上にＢ、Ｃ、Ｄ…がある)程度までの各種の物があり、選択の幅が非常に広いというメリットがある。尚、この印刷版用材料に限らず、感光および現像により随意の形状に形成できる材料であれば、それを使用することができる。
【００６４】
液晶パネル２が絶縁体のテーブルマット上に接触することにより、液晶パネル２に高圧静電気が発生すると述べたが、液晶パネル２とテーブルマットとの接触面積を少なくすれば、静電気の発生電圧も低下することがわかる。テーブルマット上の液晶パネル２は、空中に浮かぶコンデンサ(容量Ｃ)とみなすことができ、これにＱの電荷を与えると、Ｖ＝Ｑ／Ｃの電圧が発生し、発生電圧Ｖは、摩擦により生じる静電荷Ｑに比例する。
【００６５】
図２５に示したテーブルマット４１では、図５に示した液晶パネル２の全面に接触する従来のテーブルマット６に比べ、接触面積比がおよそ５０％となり、図４０のテーブルマット４１では同接触面積比がおよそ６％まで低減され、発生する静電気電圧も大幅に減少する。
【００６６】
図５６は図２５に示したテーブルマット４１の凸部の表面に、面積率が５０％となる微細な凹凸を設けたテーブルマット９１を示し、液晶パネル２との接触面積を更に減少させたものであり、図５７は図４０に示したテーブルマット４１の突起部に同じような凹凸を設けたテーブルマット９２を示す。これらのテーブルマット９１，９２では前述の接触面積比がそれぞれ２５％、３％と更に半減される。
【００６７】
１００％接触時の環境下での発生電圧が１０００Ｖであったとすれば、接触面積の低減により、以下のごとく発生電圧が低下し、静電気障害を皆無にできる。
尚、起伏の大きさは５０〜２５０ＤＰＩ、面積率は３０〜８０％の間で自由に選ぶことができる。又、本実施形態では、凹凸の形状を小円の突起ｐとしたが、逆にその部分を凹部としてもよく、あるいは溝や網目による凹凸であってもよい。このような凹凸は、前述の感光性樹脂版を用いれば、凸部の形成時に一緒に形成することができる。
【００６９】
又、ブレイク対象のワークは２層のガラス板であったが、１枚のガラス板に対しても実施可能であり、その場合は１種類のテーブルマットを備えればよい。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に係わるブレイクマシンでは、ブレイクバーによるブレイク速度を制御できるようにしたので、高い精度のブレイが可能となり、共割れやブレイク端面でのクラック発生をなくせる。
請求項２に係わるブレイクマシンでは、ワークの下面に刻んだスクライブラインの両側をテーブルマットに形成した凸部で支持するため、上方からの押圧によるブレイク時、そのスクライブラインの位置に関係なく、スクライブラインを境として、両側の部材の曲げモーメントが等しくなり、それ故、斜め割れの発生をなくせる。
請求項４に係わるブレイクマシンでは、ワークの上面に刻んだスクライブラインの直下をテーブルマットに形成した凸部で支持し、スクライブラインの両側を、新規な構成のブレイクバーによって押圧してブレイクするため、この場合も、スクライブラインの位置に関係なく、スクライブラインを境として、両側の部材の曲げモーメントが等しく斜め割れの発生をなくせ、又、スクライブ後にワークを反転させる必要がないので、同一テーブル上でスクライブとブレイクの工程を行え、スクライブからブレイク終了までのライン構成が簡素化される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガラススクライバーでのスクライブの様子を示した図
【図２】 図１のカッターホイール部を正面から見た詳細図
【図３】 図１のカッターホイール部を側面から見た詳細図
【図４】 ワークのＡ面にスクライブしたところを示した図
【図５】 従来のブレイクマシンの斜視図
【図６】 図５のブレイクマシンにおける側断面図
【図７】 図４のワークをＡ面でブレイクしたところを示した図
【図８】 図７のワークを更にＢ面でスクライブしたところを示した図
【図９】 図８のワークをＢ面でブレイクしたところを示した図
【図１０】 スクライブからブレイク終了までの全工程の流れを示した図
【図１１】 Ａ面のブレイクの際にＢ面もブレイクされた共割れを示した図
【図１２】 ブレイクしたＡ面にカレットが発生した例を示した図
【図１３】 図１１の共割れと図１２のカレット発生が同時に生じた例を示した図
【図１４】 垂直クラックがＡ面を貫通しなかったブレイク未完を示した図
【図１５】 Ａ面がブレイク未完のワークに対してＢ面をブレイクしたときに、ブレイク未完のＡ面に剥離が生じた例を示した図
【図１６】 耳取りのためのブレイクの際に斜め割れが生じた例を示した図
【図１７】 中抜きのためのブレイクの際に斜め割れが生じた例を示した図
【図１８】 スパンＷの２点で支持されたワークをブレイクする様子を示した図
【図１９】 ２種類の板厚のワークにおいて、ブレイクに要する押圧力とスパンＷとの関係を示した図
【図２０】 スパンＷ1、Ｗ2の２点で支持されたワークをブレイクする様子を示した図
【図２１】 図２０のブレイク時において、押圧力に対するワークの橈み量を示した図
【図２２】 テーブル上に静置されたときとブレイク力が加えられた時とのワークにおける力学的平衡関係を説明するために用いた図
【図２３】 本第１発明に係わるブレイクマシンの１実施形態を示した斜視図
【図２４】 図２３のブレイクマシンの正面図および、そのセンサ部の拡大図
【図２５】 図２３のブレイクマシンに採用された新規なＡ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図２６】 図２３のブレイクマシンに採用された新規なＢ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図２７】 図２３のブレイクマシンの制御回路を示した制御ブロック図
【図２８】 図２３のブレイクマシンをライン構成したときのシステム図
【図２９】 図２３のブレイクマシンにおける制御動作を示したフローチャート
【図３０】 Ａ面用テーブルマットに形成された２条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３１】 図３０においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３２】 Ａ面用テーブルマットに形成された３条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３３】 図３２においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３４】 Ｂ面用テーブルマットに形成された２条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３５】 図３４においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３６】 Ｂ面用テーブルマットに形成された３条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図３７】 図３６においてブレイク時の様子を示した断面図
【図３８】 図２５に示した凸ラインの両側に位置する短冊状凸部を設けなかったときのブレイク時における凸ラインの変形を示した平面図および側断面図
【図３９】 本第２発明に係わるブレイクマシンの１実施形態を示した斜視図
【図４０】 図３９のブレイクマシンに採用された新規なＢ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図４１】 図３９のブレイクマシンに採用された新規なＡ面用テーブルマットを示したテーブルの平面図および側断面図
【図４２】 図３９のブレイクマシンの制御回路を示した制御ブロック図
【図４３】 図３９のブレイクマシンをライン構成したときのシステム図
【図４４】 図３９のブレイクマシンにおける制御動作を示したフローチャート
【図４５】 Ｂ面用テーブルマットに周縁部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図４６】 図４５においてブレイク時の様子を示した断面図
【図４７】 Ｂ面用テーブルマットに中央部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図４８】 図４７においてブレイク時の様子を示した断面図
【図４９】 Ａ面用テーブルマットの周縁部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図５０】 図４９おいてブレイク時の様子を示した断面図
【図５１】 Ａ面用テーブルマットの中央部に形成された１条の凸ライン部の詳細を示した断面図
【図５２】 図５１においてブレイク時の様子を示した断面図
【図５３】 本ブレイクマシンにおけるスクライブからブレイク終了までの全工程の流れを示した図
【図５４】 ブレイク終了後の分断されたワークを示した図
【図５５】 ブレイク終了後に残った耳の切除作業を示した図
【図５６】 図２５のテーブルマットに形成された凸部に微細な突起を形成した図とその拡大図および側断面図
【図５７】 図４０のテーブルマットに形成された凸部に微細な突起を形成した図とその拡大図および側断面図
【符号の説明】
２ 液晶パネル
７ テーブル
９ ブレイクバー
９ａ ブレード
２１ ブレイクマシン
２２ 水平固定部材
２３ サーボモータ
２４ ボールネジ
２５ 開閉固定部材
２６ 雌ネジ
２７ 上移動部材
２８ 支持軸
３０ 下移動部材
３１ 軸
３３ 係合機構
３４ シリンダー
３５ ピストン
３６ ストッパー
３７ 荷重センサ
３９ ロータリーアクチュエータ
４０ データ入力部
４１ テーブルマット
４１ａ 凸部
４１ｄ 吸引孔
４５ ブレイクバー
４５ａ ブレード
４６ ガイドレール
４７ スクライブヘッド
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
６０ エンコーダ
６１ ドライバー
６０ エンコーダ
７１ サーボモータ
７２ エンコーダ
７３ ドライバー
７４ リニアアクチュエータ
７５ エアーバルブ
７６ ＣＣＤカメラ
７７ 画像処理演算装置
８１ ブレイクマシン
Ｐ 凹凸
Claims (4)
- 第１の基板と第２の基板を接合させた接合基板の一方または他方の面にスクライブラインが刻まれた基板をセットするテーブル上のテーブルマットと、
基板の上方から基板を押圧するブレイクバーと、
基板に衝撃的な押圧力が加わらないように前記ブレイクバーを所定の速度で下降させる駆動手段とを備え、
スクライブラインに沿って基板がブレイクされるときに、ブレイクバーの降下量が所定値に達した場合、前記駆動手段による前記ブレイクバーの下降を停止させることを特徴とする基板ブレイク装置。 - スクライブラインが刻まれた、第１の基板と第２の基板を接合させた接合基板の一方または他方の面を裏側にして、テーブル上のテーブルマットに基板をセットし、基板の上方から基板を押圧するブレイクバーを基板に衝撃的な押圧が加わらないように、前記ブレイクバーの下降速度を制御し、前記スクライブラインに沿って基板をブレイクし、スクライブラインに沿って基板がブレイクされるとき、ブレイクバーの降下量が所定値に達した場合、前記ブレイクバーの下降を停止させることを特徴とする基板ブレイク方法。
- 前記ブレイクバーの下降速度が１０μｍ /sec 〜１０ｍｍ /sec である請求項１に記載の基板ブレイク装置。
- 前記ブレイクバーの下降速度が１０μｍ /sec 〜１０ｍｍ /sec である請求項２に記載の基板ブレイク方法。
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