TWI421159B - A method for cutting a resin film, a cutting device, and a cutter for the use thereof - Google Patents

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Description

樹脂膜之切斷方法及切斷裝置以及其使用之切刀
本發明係關於一種使用切刀切斷層疊在脆性材料基板之一方面側上的一片或兩片以上之樹脂膜之方法及裝置以及其使用之切刀。
當切斷層疊在脆性材料基板上之樹脂膜時，通常係使用切刀來切斷。圖8表示先前之切斷裝置。該圖所示之先前之切斷裝置中，係使安裝在切刀固定器2上之在外周上形成刀尖之圓盤狀切刀1'，以在樹脂膜4之厚度方向上陷入之狀態，相對於脆性材料基板3相對移動來切斷樹脂膜4(例如專利文獻1等)。
此時，若切刀1'之尖端部接觸到脆性材料基板3之表面，則有時脆性材料基板3之表面會受損，或者切刀1'之刀尖會碎裂。因此，會調整切刀1'之尖端部，以使得上述尖端部處於與脆性材料基板3之表面隔開特定距離之位置。
[專利文獻1]日本專利特開平3-43189
為了使用切刀完美地切斷層疊在脆性材料基板3上之樹脂膜4，理想的是儘可能地縮短切刀1'之尖端部與脆性材料基板3之表面之間的距離，加深切刀1'對樹脂膜4之切口。 另一方面，在脆性材料基板3之表面不可避免地存在微小之凹凸，因此若縮短切刀1'之尖端部與脆性材料基板3之表 面之間的距離，則切刀1'之尖端部接觸到脆性材料基板3之表面之可能性將升高。
本發明係鑒於上述先前之問題研製而成，其目的在於在脆性材料基板之表面不會受損或者切刀之刀尖不會碎裂之條件下，使用切刀完美地切斷層疊在脆性材料基板上之樹脂膜。
達成上述目的之本發明之切斷方法的特徵在於：其係使用切刀切斷層疊在脆性材料基板之一方面側上之一片或兩片以上之樹脂膜者，使用含有垂直於刀尖脊線之平面之切刀作為上述切刀，使上述切刀之平面與上述脆性材料基板之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向，使上述切刀相對於上述脆性材料基板相對移動來切斷上述樹脂膜。
在此，自完美地切斷樹脂膜並且使脆性材料基板之表面完全不受損之角度出發，較好的是使上述切刀之刀尖硬度低於上述脆性材料基板並且高於上述樹脂膜。
根據本發明，提供一種切斷裝置，其特徵在於：其係使用切刀切斷層疊在脆性材料基板之一方面側上之一片或兩片以上之樹脂膜者；其包括：切刀，其含有垂直於刀尖脊線之平面；移動機構，其使上述切刀相對於上述脆性材料基板而相對移動；以及高度調整機構，其調整上述切刀之平面與上述脆性材料基板之表面之間的距離，以使上述切刀之平面與上述脆性材料基板之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向；並且使上述切刀相對於上述脆性 材料基板相對移動來切斷上述樹脂膜。
另外，根據本發明，提供一種切刀，其特徵在於：其係切斷層疊在脆性材料基板之一方面側上之一片或兩片以上之樹脂膜者，具有與上述脆性材料基板之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向之垂直於刀尖脊線之平面。
自防止刀尖之碎裂、耐久性等之觀點觀之，作為上述切刀，較好的是使用去除在外周上形成有刀尖之圓盤之一部分而形成有垂直於刀尖脊線之平面之形狀的切刀。另外，自減小使切刀相對移動時之阻力的觀點觀之，亦可在自上述平面朝半徑方向之內部形成與上述平面平行之第2平面。
在本發明之切斷方法及切斷裝置中，係使用具有垂直於刀尖脊線之平面之切刀作為切刀，使上述切刀之平面與上述脆性材料基板之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向，使上述切刀相對於上述脆性材料基板相對移動來切斷上述樹脂膜，因此可顯著抑制脆性材料基板之表面受損或者切刀之刀尖碎裂，從而可完美地切斷層疊在脆性材料基板上之樹脂膜。
若使上述切刀之刀尖硬度低於脆性材料基板並且高於樹脂膜，則可完美地切斷樹脂膜，並且使脆性材料基板之表面完全不受損。
若使用去除在外周上形成刀尖之圓盤之一部分而形成有垂直於刀尖脊線之平面之形狀的切刀作為上述切刀，則可使切刀之刀尖碎裂受到抑制，並且耐久性亦得到提高。另 外，若在自上述平面朝半徑方向之內部形成與上述平面平行之第2平面，則可減小使切刀相對移動時之阻力，從而可滑順地進行相對移動。
以下，根據圖式進一步詳細說明本發明之切斷方法及切斷裝置以及其使用之切刀，但本發明絲毫不受該等實施形態所限定。
圖1及圖2表示本發明之切斷裝置之一實施形態。圖1係切斷裝置之正視圖，圖2係側視圖。圖1之切斷裝置S包括設於架台61上之朝圖式之Y方向移動自如之滑台62、以及設於滑台62上之旋轉機構63。並且，在上述旋轉機構63上設有旋轉台64，於其上載置並固定有表面層疊有樹脂膜4(圖5所圖示)之脆性材料基板3。藉由包括滑台62與旋轉機構63之移動機構，脆性材料基板3在水平面內自如地移動。
滑台62移動自如地安裝在隔開特定距離而平行配置在架台61之上面之一對導軌65a、65b上。並且，在一對導軌65a、65b之間，藉由馬達68而與導軌65a、65b平行地正反旋轉自如地設置有滾珠螺桿66。另外，在滑台62之底面設有滾珠螺母67。該滾珠螺母67旋接在滾珠螺桿66上。藉由滾珠螺桿66正轉或者反轉，滾珠螺母67朝Y方向移動，藉此安裝有滾珠螺母67之滑台62在導軌65a、65b上朝Y方向移動。
在滑台62上設有旋轉機構63。並且，在該旋轉機構63上設有旋轉台64。表面層疊有樹脂膜之脆性材料基板3藉由真空吸附而固定在旋轉台64上。旋轉機構63使旋轉台64圍繞著垂直方向之中心軸而旋轉。
如圖2所示，在旋轉台64之上方，朝X方向水平地設有軌道51。膜切刀固定器頭5沿著該軌道51藉由切刀軸馬達52而朝圖式之X方向作往返移動。如圖3所示，在上述膜切刀固定器頭5之下部設有切刀固定器2。並且，在切刀固定器2上可更換地安裝有切刀1a。
切刀1a呈在外周上形成有刀尖之圓盤狀，將其上部與下部加以去除，從而含有垂直於刀尖脊線11並且互相平行之上平面13與下平面12。對切刀固定器2安裝切刀1a，係藉由使切刀1a之上平面13抵接在切刀固定器2之內上部之平坦部21上來定位安裝。當然，對切刀固定器2安裝切刀1a並不限定於此，亦可例如如圖4所示，在切刀1b上除了上平面13以外亦形成側平面14，使上述上平面13及側平面14分別抵接在切刀固定器2之內上部及內側部之平坦部21、22來定位切刀1b。在此，重要的是使切刀1b之下平面12與脆性材料基板3之表面大致平行地對向。
另一方面，切刀固定器2係自膜切刀固定器頭5朝旋轉台64之方向出入自如地安裝。藉由調整切刀固定器2之自膜切刀固定器頭5算起之突出量，來調整切刀1a對層疊在脆性材料基板3之表面上之樹脂膜4(在圖5中圖示)之切口深度。在本發明之切斷方法中，以切刀1a之下平面12與脆性材料基板3之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向之方式，使切刀1a切入至樹脂膜4(圖5所圖示)。因此，切刀固定器2之自膜切刀固定器頭5算起之突出量係結合樹脂膜4(在圖5中圖示)之厚度而的情確定。
另外，如圖2所示，在旋轉台64之上方設有識別預先刻印在脆性材料基板3上之對準標記之一對CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)相機7a、7b。藉由該等CCD相機7a、7b，來檢測脆性材料基板3之設置時之位置偏移。例如當自旋轉台64之中心點起順時針方向設為+(正)，逆時針方向設為-(負)時，於脆性材料基板3偏移角度+θ之情形時，旋轉台64僅旋轉-θ。又，例如於在旋轉台64上脆性材料基板3朝圖中之Y方向偏離距離+Y之情形時，滑台62僅移動-Y。
當利用此種構成之切斷裝置來切斷層疊在脆性材料基板3上之樹脂膜4時，首先，將脆性材料基板3載置在旋轉台64上並且利用抽吸機構加以固定。繼而，利用CCD相機7a、7b，拍攝設在脆性材料基板3上之對準標記，並如上所述，根據攝像數據，將脆性材料基板3定位在特定位置上。
繼而，根據層疊在脆性材料基板3上之樹脂膜4之厚度，確定切刀固定器2之自膜切刀固定器頭5算起之突出量。即，藉由使切刀固定器2自膜切刀固定器頭5突出，而例如如圖5所示，使切刀1a切入至樹脂膜4，使切刀1a之下平面12與脆性材料基板3之表面相接觸。藉由在該狀態下使膜切刀固定器頭5及旋轉台64同時或交替地移動及旋轉，而可在不使脆性材料基板3之表面受損，並且不使切刀刀頭碎裂之條件下，將層疊在脆性材料基板3上之樹脂膜4切斷成所期望之形狀。為了有效地獲得本發明之效果，推薦使切刀1a之下平面12與脆性材料基板3之表面相接觸，但亦可在不妨礙本發明之效果之範圍內，使切刀1a之下平面12與脆性材料基板3之表面隔開微小間隙。
利用先前之膜切刀，無法在不損傷脆性材料基板3之條件下切出貫穿樹脂膜4之切口，因此必需在脆性材料基板3側稍許殘留有無切口之樹脂膜4之層之狀態下，對脆性材料基板3實施斷裂步驟，進而使無切口之樹脂4之層以沿著脆性材料基板3之垂直裂痕撕裂之方式而分離。但是，當使用切刀1a時，則可在不使脆性材料基板3受損之條件下切出貫穿樹脂膜4之切口，因此僅藉由對脆性材料基板3之表面轉動劃線輪或者照射雷射光而形成垂直裂痕後，使用切刀1a在樹脂膜4上切出切口，在斷裂步驟中沿著上述垂直裂痕而分割脆性材料基板3，即可獲得所期望大小之膜層疊基板。因此，可獲得分割面之品質良好之膜層疊基板。
作為本發明中所使用之切刀1a之形狀，只要係如上所述含有垂直於刀尖脊線11之平面12之形狀，即無特別限定。圖3所示之切刀1a具有下平面12與上平面13及成為刀尖之一對脊線11，並且藉由使切刀1a之上平面13抵接在切刀固定器2之內上部之平坦部21來定位安裝。當一方之脊線11之一部分(與樹脂膜4相接觸之部分)或下平面12已磨損或損傷時，可藉由變換切刀1a之上下及左右之方向，而如圖5所示，將切刀1a之圖中四處脊線11a、11b、11c、11d之各部位分別用作刀尖。
圖4所示之切刀1b具有下平面12與上平面13、側平面14以及成為刀尖之脊線11，並且藉由使切刀1b之上平面13及側平面14分別抵接在切刀固定器2之內上部之平坦部21及內側部之平坦部22來定位安裝。當一方之脊線11之一部分(與樹脂膜4相接觸之部分)或下平面12已磨損或損傷時，可藉由變換切刀1b之上下方向，而將切刀1b之脊線11之另一方端部用作刀尖。
關於切刀1a之材質並無特別限定，但自不使脆性材料基板3之表面受損，並且滑順而完美地切斷樹脂膜4之角度觀之，理想的是其硬度低於脆性材料基板3並且高於樹脂膜4。例如，若脆性材料基板3係玻璃基板，則其維氏硬度為5000N/mm2 左右。另外，若樹脂膜4係聚碳酸酯樹脂膜或聚對苯二甲酸乙二酯樹脂膜，則該等樹脂膜之大部分之維氏硬度均小於500N/mm2 。因此，當切斷層疊在玻璃基板上之上述樹脂膜時，使用維氏硬度為500N/mm2 以上且小於5000N/mm2 之切刀即可。
作為具有此種維氏硬度之切刀原材料，例如可舉出超硬合金(1500N/mm2 ~2000N/mm2 )或硬質鉻(700N/mm2 ~2500N/mm2 )、淬硬鋼(500N/mm2 ~1000N/mm2 )、SUS 304(3200N/mm2 )、SKH(790N/mm2 ~820N/mm2 )、陶瓷(1000N/mm2 )等。
圖6表示可在本發明中使用之切刀之另一實施形態。圖6之切刀1b係在自圖3所示之切刀1a之下平面12朝半徑方向僅相隔距離d之內部形成有與下平面12平行之第2下平面15之切刀。上述距離d形成為大於樹脂膜4之厚度。藉由形成此種第2下平面15，可如圖7所示，減小陷入至樹脂膜4之切刀1b之體積，從而可減小切斷樹脂膜4時切刀1b之相對移動阻力。
作為可利用本發明之方法來切斷之樹脂膜4，並無特別限定，先前眾所周知之樹脂膜均可切斷。例如可舉出將聚對苯二甲酸乙二酯(PET，Polyethylene terephthalate)、三醋酸纖維素(TAC，Triacetate cellulose)等之醋酸纖維素系樹脂、丙烯酸系樹脂、四氟乙烯/六氟丙烯系共聚物之類的氟系樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯等之聚酯系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚碸系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚烯烴樹脂或聚醯胺系樹脂等之樹脂加工成形為膜狀之樹脂膜。樹脂膜4亦可在脆性材料基板3之表面層疊兩片以上，此時該等樹脂膜4既可相同亦可不同。對一片樹脂膜4之厚度並無特別限定，但通常係在500μm以下之範圍內。
在本發明中，作為層疊樹脂膜4之脆性材料基板3，可舉出先前眾所周知之脆性材料基板。例如可舉出玻璃、陶瓷、矽、藍寶石等之脆性材料基板。根據本發明之切斷方法，即使係比較柔軟之材質之脆性材料基板，亦可確實地在不使基板受損之條件下，切斷層疊在其表面之樹脂膜4。
本發明之樹脂膜之切斷方法可適合用於例如層疊在液晶面板之玻璃基板上之樹脂膜之切斷等。具體而言，可適合用於在玻璃基板上層疊有偏光板之物體等之切斷。作為偏光板，通常係使用在偏光元件之兩面黏合有支撐膜者。作為偏光元件，例如可舉出：使二色性染料或碘吸附定向在聚乙烯醇系樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯/乙酸乙烯酯(EVA，Ethylene Vinyl Acetate)樹脂、聚醯胺樹脂、聚酯樹脂等之偏光元件基板上者；在分子定向之聚乙烯醇膜中含有聚乙烯醇之二色性脫水生成物(聚乙烯)之經定向之分子鏈之聚乙烯醇/聚乙烯共聚物等。對偏光元件之厚度並無特別限定，但通常為了偏光板之薄型化等而設為50μm以下之範圍。另一方面，作為支撐、保護偏光元件之支撐膜，例如可舉出TAC膜或降烯系膜等。對支撐膜之厚度並無特別限定，但通常設為300μm以下之範圍。
[產業上之可利用性]
利用本發明之切斷方法，可在脆性材料基板之表面不會受損或者切刀之刀尖不會碎裂之條件下，使用切刀完美地切斷層疊在脆性材料基板上之樹脂膜，故而有用。
1a、1b、1c、1'．．．切刀
2．．．切刀固定器
3．．．脆性材料基板
4．．．樹脂膜
5．．．膜切刀固定器頭
7a、7b．．．CCD相機
11、11a、11b、11c、11d．．．脊線
12．．．下平面
13．．．上平面
14．．．側平面
15．．．第2下平面
21、22．．．平坦部
51．．．軌道
52、68．．．馬達
61．．．架台
62．．．滑台
63．．．旋轉機構
64．．．旋轉台
65a、65b．．．導軌
66．．．滾珠螺桿
67．．．滾珠螺母
d．．．距離
S．．．切斷裝置
圖1係表示本發明之切斷裝置之一例之正視圖。
圖2係圖1之切斷裝置之側視圖。
圖3係圖1之切斷裝置之切刀固定器之放大圖。
圖4係表示本發明之切刀之另一例之正視圖。
圖5係表示圖3所示之切刀之樹脂膜之切斷狀態之概略圖。
圖6係表示本發明之切刀之另一例之正視圖。
圖7係表示圖6所示之切刀之樹脂膜之切斷狀態之概略圖。
圖8係先前之切斷裝置之概略圖。
1a．．．切刀
3．．．脆性材料基板
4．．．樹脂膜
11、11a、11b、11c、11d．．．脊線
12．．．下平面
13．．．上平面

Claims (4)

  1. 一種切斷方法，其特徵在於：其係使用切刀切斷層疊在脆性材料基板之一方面側上之一片或兩片以上之樹脂膜者，使用具有從上述樹脂膜的切斷方向觀之時垂直於刀尖脊線之平面的切刀作為上述切刀，使上述切刀之平面與上述脆性材料基板之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向，使上述切刀相對於上述脆性材料基板相對移動來切斷上述樹脂膜；使用去除在外周上形成刀尖之圓盤之一部分而形成有垂直於刀尖脊線之平面的形狀的切刀作為上述切刀；且上述切刀係在自上述平面朝半徑方向之內部，形成有與上述平面平行之第2平面。
  2. 如請求項1之切斷方法，其中上述切刀之刀尖硬度低於上述脆性材料基板，並且高於上述樹脂膜。
  3. 一種切斷裝置，其特徵在於：其係使用切刀切斷層疊在脆性材料基板之一方面側上之一片或兩片以上之樹脂膜者；其包括：切刀，其包含從上述樹脂膜的切斷方向觀之時垂直於刀尖脊線之平面；移動機構，其使上述切刀相對於上述脆性材料基板相對移動；以及高度調整機構，其調整上述切刀之平面與上述脆性材料基板之表面之間的距離，以使上述切刀之平面與上述 脆性材料基板之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向；且使上述切刀相對於上述脆性材料基板相對移動來切斷上述樹脂膜；使用去除在外周上形成刀尖之圓盤之一部分而形成有垂直於刀尖脊線之平面的形狀的切刀作為上述切刀；且上述切刀係在自上述平面朝半徑方向之內部，形成有與上述平面平行之第2平面。
  4. 一種切刀，其特徵在於：其係切斷層疊在脆性材料基板之一方面側上之一片或兩片以上之樹脂膜者，且具有與上述脆性材料基板之表面相接觸或者隔開微小間隙而大致平行地對向且從上述樹脂膜的切斷方向觀之時垂直於刀尖脊線之平面；上述切刀係去除在外周上形成刀尖之圓盤之一部分而形成有垂直於刀尖脊線之平面的形狀；且在自上述平面朝半徑方向之內部，形成有與上述平面平行之第2平面。
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