JP5409749B2

JP5409749B2 - ガラス加工装置

Info

Publication number: JP5409749B2
Application number: JP2011246174A
Authority: JP
Inventors: 幸司森谷
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: JP2012092010A

Description

本発明は液晶パネル、無機発光パネル、有機発光パネルなど、２枚のガラス基板を張り合わせて作製されているパネルを分断、加工するためのガラス加工装置に関する。

液晶パネル、有機発光パネル、無機発光パネルなどは、シール剤を用いて２枚のガラス基板を所定のギャップで貼り合わせて形成されている。これらのパネルを製品サイズに分割するためにはガラススクライバーにてスクライブラインを刻み、上下を反転させてスクライブラインの直上からブレイクマシンにて押圧し、ガラスを僅かながらＶ字形状に湾曲させることにより、スクライブ時に生じた垂直クラックをさらに成長させて分断（ブレイク）する。この処理を表裏に行うことにより、製品サイズに分割することができ、個々の表示装置として提供される。
その装置構成と動作を図４〜図８を用いて説明する。なお、同じ装置の同じ部分は図が異なっていても同じ番号を用いることとする。

給材ステージ101よりパネルが第１ガラススクライバー102のステージTS1上に搬送され、真空吸着によりステージTS1上に吸引固定される。パネルに形成されているアライメントマークを、２台のCCDカメラ203で認識して、パネルの位置ずれの検出を行い、ステージTS1の位置、角度の修正が行われる。チップホルダー301が取り付けられた、スクライブヘッド202が下降してきて、所定圧で押圧したまま、スクライブヘッド202をガイドレール201に沿って移動させることにより、パネルの第１ガラス基板G1にＸ方向のスクライブラインSX1が刻まれ、スクライブヘッド202が上昇する。その後、第１ガラススクライバー102のステージTS1が９０度回転し、ガイドラインの方向がパネルに対し、X軸方向からY軸方向に入れ替わる。スクライブヘッド202が下降して、所定圧を押圧したまま、スクライブヘッド202をガイドレール201に沿って移動させることにより、パネルの第１ガラス基板G1にY方向のスクライブラインSY1が刻まれスクライブヘッド202が上昇する。

第１ガラススクライバー102により、スクライブラインSX1、SY1が刻まれたパネルは、反転機103により上下が反転され、第１ブレイクマシン104のステージTB1上にセットされ、真空吸着によりステージTB1上に吸引固定される。パネルに形成されているアライメントマークを、２台のCCDカメラ402で認識して、パネルの位置ずれの検出を行い、テーブルTB1の位置、角度の修正が行われる。そして、ブレイクバー403の直下に第１ガラス基板G1のＸ方向のスクライブラインSX1がくるようにステージTB1を移動して、第２ガラス基板G2の上方からブレイクバー403を下降させることにより、第１ガラス基板G1がスクライブラインSX1の箇所で分断される。第１ブレイクマシン104のステージTB1が９０度回転して、ガイドラインの方向がパネルに対し、X軸方向からY軸方向に入れ替わる。ブレイクバー404の直下に第１ガラス基板G1のＹ方向のスクライブラインSY1がくるようにステージTB1を移動して、第２ガラス基板G2の上方からブレイクバー404を下降させることにより、第１ガラス基板G1がスクライブラインSY1の箇所で分断される。

つづいてパネルは中間テーブル105を経由して第２スクライバー106のステージTS2にセットされ、真空吸着によりステージTS2上に吸引固定される。パネルに形成されているアライメントマークを、２台のCCDカメラ203で認識して、パネルの位置ずれの検出を行い、テーブルTS2の位置、角度の修正が行われる。チップホルダー301が取り付けられた、スクライブヘッド202が下降してきて、所定圧で押圧したまま、スクライブヘッド202をガイドレール201に沿って移動させることにより、パネルの第２ガラス基板G1にＸ方向のスクライブラインSX2が刻まれスクライブヘッド202が上昇する。その後、第２ガラススクライバー106のステージTS2が９０度回転し、ガイドラインの方向がパネルに対し、X軸方向からY軸方向に入れ替わる。その後、スクライブヘッドが下降して、所定圧で押圧したまま、スクライブヘッド202をガイドレール201に沿って移動させることにより、パネルの第２ガラス基板G2にY方向のスクライブラインSY2が刻まれスクライブヘッド202が上昇する。

第２ガラススクライバー106により、スクライブラインSX2、SY2が刻まれたパネルは、反転機103により上下が反転され、第２ブレイクマシン107のステージTB2にセットされ、真空吸着によりステージTB2上に吸引固定される。パネルに形成されているアライメントマークを、２台のCCDカメラ203で認識して、パネルの位置ずれの検出を行い、テーブルTB2の位置、角度の修正が行われる。そして、ブレイクバー403の直下に第２ガラス基板G2のＸ方向のスクライブラインSX2がくるようにステージTB2を移動して、第１ガラス基板G1の上方からブレイクバー403を下降させることにより、第２ガラス基板G2がスクライブラインSX2の箇所で分断される。第２ブレイクマシン107のステージTB2が９０度回転して、ガイドラインの方向がパネルに対し、X軸方向からY軸方向に入れ替わる。ブレイクバー403の直下に第２ガラス基板G2のＹ方向のスクライブラインSY2がくるようにステージTB2を移動して、第１ガラス基板G1の上方からブレイクバー403を下降させることにより、第２ガラス基板G2がスクライブラインSY2の箇所で分断されることにより、製品サイズのパネルに分断され、除材ステージ108に搬送される。

以上がガラス基板を２枚張り合わせて作製されるパネルを分断する場合の通常の分断工程となるが、これらの分断工程をより簡便に行うために、様々な装置及び分断方法が提案されてきている。（例えば特許文献１参照）

特開平５−２３８５４２号公報

ガラス基板を２枚張り合わせて作製したパネルを製品サイズのパネルに分割するためには、スクライブ、ブレイクの作業を第１ガラス基板、第２ガラス基板それぞれに行う必要があり、スクライバー、ブレイクマシンを各２台、反転機が２台、中間テーブルを設置する必要があり、装置の設置スペースや作業スペースを広い範囲で確保する必要がある。当然、設備コストも高くついてしまう。

また、これら従来のスクライブ、ブレイクを同一の装置にそのまま搭載しようとしても、スクライブとブレイクは各々の動作機構が全く異なるため（横方向への圧力を加えながらの移動（スクライブ）と縦方向への殴打（ブレイク））、結局はスクライバーとブレイクマシン両方の機構を1つの箱の中にいれただけのものとなってしまう。そのため、同一装置にするための意義も希釈されてしまっていた。

さらに、ブレイク時のブレイクバーによる殴打によりガラス表面に傷や汚染が生じ、ゴミなどの影響により配線などのショート、断線、素子の破壊などが考えられる。

従って、本発明は、上述した課題を解決出来るパネルの加工方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の装置は、スクライブされたガラス基板に圧力を加え分断する手段を、従来のバー型ガラス基板分断手段からホイール型の、回転押圧型ガラス基板分断手段にすることを特徴とする。

これにより、ガラス基板をスクライブする手段と分断する手段の２種類を合わせ持つ構造にすることが出来、１台でスクライブ処理、ブレイク処理の両方を行うことが出来る。

さらに、回転押圧型のガラス基板分断手段とすることで、スクライブを行うための機構をそのまま分断に応用することが可能であるので、装置の簡略化、少スペース化がはかれ、その上装置そのもののコストダウンも可能となる。

また、1度に大きな力をかける必要がないためブレイク時に発生していたガラス表面の傷や汚染を低減ことができ、配線のショート、断線、素子の破壊などを防ぐことが出来る。

また、本発明はブレイク時に使用する、ブレイク用シートの供給と回収を行うロボットを備え、パネルを反転させるための反転機構の付いたロボットを備えることを特徴とする。

これにより、１台でパネルの両面に対してスクライブ処理、分断処理の両方を行ことが可能となり、所望のパネルサイズに分断することが出来る。

以上のことから、スクライブされたガラス基板に圧力を加え分断する手段を、従来のバー型ガラス基板分断手段からホイール型の、回転押圧型ガラス基板分断手段にすることで、ガラス基板をスクライブする手段と分断する手段の２種類を合わせ持つ構造にすることが出来、１台でスクライブ処理、ブレイク処理の両方を行うことが出来るため、機械の設置面積を小さくすることが可能となり、設備コストの削減となる。さらに、回転押圧型のガラス基板分断手段とすることで、スクライブを行うための機構をそのまま分断に応用することが可能であるので、装置の簡略化、しいては装置そのもののコストダウンも可能となる。また、1度に大きな力をかける必要がないためブレイク時に発生していたガラス表面の傷や汚染を低減ことができ、配線のショート、断線、素子の破壊などを防ぐことが出来る。

さらに、本発明はブレイク時に使用する、ブレイク用シートの供給と回収を行うロボットを備え、パネルを反転させるための反転機構の付いたロボットを備えることで、１台でパネルの両面に対してスクライブ処理、分断処理の両方を行ことが可能となり、機械の設置面積を小さくすることができ、設備コストの削減につながる。

液晶パネル、有機発光パネル、無機発光パネルを加工する本発明のワーク加工装置を示した正面図液晶パネル、有機発光パネル、無機発光パネルを加工する本発明のワーク加工装置を示した上面図液晶パネル、有機発光パネル、無機発光パネルを加工する本発明のワーク加工装置を示した詳細図従来の液晶パネル、有機発光パネル、無機発光パネルに対する従来の加工装置及び加工状況を示した図図４のワーク加工装置に用いたスクライバーの全体を示した斜視図図４のワーク加工装置に用いたスクライバーを示した詳細図図４のワーク加工装置に用いたブレイクマシンの全体を示した斜視図図４のワーク加工装置に用いたブレイクマシンを示した正面図

［実施の形態１］
本発明に係る２枚のガラス基板を貼り合わせて形成されたパネルを分断するためのガラス加工装置の実施形態を基本的な動作の順を追って図面に基づき説明する。（図１〜図３）

給材ステージ601より第１ガラス基板と第２ガラス基板の２枚のガラス基板を貼り合わせて形成されたパネルが給材ロボット610のアームに真空吸着されてステージ605の押し上げピン上に水平状態で供給される。給材ロボット610のアームの真空吸着が解除され、パネルが押し上げピン上に設置され、給材ロボット610のアームは原点に戻る。続いて、押し上げピンが下降して、パネルがステージ605上にセットされ、真空吸着によりステージ605上に吸引固定される。

続いて、パネルの第１ガラス基板上に左右対称に形成されているアライメントマークを２台のCCDカメラ604で認識してアライメントマークの位置ずれの検出を行い、ステッピングモーターにてステージの位置、角度の修正を行う。
次に、チップホルダー803が取り付けられたスクライブヘッド602を所望の位置に圧縮空気にて下降させ、設定した圧力で押圧したまま、スクライブヘッド602をガイドレール608に沿って移動させることにより第１ガラス基板のX方向にスクライブラインが刻まれ、その後スクライブヘッド602が上昇する。
続いてステージ605が９０度回転し、ガイドラインの方向がパネルに対し、X軸方向からY軸方向に入れ替わる。チップホルダー803が取り付けられたスクライブヘッド602が圧縮空気で下降し、設定した圧力を押圧したまま、スクライブヘッド602をガイドレール608に沿ってに移動させることにより第１ガラス基板のY方向にスクライブラインが刻まれスクライブヘッド602が上昇する。ステージ605上への真空吸着が解除され、押し上げピンにより、パネルがステージ605上から押し上げられる。

次に、装置後方に備えてあるパネル反転用ロボット703のアームがステージ605とパネルの間に伸びてきて、押し上げピンにより持ち上げられているパネルを持ち上げた時に真空吸着がＯＮになり、パネル反転用ロボット703のアーム上でパネルを吸引固定する。そして、パネル反転用ロボット703のアームが反転し、パネルの上下を反転させる。

パネルの上下を反転させている間に、装置左側面に備えてあるブレイク用シート置き場702から、装置左側面に備えてあるブレイクシート供給、回収用ロボット701が、ブレイク用シートをステージ605上にセットする。その後、反転されたパネルが押し上げピン上に水平状態で供給され、パネル反転用ロボット703のアームの真空吸着が解除され、パネル反転用ロボット703のアームは原点に戻る。そして押し上げピンが下降することにより、パネルはステージ605上にセットされ、真空吸着によりステージ605上に吸引固定される。

パネルの第１ガラス基板上に左右対称に形成されているアライメントマークを２台のCCDカメラ604で認識してアライメントマークの位置ずれの検出を行い、ステッピングモーターにてステージ605の位置、角度の修正を行う。圧縮空気によりブレイクヘッド607を下降させ、第１ガラス基板に刻まれたＸ方向のスクライブラインの真上を第２ガラス基板側から、設定した圧力を押圧したまま、ブレイクヘッド607をガイドレール608に沿って移動させることにより、第１ガラス基板G1のＸ方向のスクライブラインのみがスクライブ箇所で分断され、ブレイクヘッド607が上昇する。
続いて、ステージ605が９０度回転してガイドラインの方向がパネルに対し、X軸方向からY軸方向に入れ替わる。その後、ブレイクヘッド607が下降して、第１ガラス基板に刻まれたＹ方向のスクライブラインの真上を第２ガラス基板側から、設定した圧力を押圧したまま、ガイドレール608に沿って移動し、第１ガラス基板のＹ方向のスクライブラインがスクライブ箇所で分断さる。続いてブレイクヘッド607が上昇し、真空吸着が解除され、パネルは押し上げピンにより、ステージ605上から押し上げられる。

第１ガラス基板のブレイク終了後、装置後方に備えてあるパネル反転用ロボット703のアームがステージ605とパネルの間に伸びてきて、押し上げピンにより持ち上げられているパネルを持ち上げる。そして、パネル反転用ロボット703のアームの真空吸着がＯＮになり、パネルを吸引固定し、パネルをステージ605上から持ち上げる。

パネル反転用ロボット703がパネルを持ち上げている間に、装置左側面に備えてあるブレイク用シート供給、回収用ロボット701が、ステージ605上に伸びてきて、ブレイク時にステージ605にセットされていた、ブレイク用シートを回収し、テーブル605にブレイク用シートを戻し、原点に戻る。その後、持ち上げられていたパネルが押し上げピン上に水平状態で供給され、パネル反転用ロボット703のアームの真空吸着が解除され、パネル反転用ロボット703のアームは原点に戻る。続いて押し上げピンが下降して、パネルがステージ605上にセットされ、真空吸着によりステージ605上に吸引固定される。

パネルの第１ガラス基板上に左右対称に形成されているアライメントマークを２台のCCDカメラ604で認識してアライメントマークの位置ずれの検出を行い、ステッピングモーターにてステージ605の位置、角度の修正を行う。チップホルダー803が取り付けられたスクライブヘッド602を所望の位置に圧縮空気にて下降させ、設定した圧力で押圧したまま、スクライブヘッド602をガイドレール608に沿って移動させることにより第２ガラス基板のX方向にスクライブラインが刻まれ、その後スクライブヘッド602が上昇する。
続いてステージ605が９０度回転して、ガイドラインのパネルに対する方向がX軸方向からY軸方向に入れ替わる。チップホルダー803が取り付けられたスクライブヘッド602が圧縮空気で下降し、設定した圧力で押圧したまま、スクライブヘッド602をガイドレール608に沿って移動させることにより第２ガラス基板のY方向にスクライブラインが刻まれ、スクライブヘッド602が上昇する。ステージの真空吸着が解除され、押し上げピンにより、パネルがステージ605上から押し上げられる。

装置後方に備えてあるパネル反転用ロボット703のアームがステージ605とパネルの間に伸びてきて、押し上げピンにより持ち上げられているパネルを持ち上げる。そして真空吸着がＯＮになり、パネルを吸引固定し、パネル反転用ロボット703のアームが反転することにより、パネルの上下を反転させる。

パネル反転用ロボット703がパネルの上下を反転させている間に、装置左側面に備えてあるブレイク用シート供給、回収用ロボット701が、装置左側面に備えてあるブレイク用シート置き場702から、ブレイク用シートをステージ605上にセットする。その後、反転されたパネルがパネル反転用ロボット703により押し上げピン上に水平状態で供給され、パネル反転用ロボット703のアームの真空吸着が解放され、パネル反転用ロボット703のアームは原点に戻る。押し上げピンが下降して、パネルがステージ605上にセットされ、真空吸着によりステージ605上に吸引固定される。

パネルの第１ガラス基板上に左右対称に形成されているアライメントマークを２台のＣＣＤカメラ604で認識してアライメントマークの位置ずれの検出を行い、ステッピングモーターにてステージ605の位置、角度の修正を行う。圧縮空気によりブレイクヘッド607を下降させ、第２ガラス基板に刻まれたＸ方向のスクライブラインの真上を第１ガラス基板側から、設定した圧力を押圧したまま、ブレイクヘッド607をガイドレール608に沿って移動させることにより、第２ガラス基板のＸ方向のスクライブラインがスクライブ箇所で分断され、ブレイクヘッド607が上昇する。ステージ605が９０度回転して、パネルに対するガイドラインの方向がX軸方向からY軸方向に入れ替わる。その後ブレイクヘッド607を下降させて、第２ガラス基板に刻まれたＹ方向のスクライブラインの真上を第１ガラス基板側から、設定した圧力を押圧したまま、ガイドレール608に沿って移動させることにより、第２ガラス基板のＹ方向のスクライブラインSがスクライブ箇所で分断され、ブレイクヘッド607が上昇する。ステージ605の真空吸着が解除され、除材ロボット609のアームがステージ605とパネルの間に伸びてきて、パネルに接したところで真空吸着がＯＮになり，除材ロボット609のアーム上で吸引固定されたまま、除材ステージ606に搬送され、除材ステージ606上で除材ロボット609のアームの真空吸着が解除され、パネルが所望のサイズに分断される。

前記工程フローでは、Ａ面スクライブ→Ａ面ブレイク→Ｂ面スクライブ→Ｂ面ブレイクの基本的な処理の順番で説明を行ったが、この工程フローにかかわらず、Ａ面スクライブ→Ｂ面スクライブ→Ａ面ブレイク→Ｂ面ブレイク、Ａ面スクライブ→Ｂ面スクライブ→Ｂ面ブレイク→Ａ面ブレイクなど、スクライブ処理、ブレイク処理の順番を任意に設定することが出来る。

Claims

１つのガイドレールと、
１つのスクライブ手段と、
ホイールを有する１つの分断手段と、
２枚のガラス基板を有するパネルをセットするためのステージと、
前記パネルの裏表を反転させる反転手段と、
ブレイク用シートを前記ステージ上に供給する機能と、前記ステージ上から前記ブレイク用シートを回収する機能と、を有する第１のロボットと、を有し、
前記１つのスクライブ手段及び前記１つの分断手段は、前記１つのガイドレールに沿った方向にのみ水平移動が可能であり、
前記ステージは、前記１つのスクライブ手段及び前記１つの分断手段の移動方向と直交する方向に沿って水平移動が可能であり、
前記ステージは、回転可能であり、
前記１つのスクライブ手段を前記１つのガイドレールに沿った方向に水平移動させ、前記パネルの有する前記２つのガラス基板の一方に、第１のスクライブラインを刻む第１の処理を行い、
前記パネルを回転させ、前記１つのスクライブ手段を前記１つのガイドレールに沿った方向に水平移動させ、前記パネルの有する前記２つのガラス基板の一方に、前記第１のスクライブラインと直交するように第２のスクライブラインを刻む第２の処理を行い、
前記反転手段及び前記第１のロボットを用いて、前記パネルの裏表を反転させる共に前記ステージの間に前記ブレイク用シートを供給する第３の処理を行い、
前記１つの分断手段を前記１つのガイドレールに沿った方向に水平移動させ、前記第１のスクライブラインに沿った分断を生じさせる第４の処理を行い、
前記パネルを回転させ、前記１つの分断手段を前記１つのガイドレールに沿った方向に水平移動させ、前記第２のスクライブラインに沿った分断を生じさせる第５の処理を行うことを特徴とするガラス加工装置。
請求項１において、
前記パネルを前記ステージへ供給するための第２のロボットと、
前記パネルを前記ステージから回収するための第３のロボットと、を有し、
前記第２のロボット及び前記第３のロボットは、前記１つのガイドレールよりも手前側に設置されており、
前記反転手段及び前記第１のロボットは、前記１つのガイドレールよりも奥側に設置されていることを特徴とするガラス加工装置。
請求項１又は請求項２において、
圧縮空気を用いて、前記１つのスクライブ手段又は前記１つの分断手段の鉛直移動を行うことを特徴とするガラス加工装置。