JP5374545B2 - 基板分断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガラスなどの脆性材料基板を分断する基板分断装置に関する。特に本発明は、分断時に脆性材料基板の端部等に発生する不要な端材の分離除去機構を備えた脆性材料基板の分断装置に関する。

一般に、液晶パネルの製造工程では、製品単位となる複数の単位表示パネル（単位基板）がパターニングされた大面積の貼り合わせガラス基板（マザー基板という）を製造し、これを単位表示パネルごとに分割する工程が含まれる。
マザー基板を単位基板表示パネルごとに分割する工程では、カッターホイールを用いた分断方法が多く利用されている。その場合、マザー基板を構成するカラーフィルタ側とＴＦＴ側との２枚の基板（ＣＦ側基板とＴＦＴ側基板という）のそれぞれに対し、分断予定位置（スクライブ予定ライン）にカッターホイールを圧接して各基板にスクライブ溝を刻む。次いでスクライブ溝に沿って、マザー基板を単位表示パネルごとに完全分断する。この分断方法として、スクライブ溝を境として左右の基板に上下に力を加えるか、あるいは左右の何れか一方の基板を水平方向に引っ張ってブレイクするメカニカルブレイク方法が利用されている。

マザー基板の上下二面に対し同時にスクライブ溝を形成して、基板を反転させることなく加工する方法が、例えば特許文献１や特許文献２で開示されている。これらの文献によれば、上下一対のカッターホイールを用いて、マザー基板を上下方向から２面同時にスクライブする。次いで２面同時に分離して、単位表示パネルごとに分割する。分断の際に発生する端材（切り片）は、基板の端部を２枚の板状部品で挟むチャック部で掴み、引き離す方向にチャック部を移動させて端材を下方に設けた端材集積容器に落下させることにより、端材の分離、除去処理を行っている。

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

しかしながら、上記の端材処理方法では、端材がチャック部から離れて集積容器に落下した際に端材が粉砕されて粉塵が舞い上がり、あるいは一部が容器外に落下するなどして、粉塵が下部カッターホイールのベアリングを含む走行部や運動機構部分に侵入して堆積し、走行不能や運動機能不全などの弊害をもたらすといった問題点があった。

そこで本発明は、上記課題を解決し、端材落下による粉塵の発生を抑え、かつ端材を外部に漏らすことなく確実に端材集積容器に集積することのできる基板分断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明の基板分断装置は、脆性材料基板の上下に配置されて脆性材料基板の上下両面からスクライブする上部カッターホイール並びに下部カッターホイールと、脆性材料基板の端縁部分を把持するとともに、スクライブ後に端材となる端縁部分を基板から分離して下方に放棄するチャック部材と、チャック部材の下方に配置された端材集積容器と、チャック部材から放棄される端材を受け取って端材集積容器に導入するシュータとからなり、該シュータの開口部がチャック部材の端材放棄位置の近傍に配置されている構成とした。

本発明の基板分断装置によれば、端材集積容器に連なるシュータの開口部がチャック部材の端材放棄位置の近傍に配置されているので、チャック部材から放出される端材を外部に漏らすことなく確実に開口部で受け取って端材集積容器に導入することができる。また、端材はシュータにより、端材集積容器の内部まで導入されるので、容器内に落下したときの衝撃を緩和して粉塵の発生を抑えることができる。これにより、端材や端材の砕けた粉塵が下部カッターホイールを移動させるためのレール部分やベアリングを含む運動機構部分に侵入することを未然に防止することができるといった効果がある。

上記発明において、前記シュータが上下移動可能に形成され、常時はチャック部材の移動を妨げない回避位置に退避しており、チャック部材の端材放棄時にチャック部材の近傍位置まで移動するようにするのがよい。
これにより、チャック部材が脆性材料基板の端部を掴むために脆性材料基板に向かって移動するのを妨げることなく、しかもチャック部材の端材放棄時にはチャック部材の近傍位置までシュータが移動して端材を外部に漏らすことなく確実に受け取ることができる。

本発明において、前記チャック部材が、端材を把持したまま基板から離れる方向で斜め上方もしくは斜め下方に移動した位置で端材を放棄するように形成されている構成とするのがよい。
これにより、マザー基板の分断面がオフセット（段差）状で端子領域が上方または下方に向かって露出した状態で端材が分離される場合に、端子領域部分が端材との接触によって傷つくことを防止することができる。

本発明において、前記端材集積容器の上面が蓋板で閉じられて容器内部が密閉空間に形成されている構成とするのがよい。
これにより、端材集積容器からの粉塵が外部に飛散するのを確実になくすことができる。

本発明において、前記シュータの開口部が、上端に至るほど口が広がったラッパ状の形態に形成するのがよい。
これにより、チャック部材から放棄される端材を外部に漏らすことなく、より確実に受け入れることができる。

本発明に係る基板分断装置の正面から見た概略的な構成図。 上記基板分断装置の一部の斜視図。 上記基板分断装置における端材分離除去工程の第一段階を示す正面図。 端材分離除去工程の第二段階を示す正面図。 端材分離除去工程の第三段階を示す正面図。 端材分離除去工程の第四段階を示す正面図。 第二実施例における端材分離除去工程を示す図４同様の正面図。 第二実施例における端材分離除去工程を示す図５同様の正面図。

以下において本発明の詳細をその実施の形態を示す図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る基板分断装置Ａを正面から見た概略的な構成図であり、図２は、その一部の斜視図である。

基板分断装置Ａは、加工対象となるマザー基板Ｍを載置する水平なテーブル１を備え、このテーブル１の上方並びに下方にテーブル１を挟むようにしてスクライブ溝を形成するための上部カッターホイール２並びに下部カッターホイール３が配置されている。テーブル１は、前後方向（図２のＹ方向）に沿って左側テーブル１ａと右側テーブル１ｂとに分割され、この左右のテーブル１ａ，１ｂの間の上下に、前記カッターホイール２，３が位置するように配置されている。テーブル１はその上面に載置したマザー基板Ｍを安定保持する多数のエア吸着孔１１を備えており、テーブル１の少なくとも右側のテーブル１ｂはＸ方向に移動できるように形成されている。また、テーブル１上に載置されたマザー基板ＭをＸ方向に移動させるための搬送機構（不図示）が別途設けられている。

上部カッターホイール２並びに下部カッターホイール３は上下（Ｚ方向）に昇降可能なスクライブヘッド４，４に保持され、スクライブヘッド４，４は移動架台５，５上で圧力シリンダなどの駆動部６によりＸ方向に移動調整できるように設置されている。また、移動架台５，５はレール７，７を介して駆動機構（不図示）によりＹ方向に移動できるようになっている。

右側テーブル１ｂの下方で下部カッターホイール３の近くにマザー基板Ｍの端縁を把持するためのチャック部材８が設けられている。このチャック部材８は、Ｙ方向に長く延びて形成され、Ｙ方向に延びる軸を支点として所定角度だけ回動できるように回動機構８ａに保持されており、圧力シリンダなどのチャック昇降機構８ｂにより上下に昇降できるように形成されている。更にチャック部材８は、圧力シリンダなどの水平駆動機構８ｃにより水平なＸ方向に移動可能に形成されている。

チャック部材８の下方で基板分断装置Ａの底部に端材集積容器９が配置され、この端材集積容器９の上部に、上面がラッパ状に広がった開口部１０ａを有する縦長のシュータ１０が容器内部に連通して設置されている。
このシュータ１０は、後で述べるように、チャック部材８が掴んだ端材を放棄する際に、その近傍位置まで上昇できるように、圧力シリンダなどのシュータ昇降機構１０ｂを介して昇降可能に形成されている。シュータ１０は通常、チャック部材８のチャック昇降機構８ｂの前進移動（図１の左方向への移動）の邪魔にならないように下方の回避位置に移動して待機しており、チャック部材８の端材放棄時のみ上昇するように形成されている。

マザー基板Ｍにスクライブ溝を加工する場合は、図１の状態から上部カッターホイール２並びに下部カッターホイール３をマザー基板Ｍに押しつけてＹ方向に移動させることにより行う。この際、基板端縁部分に発生する端材は次の工程により分離除去される。

図３〜図６は端材の分離除去工程を示すものである。図３に示すように、マザー基板Ｍは、左側テーブル１ａの端縁部分から端材相当部分が突き出た状態で左側テーブル１ａに載置される。この状態でまず右側テーブル１ｂを図中右方向に後退させ、チャック部材８を上昇させる。次いで、図４に示すように、チャック部材８をマザー基板Ｍに向かって移動させてマザー基板Ｍの端縁を把持させ、この状態で上部カッターホイール２並びに下部カッターホイール３をマザー基板Ｍに表面並びに裏面に押しつけてＹ方向に移動することによりスクライブ溝を形成する。

次いで、図５に示すように、端材Ｍａを掴んだ状態でチャック部材８を端材放棄位置まで後退させることにより端材Ｍａをマザー基板Ｍから分離する。この端材放棄位置で図６に示すように、チャック部材８が斜め下方に傾斜するように回動して、掴んでいた端材Ｍａを下方に放棄する。

この放棄時期とタイミングを合わせて、シュータ１０の開口部１０ａがチャック部材８の近傍位置まで近づくようにシュータ１０が上昇し、チャック部材８から放棄された端材Ｍａをチャック部材８の近くで受け入れて端材集積容器９に導入する。これにより端材Ｍａを端材集積容器９に確実に集積することができるとともに、シュータ１０のラッパ状に広がった開口部１０ａがチャック部材８の近傍位置で端材Ｍａを受け入れるので、端材Ｍａが外部に漏れることがない。また、端材Ｍａはシュータ１０により、端材集積容器９の内部まで導入されるので、容器内に落下したときの衝撃を緩和して粉塵の発生を抑えることができる。これにより、端材や端材の砕けた粉塵が下部カッターホイール３を移動させるためのレール７やベアリングを含む運動機構部分に侵入することを未然に防止することができる。

端材Ｍａを放棄した後、チャック部材８並びにシュータ１０は図１の位置に戻り、次回の端材分離除去のために待機する。

図７並びに図８は別の実施例を示す図である。一般に加工対象となる液晶表示パネル製造用のマザー基板Ｍは、カラーフィルタがパターン形成された第一基板（ＣＦ側基板ともいう）Ｍ１と、ＴＦＴおよび端子領域がパターン形成された第二基板Ｍ２（ＴＦＴ側基板ともいう）とを、液晶を封入するシール材を挟んで貼り合わせてある。このとき、第二基板Ｍ２はＴＦＴや端子領域が形成された基板面が第一基板Ｍ１との接合面となるように貼り合わせてある。

第二基板Ｍ２の端子領域は、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露出させる必要がある。そのため、スクライブ溝加工時に、図７に示すように上上部カッターホイール２もしくは下部カッターホイール３を少しだけ横（図１のＸ方向）にずらしてスクライブし、端材Ｍａを分離する際に、オフセット（段差）状に分離してマザー基板Ｍの端子領域Ｔが上面に露出するようにする。

この端材分離の際、端材Ｍａを掴んでいるチャック部材８をそのまま水平にずらすと、端子領域Ｔが摩擦によって損傷を受けることになる。そこで本実施例では、図８に示すように、端材Ｍａを分離する際に、矢印に示すごとく少し斜め上方に後退させた後、先の実施例の図６で示した工程と同じように、端材Ｍａを上昇したシュータ１０に放棄する。これにより、端材Ｍａを分離する際にマザー基板Ｍの端子領域Ｔを傷つけることがない。なお、チャック部材８を斜め上方に後退させるには、チャック昇降機構８ｂ並びに水平駆動機構８ｃを同時に動作させることにより行うことができる。

なお、端子領域Ｔが、上記とは逆に下向きに露出して形成されている場合は、チャック部材８を斜め下方に後退させるようにする。

上記した端材集積容器９は、その上面を蓋板９ａで閉じて内部を密閉空間とするのがよい。これにより、端材集積容器９からの粉塵が外部に飛散するのを確実になくすことができる。なおこの場合、容器内の端材を取り出すために、端材集積容器９の側壁面に端材取り出し口を設けるか、あるいは蓋板９ａを開閉自在にするのがよい。

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はなく、その目的を達成し、請求の範囲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。

本発明は、液晶パネル用のマザー基板などの脆性材料基板をスクライブして単位表示パネルに分割する基板分断装置に利用することができる。

Ａ 基板分断装置
Ｍ マザー基板
Ｍａ 端材
１ テーブル
１ａ 左側テーブル
１ｂ 右側テーブル
４ スクライブヘッド
２ 上部カッターホイール
３ 下部カッターホイール
８ チャック部材
９ 端材集積容器
１０ シュータ
１０ａ シュータの開口部

Claims (5)

1. 脆性材料基板の上下に配置されて脆性材料基板の上下両面からスクライブする上部カッターホイール並びに下部カッターホイールと、
   脆性材料基板の端縁部分を把持するとともに、スクライブ後に端材となる端縁部分を基板から分離して下方に放棄するチャック部材と、
   チャック部材の下方に配置された端材集積容器と、
   チャック部材から放棄される端材を受け取って端材集積容器に導入するシュータとからなり、該シュータの開口部がチャック部材の端材放棄位置の近傍に配置されている基板分断装置。
2. 前記シュータが上下移動可能に形成され、常時はチャック部材の移動を妨げない回避位置に退避しており、チャック部材の端材放棄時にチャック部材の近傍位置まで移動するようにした請求項１に記載の基板分断装置。
3. 前記チャック部材が、端材を把持したまま基板から離れる方向で斜め上方もしくは斜め下方に移動した位置で端材を放棄するように形成されている請求項１〜請求項２の何れかに記載の基板分断装置。
4. 前記端材集積容器の上面が蓋板で閉じられて容器内部が密閉空間に形成されている請求項１〜請求項３の何れかに記載の基板分断装置。
5. 前記シュータの開口部が、上端に至るほど口が広がったラッパ状の形態で形成されている請求項１〜請求項４の何れかに記載の基板分断装置。
   

Images