TW201437163A - 刻劃輪、刻劃裝置及刻劃輪之製造方法 - Google Patents

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Hiroshi Abe
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Mitsuboshi Diamond Ind Co Ltd
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Abstract

本發明提供一種在使用藉由磨石加工在刀刃前端形成有多個溝槽之刻劃輪時，抑制刀刃前端之缺欠的刻劃輪、刻劃裝置及刻劃輪之製造方法。在刀刃前端43形成有溝槽44之刻劃輪40，其溝槽44係由彎曲之曲線部46、從曲線部46之一端往一方之刀刃前端43延伸之第1直線部47a、及從曲線部46之另一端往另一方之刀刃前端43延伸之第2直線部47b所形成。

Description

刻劃輪、刻劃裝置及刻劃輪之製造方法
本發明係關於一種用於在玻璃基板等之脆性材料基板形成刻劃線之刻劃輪、刻劃裝置及刻劃輪之製造方法。
作為分斷脆性材料基板之刻劃輪，已知有在稜線部分之刀刃前端形成有多個溝槽之刻劃輪。作為該溝槽之形成方法，已知有如記載於專利文獻1中，藉由雷射光而形成之方法、或使用磨石而形成之方法。
專利文獻1：日本特開2009-234874號公報
然而，在藉由雷射光形成溝槽之情形，為了使溝槽較深，必需使雷射光照射至更深處。因此，在照射雷射光之方法中，較深的溝槽(6μm左右以上)之形成實際上係有困難的。
另一方面，在使用磨石形成溝槽之情形，相較於藉由雷射光形成溝槽之情形，能夠容易地使溝槽為較深。但是，一般而言，使用磨石所形成之溝槽，其形狀為呈U字狀彎曲者。因此，溝槽越深，則刀刃前端之端部(稜線與溝槽之間的角)將越銳利。一旦刀刃前端之端部變銳利，將產生在進行刻劃時該端部容易缺欠、此外因端部缺欠而導致在進行刻劃中垂直裂紋之伸展狀況將急遽地改變等之問題。
另一方面，若欲以在溝槽深度不改變之狀態下而使刀刃前端 之端部不十分銳利之方式形成溝槽，則將擴大溝槽寬度。但是，刻劃輪中的溝槽寬度與溝槽深度的關係係非常重要的。因溝槽寬度與溝槽深度的關係，將使刻劃輪之刻劃性能大大地改變。尤其是，一旦溝槽寬度相對於溝槽深度過大時，則不僅垂直裂紋伸展，亦將導致在水平方向裂紋大大地伸展、刻劃線之線寬變寬。
本發明之目的在於提供一種在使用藉由磨石加工在刀刃前端形成有多個溝槽之刻劃輪時，抑制刀刃前端之缺欠的刻劃輪、刻劃裝置及刻劃輪之製造方法。
為了達成上述目的，本發明之一態樣之刻劃輪，係交互地具備成為刀刃前端之稜線部與由磨石加工所形成之溝槽，該溝槽係由彎曲之曲線部、從該曲線部之一端往一方之稜線部延伸之第1直線部、及從該曲線部之另一端往另一方之稜線部延伸之第2直線部形成。
藉由如此般之刻劃輪，相較於藉由習知般之磨石加工而形成有僅呈U字狀彎曲之溝槽之刻劃輪，能夠使刀刃前端之端部之角度變大，且能夠抑制刀刃前端之端部之缺欠。
此外為了達成上述目的，上述刻劃輪，係該溝槽之深度為2μm以上，且在側視觀察之方向中的該溝槽寬度為35μm以下且為該溝槽深度之2.4倍以下。
藉由如此般之刻劃輪，能夠抑制刀刃前端之端部之缺欠，同時在具備有對脆性材料基板之高浸透性之狀態下抑制刻劃線之線寬之擴大。
此外為了達成上述目的，本發明之刻劃裝置，具備：刻劃輪， 係交互地具備成為刀刃前端之稜線部與由磨石加工所形成之溝槽，該溝槽係由彎曲之曲線部、從該曲線部之一端往一方之稜線部延伸之第1直線部、及從該曲線部之另一端往另一方之稜線部延伸之第2直線部形成；銷，係將該刻劃輪保持成旋轉自如；以及保持具，係包含形成配置該刻劃輪之保持溝槽的一對支持部，且於該一對支持部設置有配置該銷之銷孔。
藉由如此般之刻劃裝置，相較於具備藉由習知般之磨石加工而形成有僅呈U字狀彎曲之溝槽之刻劃輪的刻劃裝置，能夠減少刻劃輪之更換次數。
此外為了達成上述目的，本發明之刻劃輪之製造方法，該刻劃輪係交互地具備成為刀刃前端之稜線部與由使用圓板狀磨石之磨石加工所形成之溝槽，該製造方法係具備使用該磨石，且藉由使該磨石之前端部與圓板狀之基材之圓周接觸而形成該溝槽之步驟；該磨石，係該磨石之前端部由彎曲之磨石曲線部、從該磨石曲線部之一端朝向該磨石之一側面延伸之第1磨石直線部、及從該磨石曲線部之另一端朝向該磨石之另一側面延伸之第2磨石直線部形成；該溝槽，係由彎曲之溝槽曲線部、從該溝槽曲線部之一端往一方之稜線部延伸之第1溝槽直線部、以及從該溝槽曲線部之另一端往另一方之稜線部延伸之第2溝槽直線部構成。
藉由如此般之刻劃輪之製造方法，能夠提供壽命較長之刻劃輪。
10‧‧‧刻劃裝置
11‧‧‧移動台
12a、12b‧‧‧導引軌條
13‧‧‧滾珠螺桿
14、15‧‧‧馬達
16‧‧‧平台
17‧‧‧脆性材料基板
18‧‧‧CCD攝影機
19‧‧‧橋架
20a、20b‧‧‧支柱
21‧‧‧刻劃頭
22‧‧‧導引件
23‧‧‧保持具接頭
23a‧‧‧旋轉軸部
23b‧‧‧接頭部
24a、24b‧‧‧軸承
24c‧‧‧隔片
25‧‧‧開口
26‧‧‧內部空間
27‧‧‧磁鐵
28‧‧‧平行銷
30‧‧‧保持具單元
30a‧‧‧保持具
31‧‧‧安裝部
31a‧‧‧傾斜部
31b‧‧‧平坦部
32‧‧‧保持溝槽
33a、33b‧‧‧支持部
34a、34b‧‧‧支持孔
40‧‧‧刻劃輪
41‧‧‧本體部
42、142‧‧‧刀刃
43、143‧‧‧刀刃前端
44、144‧‧‧溝槽
45‧‧‧貫通孔
46‧‧‧曲線部
47a、47b‧‧‧直線部
50‧‧‧銷
60‧‧‧顯示用面板
61‧‧‧顯示區域
62‧‧‧框緣區域
70‧‧‧母基板
71‧‧‧刻劃線
71a‧‧‧刻劃痕
72‧‧‧垂直裂紋
73‧‧‧外框
74‧‧‧顯示裝置
80‧‧‧研削單元
81‧‧‧磨石
82‧‧‧前端部
83‧‧‧磨石曲線部
84a、84b‧‧‧磨石直線部
圖1，係實施形態中之刻劃裝置之概略圖。
圖2，係實施形態中之刻劃裝置所具有之保持具接頭之前視圖。
圖3，係實施形態中之保持具單元之立體圖。
圖4，係實施形態中之保持具單元之一部分放大圖。
圖5(a)，係實施形態中之刻劃輪之側視圖；圖5(b)，係刻劃輪之前視圖。
圖6(a)，係實施形態中之刻劃輪之一部分放大圖；圖6(b)，係用於比較之刻劃輪之一部分放大圖。
圖7，係實施形態中之刻劃輪之製造方法之概念圖。
圖8，係實施形態中之刻劃輪之放大顯微照片。
圖9(a)，係母基板之俯視圖與放大圖；圖9(b)，係圖9(a)中之IXb-IXb之剖面圖；圖9(c)，係已分斷圖9(b)中之母基板之剖面圖。
圖10，係顯示裝置之剖面圖。
圖11，係關於實驗例1~8之刻劃輪之表。
圖12，係關於實驗例1~8之刻劃輪之刻劃結果之表。
圖13，係藉由實驗例1~8之刻劃輪所形成之刻劃線之線寬之圖表。
圖14，係使用實驗例1、實驗例4、實驗例6之刻劃輪而形成之刻劃線之顯微照片。
圖15，係藉由實驗例1~8之刻劃輪而形成之刻劃線之裂紋長度之圖表。
以下，使用圖式說明本發明之實施形態。但是，以下所示之實施形態，係表示用以具體化本發明之技術思想之一例者，並不意圖將本發明特定於該實施形態。本發明亦可適用於包含在申請專利範圍之其他實施形態。
於圖1表示實施形態之刻劃裝置10之概略圖。刻劃裝置10，具備有移動台11。而且，該移動台11，與滾珠螺桿13螺合，藉由馬達14之驅動使該滾珠螺桿13進行旋轉，而藉此能夠沿一對導引軌條12a、12b於y軸方向移動。
在移動台11之上面設置有馬達15。該馬達15，係用於使位於上部之平台16在xy平面旋轉而定位於既定角度者。脆性材料基板17，載置於該平台16上，且藉由未圖示之真空吸引手段等而保持。另外，成為刻劃對象之脆性材料基板17，係玻璃基板、陶瓷基板、藍寶石基板、矽基板等之脆性材料基板。
刻劃裝置10，在脆性材料基板17之上方，具備有對形成於脆性材料基板17表面的對準標記進行拍攝之2台CCD攝影機18。而且，在刻劃裝置10，沿x軸方向將橋架19藉由支柱20a、20b而架設成跨過移動台11與其上部之平台16。
在該橋架19，安裝有導引件22，而將刻劃頭21設置成可沿導引件22於x軸方向移動。而且，在刻劃頭21，透過保持具接頭23，安裝有保持具單元30。
圖2係安裝有保持具單元30之保持具接頭23之前視圖。此外，圖3係保持具單元30之立體圖。此外，圖4係放大從圖3之A方向所觀察到的保持具單元30之側面之一部分的圖。
保持具接頭23成為大致圓柱狀，具備有旋轉軸部23a、接頭部23b。在刻劃頭21裝附有保持具接頭23之狀態下，在該旋轉軸部23a，隔著圓筒形之隔片24c安裝有用於將保持具接頭23保持成旋動自如之兩個 軸承24a、24b。另外，在圖2中表示保持具接頭23之前視圖，並且一併表示有已安裝於旋轉軸部23a之軸承24a、24b與隔片24c之剖面圖。
在圓柱形之接頭部23b，設置有於下端側具備有圓形之開口25的內部空間26。在該內部空間26之上部埋設有磁鐵27。而且，將藉由磁鐵27而裝卸自如之保持具單元30插入於該內部空間26而安裝。
保持具單元30，係保持具30a、刻劃輪40、與銷50成為一體者。該保持具30a，如圖3所示般成為大致圓柱形，且以磁性體金屬形成。而且，在保持具30a之上部，設置有定位用之安裝部31。該安裝部31，係切削保持具30a之上部而形成，具備有傾斜部31a與平坦部31b。
而且，使保持具30a之安裝部31側透過開口25往內部空間26插入。此時，將保持具30a之上端側藉由磁鐵27吸附，且藉由安裝部31之傾斜部31a與通過內部空間26之平行銷28接觸，進行保持具單元30相對於保持具接頭23之定位與固定。此外，在從保持具接頭23取出保持具單元30時，藉由將保持具單元30往下方拉出，而能夠容易地取出。
在保持具30a之下部，設置有切削保持具30a而形成之保持溝槽32。而且，在為了設置保持溝槽32而經切削之保持具30a之下部，以夾著保持溝槽32之方式安裝有支持部33a、33b。在該保持溝槽32，將刻劃輪40配置成旋轉自如。此外，在支持部33a、33b，分別形成有支持用以將刻劃輪40保持成旋轉自如之銷50的支持孔34a、34b。
而且，如圖4所示，使銷50貫通刻劃輪40之銷孔45，並且在支持孔34a、34b設置銷50的兩端，藉此將刻劃輪40安裝成相對於保持具30a旋轉自如。另外，支持孔34a，在內部具有階部，使保持溝槽32 側之開口之孔徑，大於另一側之開口之孔徑。
接著，針對刻劃輪40之細節進行說明。圖5(a)係刻劃輪40之側視圖，圖5(b)係刻劃輪40之前視圖。圖6(a)係圖5(a)之以圓B所示之部分之放大圖。另外，圖6(b)係用於進行比較之刻劃輪之放大圖。
刻劃輪40，主要具有本體部41、刀刃42、刀刃前端43、及溝槽44。
本體部41成為圓板狀。在本體部41之中心附近，設置有沿旋轉軸貫通本體部41之貫通孔45。在該貫通孔45插入有銷50，將刻劃輪40透過該銷50保持於保持具30a呈旋轉自如。而且，在該本體部41之外周，形成有圓環狀之刀刃42。
刀刃42，係藉由以旋轉軸為中心之同心圓狀之內周及外周形成之圓環狀體。此外，刀刃42在前視觀察下成為大致V字狀，沿旋轉軸之刀刃42之厚度隨著朝向成為稜線部之刀刃前端43而緩緩地變小。也就是，刀刃42，係以成為刀刃前端43之稜線之兩側之傾斜面構成。
刀刃前端43沿刀刃42之最外周部設置。而且在刀刃42之最外周部，交互地形成有刀刃前端43與溝槽44。另外，在圖6(b)中，揭示有用於比較之刻劃輪之刀刃142、刀刃前端143、及溝槽144。
如圖6(a)所示，溝槽44，與僅以如圖6(b)般之U字狀般之彎曲形狀所構成之溝槽144不同，係以使溝槽之底即前端呈拋物線狀彎曲之V字形狀構成。也就是，溝槽44，係由以溝槽44之深度最深之部分為中心彎曲的曲線部46、從該曲線部46之端朝向一側之刀刃前端43延伸的第1直線部47a、以及朝向另一側之刀刃前端43延伸的第2直線部47b構成。
藉由以曲線部46、直線部47a、47b構成溝槽44，相較於溝槽144之刀刃前端143之端部，能夠使刀刃前端43之端部之角度為較大。因此，在刀刃前端43與脆性材料基板17接觸時，刀刃前端43之端部難以產生缺欠，使刻劃輪40之更換壽命變長。
此外，刻劃輪40，由於成為溝槽44之底的前端彎曲，因此在如藉由雷射加工形成有溝槽之情形，與具有前端僅折彎成V字形狀之溝槽的刻劃輪相比，由刻劃所產生之碎屑難以留在溝槽之底。
此外，在圖6(a)中，以a、b、c所示之直線部47a、曲線部46、直線部47b在溝槽44之寬度L中所佔之比例為a：b：c=1：1：1~1：2：1左右。另外，在本實施形態中，從曲線部46之兩端延伸之直線部47a、47b，由曲線部46之端部中的切線構成。此外，關於溝槽44之加工方法或大小，將於以下詳述。
該刻劃輪40，由超硬合金或燒結鑽石形成。此外，刻劃輪40，亦可使用於超硬合金等之基材鍍敷有鑽石等之硬質材料膜者。
例如，該燒結鑽石製之刻劃輪40主要係由鑽石粒子、及由其餘之添加劑及結合材構成之結合相所作成。該鑽石粒子之平均粒子徑係採用1.5μm以下者。而且，燒結鑽石中的鑽石含有量為75.0~90.0vol%之範圍。
作為添加劑，例如可使用從鎢(W)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉭(Ta)選擇至少一種以上之元素之超微粒子碳化物。燒結鑽石中的超微粒子碳化物含有量為3.0~10.0vol%之範圍，該超微粒子碳化物包含1.0~4.0vol%之碳化鈦、與其餘之碳化鎢。
作為結合材，通常可使用鐵族元素。作為鐵族元素，可例舉如鈷(Co)、鎳(Ni)、鐵(Fe)等，其中又以鈷較佳。此外，燒結鑽石中的結合材之含有量，較佳為鑽石及超微粒子碳化物之其餘部分，更佳為3.0~20.5vol%之範圍。
接著，針對該刻劃輪40之製造方法進行說明。首先，混合上述之鑽石粒子、添加劑、結合材，且在鑽石成為熱力學上安定之高溫及超高壓下，使該等混合物燒結。藉此製造燒結鑽石。在該燒結時，超高壓產生裝置之模具內之壓力為5.0~8.0GPa之範圍，模具內之溫度為1500~1900℃之範圍。
接著，從所製造之燒結鑽石切取成為所希望之半徑的圓板。然後，在成為該基材之圓板之周緣部，藉由分別切削兩面側而形成傾斜面，完成具有剖面V字狀之刀刃42的刻劃輪40。
然後，使相對於由該刻劃輪40之刀刃前端43構成之稜線正交之圓板狀磨石，抵接於刀刃前端43，藉此形成如圖6(a)所示般之由曲線部46、與直線部47a、47b所構成之溝槽44。
於圖7表示有用於設置如此般之溝槽44的具體的製造方法。溝槽44，藉由具有圓板狀之磨石81的研削單元80而形成。具體而言，研削單元80，構成為藉由馬達M使圓板狀之磨石81往箭頭K之方向進行旋轉。
首先，使刻劃輪40於箭頭J之方向僅旋轉一定之角度。接著，將刻劃輪40往箭頭U方向上壓，使刻劃輪40之正上方往進行旋轉之磨石81之前端部82抵接，藉此形成溝槽44。然後，一旦溝槽44形成，則 使刻劃輪40往箭頭D方向退避。接著，再使刻劃輪40僅旋轉相當於既定之間距的旋轉角後，將刻劃輪40往箭頭U方向上壓，藉此形成下一個溝槽44。
也就是，藉由反覆進行一邊使刻劃輪40於箭頭J之方向每次僅旋轉一定之角度、一邊使刀刃前端43抵接於磨石81之前端部82，而完成如圖6(a)般刀刃前端43與溝槽44交互連續之刻劃輪40。
此處，磨石81之前端部82，如於圖7中以放大圖表示般，以前端彎曲之V字形狀構成。也就是，前端部82，以彎曲之磨石曲線部83、從磨石曲線部83之一端朝向磨石81之一側面延伸之第1磨石直線部84a、及從磨石曲線部83之另一端朝向磨石81之另一側面延伸之第2磨石直線部84b構成。另外，該前端部82之形狀，係藉由對磨石81之兩側面的修整(dressing)加工等而形成、維持。
而且，使刀刃前端43僅以與溝槽44之深度H對應之距離(圖7中以h表示)抵接於前端部82，藉此利用磨石曲線部83形成溝槽44之曲線部46，利用磨石直線部84a之一部分形成溝槽44之直線部47a，利用磨石直線部84b之一部分形成溝槽44之直線部47b，完成如圖6(a)所示之溝槽44。在本實施形態中，由於利用磨石81以一次性的步驟形成溝槽44，因此能夠效率佳地形成多個溝槽44。
於圖8表示具備以如此方式形成之溝槽44的刻劃輪40之顯微照片。另外，在實際所製造之刻劃輪40中，由於使用研削單元80形成溝槽44，因此在利用磨石81進行研磨時亦會有產生鑽石粒子之缺欠等情況。因此，由於在溝槽44之表面產生少許之凹凸，因此在直線部47a、47b存在 有少許凹凸。此外，亦未必能夠明確地觀察到如圖6(a)所示般之直線部47a、47b與刀刃前端43之交點即端部x。
接著，針對該刻劃輪40之尺寸進行說明。刻劃輪40之外徑Dm為1.0~10.0mm、較佳為1.0~7.0mm、尤其佳為1.0~5.0mm之範圍。在刻劃輪40之外徑Dm小於1.0mm之情形，將降低刻劃輪40之可處理性。另一方面，在刻劃輪40之外徑Dm大於10.0mm之情形，存在有刻劃時無法對脆性材料基板17形成較深之垂直裂紋的情況。
此外，刻劃輪40之厚度Th為0.4~1.2mm、較佳為0.4~1.1mm之範圍。在刻劃輪40之厚度Th小於0.4mm之情形，將降低加工性及可處理性。另一方面，在刻劃輪40之厚度Th大於1.2mm之情形，將使刻劃輪40之材料及用於製造之成本變高。
此外，刀刃42之刃前角θ 1，一般為鈍角，且係90≦θ 1≦160(deg)、較佳為90≦θ 1≦140(deg)之範圍。另外，刃前角θ 1之具體的角度，係根據將進行切斷之脆性材料基板17之材質、厚度等而適當地設定。
此外，溝槽44，形成為溝槽寬度L相對於溝槽深度H為2.0~2.4倍之長度。另外，在圖6(a)中，在刻劃輪40形成溝槽44前之刀刃前端43之狀況以虛線表示。而且，溝槽深度H係從該假想線至最深之距離。此外，溝槽寬度L係連接溝槽之端部x之假想直線之長度。此外，稜線寬度W係刀刃前端43之長度。
溝槽深度H，係對應刻劃輪40之外徑及被切斷之脆性材料基板17之材質、厚度等而設定。而且將溝槽深度H設定在2.0~14μm之範圍，較佳為3.0~12.0μm之範圍，更佳為5.0~12.0μm之範圍。在溝槽深度 H小於2.0μm之情形，則難以在脆性材料基板形成較深之垂直裂紋，在溝槽深度H大於14μm之情形，則由於溝槽之體積變大，因此不僅垂直方向之裂紋，裂紋亦往水平方向伸展，並使刻劃所產生之線寬變寬。而且，往水平方向之裂紋隨時間經過而更進一步伸展，將無法避免多條水平裂紋結合而產生較大之裂紋。此外，裂紋之往水平方向之長度係取決於溝槽的體積，因此使溝槽寬度L相對於溝槽深度H為2.0~2.4倍之效果，在溝槽深度H為5.0μm以上之情形變得特別大。
將溝槽寬度L設定在5.0~35μm之範圍，較佳為7.0~30μm之範圍，更佳為10~25μm之範圍。在溝槽寬度L超過35μm之情形，由於同樣地使溝槽之體積變大，因此無法避免刻劃線之寬度變寬並且產生較大的裂紋。
稜線寬度W較佳為10~30μm。在稜線寬度小於10μm之情形，負載將無法充分地往基板傳遞，而使垂直裂紋無法充分地浸透。另一方面，若稜線寬度過寬，則存在有使水平裂紋容易產生之情形。
此外，溝槽寬度L較佳為相對於稜線寬度W為1.0~3.2倍之長度，尤其佳為1.0~1.8倍。在小於1倍之情形，則垂直裂紋無法充分伸展，另一方面，若為3.2倍以上，則刻劃線之寬度將變寬，此外裂紋將變大。
此外，以圖6(a)之θ 2表示之刀刃前端43之邊緣角度θ 2，較佳為115≦θ 2≦135(deg)之範圍。此係由於若邊緣角度θ 2過大，將導致對脆性材料基板之侵入(刻入)變差之故。相反地，若邊緣角度θ 2過小(接近90°)，則邊緣將非常容易產生缺欠。
此處，針對於使用刻劃輪對脆性材料基板進行分斷時，在脆 性材料基板所形成之刻劃線之線寬LW的影響，利用具體例進行說明。圖9(a)係脆性材料基板即母基板之俯視圖與放大圖，圖9(b)係圖9(a)中的IXb-IXb之剖面圖，圖9(c)係已分斷圖9(b)中的母基板之剖面圖。此外，圖10係顯示裝置之剖面圖。
藉由刻劃輪於基板表面形成刻劃線之脆性材料基板，係用於製造液晶面板等顯示用面板60之大型的玻璃基板。該玻璃基板亦稱為母基板70。一般係使用該母基板70一次製造多個顯示用面板60。另外，圖9(a)所示之母基板之俯視圖，並非母基板整體而係僅為其一部分。
首先，如圖9(a)所示，在母基板70上，就每一顯示用面板60形成像素等。具體而言，顯示用面板60，係以顯示區域61、及顯示區域61周邊之框緣區域62構成，且於該顯示區域61形成多個以轉換元件(switching device)或濾光元件(color filter)等構成之像素，於框緣區域62形成用以將各種訊號送至顯示區域61之各像素的配線或外部連接端子等。
接著，如圖9(a)、(b)所示，在就每一顯示用面板60形成有像素等之母基板70中，沿著顯示用面板60之邊界，使施加有負載之刻劃輪40旋轉移動。藉此，在母基板70之表面形成刻劃線71。另外，該刻劃線71，係由母基板70之表面中的由刻劃輪40之負載所產生之塑性變形區域及水平方向之裂紋構成者。
而且，如圖9(b)所示，藉由形成該刻劃線71，垂直裂紋72沿刻劃線71，從刻劃線71之大致中央往母基板70之垂直方向伸展。
接著，藉由對形成有刻劃線71與垂直裂紋72之母基板70施加應力，而如圖9(c)所示，將母基板70分斷成顯示用面板60，完成顯示 用面板60。
然後，如圖10所示，以框緣狀之外框73覆蓋顯示用面板60之框緣區域62，且將未圖示之控制用基板等往顯示用面板60連接，藉此製造顯示裝置74。
此處，若於母基板70所形成之刻劃線71之線寬LW變寬，則恐將產生如以下般之問題。
首先，如圖9(c)所示，亦在分斷成顯示用面板60後，刻劃線71以線寬LW之一半左右之比例，作為刻劃痕71a而殘留在顯示用面板60之基板端部表面。框緣區域62之框緣寬a若十分地寬則不會有問題，但若因窄框緣化而使框緣寬a變窄，則在框緣寬a之中刻劃痕71a所佔的比例將增加。因此，產生有如下之問題：從前視方向即使已藉由外框73而將刻劃痕71a完全地覆蓋，但當從斜方向觀察顯示裝置74時，亦可直接看見刻劃痕71a、因刻劃痕71a而產生漫反射(diffuse reflection)、刻劃痕71a相當顯眼等。
此外，若為了防止刻劃痕71a被觀察到，而使框緣寬a變寬時，將產生由母基板70製造之顯示用面板60之數量減少等之問題。此外，若使外框73之寬度變寬時，則將產生成本增加、或外框73重疊於顯示區域61等之問題。
此外，若在成為顯示裝置74後，亦在顯示用面板60之基板端部表面殘留有許多由刻劃線71構成之刻劃痕71a，則恐將馬上因振動等而使水平裂紋彼此連接，產生小片之碎屑，因該碎屑而傷及配線等。因此，若要完全去除殘留於顯示用面板60之刻劃痕71a，則必需進行研磨等其他 步驟，將導致成本增加。
此外，若顯示用面板60係如液晶面板般使2片母基板70貼合而製作者，則由於很少會在與形成刻劃線71之面為同一平面形成配線等，因此亦很少會因刻劃線71之形成而切斷配線等。然而，若為使用一片母基板70，並在與母基板70之形成刻劃線71之表面為同一平面直接形成配線等般之構成之顯示用面板60，則恐有因刻劃線71之形成而切斷配線等之情況。
如以上般之問題，可藉由抑制於母基板70之表面所形成之刻劃線71之線寬LW之擴大、使線寬LW盡可能變窄而解決。
因此，作為抑制刻劃線之線寬擴大的刻劃方法，在本實施形態中，進行了使用如以下般之刻劃輪40，對該刻劃輪40施加負載並使其於脆性材料基板17之表面上旋轉而形成刻劃線之刻劃方法，該刻劃輪40係溝槽44成為以曲線部46、從該曲線部46之一端朝向一刀刃前端43延伸之直線部47a、及從曲線部46之另一端朝向另一刀刃前端43延伸之直線部47b構成之形狀，此外，溝槽44之深度H係2μm以上，溝槽44之寬度L係35μm以下且為深度H之2.4倍以下。而且，藉由該刻劃方法，能夠防止刀刃前端43之缺欠，並且抑制刻劃線之線寬擴大，且能夠實現線寬狹窄之刻劃線。
針對藉由本實施形態之刻劃方法進行脆性材料基板17之分斷之具體的結果進行說明。所使用之刻劃輪，係實驗例1~8者。實驗例1~8之刻劃輪，均為外徑Dm為2.0mm、厚度Th為0.65mm、刃前角θ 1為100°。圖11，係記載了關於實驗例1~8之其他要素之表。在圖11中，表示有實驗 例1~8之溝槽深度H、溝槽寬度L、稜線寬度W、突起數、L/H、L/W。
此處，實驗例1~8之刻劃輪之中，實驗例1~5係如圖6(b)所示般之由溝槽形狀僅呈U字狀般彎曲之形狀構成的刻劃輪。另一方面，實驗例6~8係如圖6(a)所示般之由溝槽之形狀以曲線部、及從曲線部兩端朝向刀刃前端延伸之2個直線部構成之形狀構成的刻劃輪。此外，如圖9所示，溝槽寬度L相對於溝槽深度H為2.0~2.4倍之長度的刻劃輪，係實驗例6~8之刻劃輪，實驗例1~5之刻劃輪係L/H大於2.4倍者。
而且，使用實驗例1一8之刻劃輪，一邊對該等刻劃輪施加負載且使其在脆性材料基板之表面上旋轉、一邊進行了刻劃線之形成。圖12，係使用了實驗例1~8之刻劃輪之刻劃結果的表。在圖12中，表示有實驗例1~8之刻劃輪之切斷區域、已形成於脆性材料基板之刻劃線之線寬LW、與裂紋之長度。
該切斷區域，係能夠在切斷脆性材料基板上形成良好的刻劃線之負載域。該負載域，係以稱為肋標記(rib mark)之肋骨狀之筋的產生為基準測定最低負載，且測定從該最低負載至因水平裂紋之增加或基板之破裂等而無法形成良好之刻劃線的最大負載之值。
如圖12所示，切斷區域因實驗例1~8之刻劃輪而有所不同，此外，實驗例2~8之刻劃輪相較於實驗例1，切斷區域中的最低負載變較低。其中亦以實驗例6~8之最低負載變較低。
另外，如圖12所示，為了測定線寬LW，形成有刻劃線之負載，係於切斷區域之最低負載(Min)施加1N之負載(因此，在每一刻劃輪中負載會有不同)、10N之負載、15N之負載之三種模式。
線寬LW，係於脆性材料基板表面所形成之水平方向之裂紋之最大值。而且，分別以三種負載進行了線寬LW之測定。另外，圖13係將已測定之線寬LW作成圖表者。此外，圖14係使用實驗例1、實驗例4、實驗例6之刻劃輪所形成之刻劃線之實際之顯微照片。
裂紋之長度，係於脆性材料基板所形成之垂直方向之裂紋之最大值。亦針對裂紋之長度，分別以三種負載進行了測定。另外，圖15係將已測定之裂紋之長度作成圖表者。
使用實驗例1~8之刻劃輪進行刻劃時之其他條件係為以下：
脆性材料基板：0.7mm之玻璃基板(單板、素玻璃)
刻劃裝置：三星鑽石工業股份有限公司製刻劃裝置(MS型)
刻劃速度：300mm/sec
首先，如圖11~圖15所示，在使用L/H非3.2以下之實驗例1之刻劃輪(L/H=3.8)進行了刻劃之情形，相較於使用L/H為3.2以下之實驗例2~8之刻劃輪，其線寬變較寬。
在對面板用之玻璃基板進行分斷之情形，刻劃線之線寬LW較佳為至30μm左右。此係由於線寬LW若為30μm，則在圖10所示之刻劃線71之刻劃痕71a為15μm左右，若為該程度之刻劃痕71a，則即使是在窄框緣化中，亦難以產生刻劃痕71a被視認出等之問題之故。
在利用實驗例2~8之刻劃輪中，即使在切斷區域之中大多設定為實際之切斷負載之低負載(圖12之Min+1N之負載或10N之負載)中，亦抑制線寬LW為大致30μm。
而且，尤其是在利用L/H為2.4以下即實驗例6~8之刻劃輪， 在低負載中，線寬LW較30μm大幅地變窄。
此外，在15N之負載之情形，在實驗例1~5中，線寬LW急遽變寬，但在實驗例6~8中，線寬LW係大致30μm，能夠在較寬的負載域中抑制線寬LW之擴大。
此外，如圖15所示可知，即使是低負載之6N(Min+1N)之情形，實驗例6~8亦具有相對於基板之厚度70%以上之充分的浸透量，尤其是在10N之負載中，亦均具備有600μm以上之與實驗例1~5之其他刻劃輪相差不大之高浸透性。
此外，如圖11所示，關於溝槽寬度L與稜線寬度W之關係，相對於實驗例1~4之刻劃輪之L/W係2.0以上，實驗例6~8之刻劃輪，L/W均未滿2.0。此外，如圖11或圖13所示，刻劃輪之L/W，在抑制線寬之擴大上而言更佳為1.8以下。
如此般，使用溝槽係以曲線部、及從曲線部兩端朝向刀刃前端延伸之2個直線部形成、且溝槽深度H為2μm以上、溝槽寬度L為35μm以下且L/H為2.4以下般之實驗例6~8之刻劃輪，對該刻劃輪施加負載並使其在脆性材料基板之表面上旋轉而形成刻劃線，藉此能夠抑制刀刃前端之缺欠，且在維持具備有高浸透性之狀態下，能夠抑制刻劃線之線寬LW之擴大，且能夠實現線寬狹窄之刻劃線。
另外，與實驗例6~8相比，溝槽寬度L相對於溝槽深度H為更小之情形，例如若L/H為1.9，則雖可抑制刻劃線之線寬之擴大，但在刻劃時所產生之微細的碎屑進入溝槽，每當進行刻劃時由於溝槽內留有碎屑、且實質上溝槽深度變淺，因此浸透量逐漸降低。
此外，在本實施形態中，作為刻劃裝置10，已揭示有設置有對脆性材料基板17之對準標記進行拍攝之2台CCD攝影機18、具備有使載置脆性材料基板17之平台旋轉之移動台11者。然而，本發明並不限定於如此般之刻劃裝置10，亦可適用於如以下般之手動式之刻劃裝置，該手動式刻劃裝置係在手柄之前端安裝有將刻劃輪保持成旋轉自如之保持具，藉由使用者握持該手柄並使其移動而進行脆性材料基板之分斷。
42、142‧‧‧刀刃
43、143‧‧‧刀刃前端
44、144‧‧‧溝槽
46‧‧‧曲線部
47a、47b‧‧‧直線部
a‧‧‧直線部47a在溝槽之寬度L中所佔之比例
b‧‧‧曲線部46在溝槽之寬度L中所佔之比例
c‧‧‧直線部47b在溝槽之寬度L中所佔之比例
x‧‧‧端部
H‧‧‧溝槽深度
L‧‧‧溝槽寬度
W‧‧‧稜線寬度
θ 2‧‧‧邊緣角度

Claims (6)

  1. 一種刻劃輪，係交互地具備成為刀刃前端之稜線部與由磨石加工所形成之溝槽，其特徵在於：該溝槽係由彎曲之曲線部、從該曲線部之一端往一方之稜線部延伸之第1直線部、及從該曲線部之另一端往另一方之稜線部延伸之第2直線部形成。
  2. 如申請專利範圍第1項之刻劃輪，其中，該溝槽之寬度中的該第1直線部與該曲線部與該第2直線部之比例相等。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之刻劃輪，其中，該溝槽之深度為2μm以上，且在側視觀察之方向中的該溝槽之寬度為35μm以下且為該溝槽之深度的2.4倍以下。
  4. 如申請專利範圍第3項之刻劃輪，其中，該溝槽之寬度為該溝槽之深度的2.0倍以上。
  5. 一種刻劃裝置，其特徵在於，具備：申請專利範圍第1至4項中任一項之刻劃輪；銷，係將該刻劃輪保持成旋轉自如；以及保持具，係包含形成配置該刻劃輪之保持溝槽的一對支持部，且於該一對支持部設置有配置該銷之銷孔。
  6. 一種刻劃輪之製造方法，該刻劃輪係交互地具備成為刀刃前端之稜線部與由使用圓板狀磨石之磨石加工所形成之溝槽，其特徵在於，具備使用該磨石，且藉由使該磨石之前端部與圓板狀之基材之圓周接觸而形成該 溝槽之步驟；該磨石，係該磨石之前端部由彎曲之磨石曲線部、從該磨石曲線部之一端朝向該磨石之一側面延伸之第1磨石直線部、及從該磨石曲線部之另一端朝向該磨石之另一側面延伸之第2磨石直線部所形成；該溝槽，係由彎曲之溝槽曲線部、從該溝槽曲線部之一端往一方之稜線部延伸之第1溝槽直線部、及從該溝槽曲線部之另一端往另一方之稜線部延伸之第2溝槽直線部構成。
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