(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超硬合金または焼結ダイヤモンドからなるディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成された脆性材料基板スクライブ用のカッターホイールであって、
ホイール外径が１〜３ｍｍであり、
前記稜線部に少なくとも１つの切り欠きが刻設され、
前記切り欠きの深さが１〜３μｍであり、
前記切り欠きが前記稜線部の全周に２４０〜３２４５μｍのピッチで形成され、前記切り欠きがＶ字状の切り欠きであり、前記切欠きの内角が３０〜１２０°の範囲で形成されていることを特徴とするカッターホイール。
【請求項２】
前記Ｖ字形の稜線部が半径方向外方で収束する２つの斜面からなり、前記２つの斜面が収束して形成される円周稜線は微細な凹凸を有し、前記凹凸の中心線平均粗さＲａが０．４０μｍを超えることを特徴とする請求項１に記載のカッターホイール。
【請求項３】
前記切り欠きは、前記稜線部の全周にピッチおよび／または深さがランダムに複数形成されてなる請求項１に記載のカッターホイール。
【請求項４】
前記カッターホイールの稜線部より硬い材料で形成され、かつ、少なくとも１つの突条が形成された切り欠き刻設用工具の突条部分に対して、前記カッターホイールを当接させ、加圧しながら転動させることにより前記切り欠きが刻設されてなることを特徴とする請求項１に記載のカッターホイール。
【請求項５】
前記突条の稜線部が３０〜１２０°の範囲で形成されている請求項４に記載のカッターホイール。
【請求項６】
柄の先に設けたホルダに、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のカッターホイールを回転自在に軸着してなる手動スクライブ工具。
【請求項７】
テーブルに載置した脆性材料基板に対して、カッターヘッドが相対的に少なくとも一方向に移動する機構を備えた自動スクライブ装置において、前記カッターヘッドに請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のカッターホイールを具備したことを特徴とする自動スクライブ装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のカッターホイールを用いることを特徴とする脆性材料基板のスクライブ方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のカッターホイールを用いて内切りすることを特徴とする脆性材料基板のスクライブ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成された、脆性材料基板スクライブ用のカッターホイールと、手動スクライブ工具、スクライブ装置およびスクライブ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面表示機器（以下、ＦＰＤと称する）に用いられるパネルは、通常、マザー基板を所定寸法のガラス基板（単位基板）に割断して形成される。マザー基板の割断は、具体的には、１枚のマザー基板の表面にスクライブラインを形成し、次いで形成されたスクライブラインに沿って前記基板をブレイクする。
特許文献１には、カッターホイールを用いてガラス基板を割断する技術が開示されている。
【０００３】
図１３は、脆性材料基板のスクライブの工程に使用される公知のスクライブ装置の正面図である。
図１３を用いてスクライブ方法を説明する。なお、この図において左右方向をＸ方向、紙面に直交する方向をＹ方向として以下に説明する。
【０００４】
図１３に示すように、スクライブ装置１００は、載置されたガラス基板Ｇを真空吸着手段によって固定する水平回転可能なテーブル１５０と、テーブル１５０をＹ方向に移動可能に支持する互いに平行な一対の案内レール１２１，１２１と、案内レール１２１，１２１に沿ってテーブル１５０を移動させるボールネジ１２２と、Ｘ方向に沿ってテーブル１５０の上方に架設されたガイドバー１２３と、ガイドバー１２３にＸ方向に摺動可能に設けられ、後述するカッターホイール１２０に刃先荷重を付与するスクライブヘッド１３０と、スクライブヘッド１３０を摺動させるモータ１２４と、スクライブヘッド１３０の下端に昇降可能かつ首振り自在に設けられたチップホルダ１４０と、チップホルダ１４０の下端に回転可能に装着されたカッターホイール１２０と、ガイドバー１２３の上方に設置されテーブル１５０上のガラス基板Ｇに形成されたアライメントマークを認識する一対のＣＣＤカメラ１２５，１２５とを備えたものである。
【０００５】
図１４は、マザー基板を単位基板に割断する工程の一例を説明する図である。
図１４に基づいて、ガラス基板Ｇの割断方法を説明する。
【０００６】
（１）まず、図１４（ａ）に示すように、ガラス基板Ｇをスクライブ装置のスクライブテーブル上に載置し、ガラス基板の上面（Ａ面）に対して、カッターホイール１２０を用いてスクライブを行いスクライブラインＳａを形成する。スクライブラインＳａによって形成される垂直クラックは、通常、ガラス基板Ｇの板厚の１０〜１５％の深さで形成される。
（２）次に、前記ガラス基板Ｇの上下を反転させて前記ガラス基板Ｇをブレイク装置に搬送する。そして、図１４（ｂ）に示すように、このブレイク装置で、マット４上に載置されたガラス基板Ｇの上面（Ｂ面）に対して、ブレイクバー３をスクライブラインＳａに対向するラインに沿って押し付ける。これにより、ガラス基板Ｇの下側のＡ面は、スクライブラインＳａから上方に向かってクラックが伸長し、ガラス基板ＧはスクライブラインＳａに沿ってブレイクされる。
【０００７】
上記の（１）〜（２）の各工程をガラス基板Ｇの種類によって１回または複数回繰り返すことにより、ガラス基板Ｇは単位基板に割断される。
すなわち、ガラス基板Ｇが単板の場合は、上記した各１回のスクライブとブレイクによって単位基板に割断されるが、ガラス基板Ｇが液晶表示パネルを構成する場合は、割断されるガラス基板は貼り合わせガラス基板であり、上記のブレイクの後に、再度、（１）および（２）の工程を行うことによって単位基板に割断される。
【０００８】
液晶表示パネルは、例えば、ＴＦＴ液晶表示パネルの製造において、ＴＦＴ基板とカラーフィルタを貼り合わせ、各２回のスクライブとブレイクによって単位基板に割断された後、貼り合わされたＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のギャップに液晶が注入される。
近年、表示画面サイズの大型化と液晶基板の需要の拡大に伴って、マザー基板は大型化している。したがって、上記のように、スクライブ後に前記ガラス基板Ｇの上下を反転させて前記ガラス基板Ｇをブレイク装置に搬送するのが困難になってきた。
さらに、第５世代以降のマザー基板（例えば、１１００×１２５０ｍｍ）は、液晶が滴下注入された後、各２回のスクライブとブレイクによって単位基板に割断されるようになった。そのため、液晶が滴下注入された後、ブレイクのために前記ガラス基板Ｇを、例えば、真空吸着手段等を用いて上下に反転させると、２枚の基板の間隔が部分的に拡がり、基板間のギャップにムラを生じるという問題が発生した。
【０００９】
特許文献２の脆性材料基板スクライブ用のカッターホイール１０は、図１８および図１９に示したように、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部１１が刃先として形成され、さらに前記稜線部に細かいピッチで突起１０ａが複数形成されている。
カッターホイール１０を用いて、スクライブラインを形成する際、突起１０ａによってガラス基板の表面に垂直クラックの形成のためのスクライブ圧が加えられ、ガラス基板の表面から垂直方向に板厚の８０％以上に達する深い垂直クラックを伸展せしめ、ブレイク工程を省略した割断が可能になった。
【００１０】
このように、特許文献２のカッターホイール１０は、ガラス基板に対する高い浸透力をもち、ブレイク工程を設けなくてもスクライブ後のガラス基板はほぼ割断された状態になるので、その後のブレイク工程を行うためにガラス基板を上下に反転させる工程を省略することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開昭５９−８６３２号公報
【特許文献２】特許第３０７４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記したように、液晶表示パネル等に使用されるマザー基板は近年、大型化され、それによって、大型化したマザー基板は、重量および撓み量がその厚さに対して相対的に増加するため、移動や反転等を含む搬送が困難になっている。
そこで、マザー基板の素材となる素板ガラスを製造する素材メーカーでは、マザー基板の上記の問題を解決するために、ガラスの材質や表面処理等における改良が行われ、軽量で撓みの少ないマザー基板が開発されている。このように改良されたガラス（以下、便宜的に「改良された大型ガラス」と称する）は、搬送等における取り扱いの容易性が改善された反面、刃先の掛かりが悪いという欠点を有する。
【００１３】
一方、上記した従来のスクライブ装置１００（図１３）においては、ガラス基板にスクライブラインを形成する際、例えば図１５に示すように、カッターホイール１２０をガラス基板Ｇの端より少し外側のポイントにおいて、カッターホイール１２０の最下端がガラス基板Ｇの上面よりもわずかに下方になるように降下させ、カッターホイール１２０に所定のスクライブ圧をかけた状態で水平移動させることにより、ガラス基板Ｇの端面からスクライブを開始する。このようなスクライブの方法を「外切り」という。
上記した外切りの場合は、カッターホイール１２０がガラス基板Ｇに乗り上げる際にガラス基板Ｇの端面に衝突するため、ガラス基板Ｇの端面が欠けたり、カッターホイール１２０が損傷するおそれがある。
【００１４】
そこで、図１６に示すように、カッターホイール１２０をまず、ガラス基板Ｇの上方においてガラス基板Ｇの端より少し内側のポイントに移動させ、次いで、カッターホイール１２０を降下させ、ガラス基板Ｇに当接させたカッターホイール１２０に所定のスクライブ圧をかけた状態でガラス基板Ｇ上を図中右方へ水平移動させることによりスクライブを開始する方法がとられる。このようなスクライブの方法を「内切り」という。
【００１５】
しかし、内切りでスクライブを開始しようとすると、カッターホイール１２０がガラス基板Ｇの表面で滑り、ガラス基板Ｇの表面から内部に刃先が食い込まないという現象が生じる。このような現象が生じたとき、「刃先の掛かりが悪い」と称される。上記の現象は、改良された大型ガラスのスクライブ動作で顕著となるため、良好な掛かりが得られる刃先の開発が求められている。
【００１６】
この発明はこのような新しいニーズに鑑みてなされたものであり、脆性材料基板を割断するに際し、脆性材料基板の表面において良好な掛かりが得られる脆性材料基板スクライブ用のカッターホイールと、手動スクライブ工具、スクライブ装置およびスクライブ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願発明者らは、カッターホイールの刃先に形成される切り欠きの形状、個数等について鋭意研究の結果、基板表面への良好な掛かりが得られかつ生産性の高い脆性材料基板スクライブ用のカッターホイールと、手動スクライブ工具、スクライブ装置およびスクライブ方法を完成させるに到った。
【００１８】
すなわち、この発明によれば、超硬合金または焼結ダイヤモンドからなるディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成された脆性材料基板スクライブ用のカッターホイールであって、ホイール外径が１．０〜３．０ｍｍであり、前記稜線部に少なくとも１つの切り欠きが刻設され、前記切り欠きの深さが１〜５μｍであり、前記切り欠きが前記稜線部の全周に２４０〜３２４５μｍのピッチで形成され、前記切り欠きがＶ字状の切り欠きであり、前記切欠きの内角が３０〜１２０°の範囲で形成されていることを特徴とするカッターホイールが提供される。
【００１９】
この発明の別の観点によれば、前記発明において、切り欠きが、前記カッターホイールの稜線部より硬い材料で形成され、かつ、少なくとも１つの突条が形成された切り欠き刻設用工具の突条部分に対して、前記カッターホイールを当接させ、加圧しながら転動させることにより刻設されるカッターホイールが提供される。
【００２０】
これらの発明における切り欠きとは、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成されている場合に、この刃先に対して部分的に、概ね稜線部に直交するかあるいは稜線部に対して斜めに交わる方向に刻設された溝状の凹部をさす。切り欠きは、稜線方向において少なくともその一端部に角部を有する。
【００２１】
これらの発明では、カッターホイールが脆性材料基板上を転動するとき、稜線部に形成された切り欠きの前記角部が脆性材料基板に食い込んで刃先の掛かりが生じ、それによってスクライブの起点を作ることができる。
【００２２】
このような観点から、これらの発明における切り欠きのピッチとは、刃先の稜線方向における切り欠きの角部が脆性材料基板に食い込んで脆性材料基板に形成されるスクライブの起点の間隔を反映するものと定義される。したがって、これらの発明には、ホイールの円周部に切り欠きが１つの形成されたカッターホイールあるいは２つ以上形成されたカッターホイールが含まれる。
なお、これらの発明の切り欠きは、刃先の稜線に人為的に形成されたものであって、例えば、刃こぼれ等のような損傷や経時的な劣化によって偶然に生成されたものを含まない。
また、これらの発明には、柄の先に設けたホルダに、本発明の脆性材料基板スクライブ用カッターホイールを回転自在に軸着してなる手動スクライブ工具が含まれる。
さらに、テーブルに載置した脆性材料基板に対して、カッターヘッドが相対的に少なくとも一方向（例えば、少なくともＸ方向、Ｙ方向のいずれかの方向）に移動する機構の自動スクライブ装置において、前記カッターヘッドに本発明の脆性材料基板のスクライブ用カッターホイールを具備した自動スクライブ装置が含まれる。なお、この発明において、カッターヘッドとは、カッターホイールと、カッターホイールを基板上で転動可能に軸支するチップホルダとからなる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の脆性材料基板のスクライブ用のカッターホイールでは、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成され、前記稜線部に少なくとも１つの切り欠きが刻設され、前記切り欠きが前記稜線部の全周に１００μｍを超えるピッチ、好ましくは２００μｍを超えるピッチで形成されてなる。これにより、脆性材料基板の表面において良好な掛かりが得られる。
なお、良好な掛かりを得るために、切り欠きは、前記稜線部の全周に３μｍ以上の深さで形成されれば、さらによい。なお、５μｍ以下の深さで形成されれば十分である。
【００２４】
この発明の脆性材料基板のスクライブ用のカッターホイールでは、前記Ｖ字形の稜線部が半径方向外方で収束する２つの斜面からなり、前記２つの斜面が収束して形成される円周稜線は微細な凹凸を有し、前記凹凸の中心線平均粗さＲａは０．４０μｍを越える。
なお、この発明における「中心線平均粗さＲａ」とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で規定された工業製品の表面粗さを表すパラメータの１つであり、対象物の表面からランダムに抜き取った算術平均値である。
【００２５】
切り欠きが前記稜線部の全周にピッチおよび／または深さがランダムに複数形成されておれば、切り欠きの刻設の際の加工精度管理がほぼ不要になり、かつ良好な刃先の掛かりが得られる。
【００２６】
また、この発明の脆性材料基板のスクライブ用のカッターホイールでは、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成されたカッターホイールに対し、前記稜線部に少なくとも１つの切り欠きを刻設するに際し、前記カッターホイールの稜線部より硬い材料からなり、少なくとも１つの突条が形成された切り欠き刻設用工具の上で、前記カッターホイールを前記突条に当接させ、加圧しながら転動させる。これによれば切り欠きの刻設に要する設備が簡略化され、かつ作業時間も従来に比べて格段に短縮される。また、このような刻設作業は経験差や個人差を伴わないので、生産性は向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施の一形態によるカッターホイールをその回転軸に直交する方向から見た正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のカッターホイールの切り欠きを刻設する装置の正面図である。
【図４】図３の刻設装置に固定される切り欠き刻設用工具の平面図である。
【図５】図４の正面図である。
【図６】切り欠きを刻設する前のカッターホイール（図中左側）と、切り欠きが刻設されたカッターホイール（図中右側）を示すカッターホイールの正面図である。
【図７】実験１でのカッターホイールのガラス基板に対する掛かりの具合を評価した表である。
【図８】実験２でのカッターホイールのガラス基板に対する掛かりの具合を評価した表である。
【図９】実験３でのカッターホイールのガラス基板に対する掛かりの具合を評価した表である。
【図１０】この発明の他の実施の形態によるカッターホイールをその回転軸に沿う方向から見た正面図である。
【図１１】この発明のさらに他の実施の形態によるカッターホイールをその回転軸に沿う方向から見た正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態による手動スクライブ工具の正面図である。
【図１３】スクライブ作業に使用される公知のスクライブ装置の正面図である。
【図１４】従来から行われているマザー基板を単位基板に割断する工程の一例を説明する図である。
【図１５】カッターホイールを用いて外切りのスクライブを行う公知の方法を説明する図である。
【図１６】カッターホイールを用いて内切りのスクライブを行う公知の方法を説明する図である。
【図１７】カッターホイールの円周に切り欠きを形成する従来の方法を説明する図である。
【図１８】従来のカッターホイールの一例をその回転軸に直交する方向から見た正面図である。
【図１９】図１８の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、本発明の脆性材料基板としては、形態、材質、用途および大きさについて特に限定されるものではなく、単板からなる基板または２枚以上の単板を貼り合わせた貼り合わせ基板であってもよく、これらの表面または内部に薄膜あるいは半導体材料を付着させたり、含ませたりされたものであってもよい。
【００２９】
本発明の脆性材料基板の材質としては、ガラス、セラミックス、シリコン、サファイヤ等が挙げられ、その用途としては液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネルが挙げられる。また、ＬＣＯＳと呼ばれるプロジェクター用基板の内の反射型の基板の場合は、石英基板と半導体ウェハーとが貼り合わせられた一対の脆性基板が用いられるが、このような脆性材料基板も含まれる。
【００３０】
以下の実施の形態では、この発明のカッターホイールの形状に関わる例を示すが、この発明のカッターホイールはこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００３１】
図１および図２を用いて、この発明のカッターホイール２０の実施の形態を説明する。
図１は、カッターホイール２０の回転軸に直交する方向から見た正面図であり、図２は、図１の側面図である。
なお、カッターホイール２０は、図１３を用いて説明した従来のスクライブ装置１００のチップホルダ１４０に装着可能なカッターホイールである。
図１に示すように、カッターホイール２０は、ホイール外径Ｄ、ホイール厚さＴのディスク状を呈し、ホイールの外周部に刃先角Ｖの刃先２が形成されている。
【００３２】
さらに、図１および図２に示すように、カッターホイール２０は、刃先２が形成された稜線部２０ａに凹凸が形成されている。すなわち、この例では、図２の部分拡大図に示すように、Ｕ字状またはＶ字状の切り欠き２０ｂが形成されている。切り欠き２０ｂは、平坦な稜線部２０ａから深さｈに、ピッチＰごとに切り欠くことにより形成されている。隣り合う切り欠き２０ｂどうしの間には、切り欠き２０ｂの円周方向における長さよりも長い稜線部２０ａが残される。
Ｖ字形の稜線部２０ａは半径方向外方で収束する２つの斜面からなり、前記２つの斜面が収束して形成される稜線部２０ａの外周縁部は微細な凹凸を有し、前記凹凸の中心線平均粗さＲａは０．４０μｍを超える。
【００３３】
図３から図６を用いて、この発明のカッターホイール２０の切り欠き２０ｂを刻設する装置および刻設の方法の実施の形態を説明する。
図３は、カッターホイール２０の切り欠き２０ｂを刻設する装置の正面図である。
図３に示すように、刻設装置３０は、切り欠き刻設用工具３１と、切り欠き刻設用工具３１を固定するベース３２と、ベース３２の上方に架設されたガイドバー３３と、ガイドバー３３に沿って図中Ｘ方向に移動させるモータを備え、後述するカッターホイール１２０に刻設荷重を付与する刻設ヘッド３４と、刻設ヘッド３４の下端に昇降可能に設けられ、カッターホイール１２０が着脱可能に取り付けられるチップホルダ３５とから構成される。
刻設ヘッド３４には、カッターホイール１２０に付与する刻設荷重およびＸ方向における移動距離等を設定するための図示しないコントローラが接続されている。
【００３４】
図４は、刻設装置３０に固定される切り欠き刻設用工具３１の平面図であり、図５は図４の正面図である。
図４および図５に示すように、切り欠き刻設用工具３１は、切り欠き２０ｂを刻設しようとするカッターホイール１２０の刃先よりも硬い材質からなる複数の突条３２を中央部に有する板状部材である。切り欠き刻設用工具３１は、例えば平坦な表面を有するＰＣＤ（Poly Crystalline Diamond）板状部材をワイヤー放電でその表面を条刻し、図５に示すように、所定の角度の稜線部を所定の間隔で有する互いに平行な複数の突条３２を形成する。突条３２の稜線部は、３０〜１２０°の範囲で形成される。
【００３５】
図３の刻設装置３０を用いて、カッターホイール１２０に切り欠き２０ｂを刻設する方法の実施の形態を説明する。
図６は、切り欠き２０ｂが刻設されていないカッターホイール１２０（図中左側）と、切り欠き２０ｂが刻設されたカッターホイール２０（図中右側）とを示すカッターホイールの正面図である。
なお、カッターホイール１２０の材質としては、超硬合金が例示される。
【００３６】
まず、図６の左側のカッターホイール１２０を図３の刻設装置３０のチップホルダ３５に装着する。
次いで、刻設ヘッド３４のコントローラにおいて、カッターホイール１２０に付与する刻設荷重およびＸ方向におけるチップホルダ３５の移動距離を設定する。チップホルダ３５の移動距離は、例えばカッターホイール１２０の全周長さである。
【００３７】
次いで、チップホルダ３５を下降させ、カッターホイール１２０を一端部の突条３２に当接させ、設定された刻設荷重で加圧しながら転動させる。チップホルダ３５が設定された移動距離を転動すると、チップホルダ３５を上昇させる。
これにより、カッターホイール１２０の稜線部２０ａの全周に、突条３２の間隔に対応する間隔で切り欠き２０ｂが形成され、チップホルダ３５から取り外してカッターホイール２０を得る。
【００３８】
上記したように、刻設装置３０を用いてカッターホイール１２０を転動させながら稜線部２０ａの全周に切り欠き２０ｂを刻設する場合、カッターホイール２０を短時間で量産できるので、設備は簡略化され、また、刻設作業は経験差や個人差を伴わないので、生産性は格段に向上する。
【００３９】
なお、図１７は、カッターホイールに切り欠きを刻設するために従来から用いられている装置の一例を説明する図である。
【００４０】
図１７に示すように、研削装置１４０は、モータＭの回転軸に支持されたディスク状砥石Ｚに対して、そのグラインダ面に直交してカッターホイール１２０の稜線部２０ａに当接させ、それによって、稜線部に１つの溝２０ｂを切り欠く。その後、カッターホイール１２０を図中下方に退避させ、次いで、カッターホイール１２０をピッチＰに相当する回転角だけ回転させた後、再び稜線部２０ａに１つの溝２０ｂを切り欠く。
このようにカッターホイール１２０の稜線部２０ａに切り欠き２０ｂを形成することにより、カッターホイール２０が得られる。
なお、以下における説明の便宜上、図３の刻設装置３０を用いて稜線部に切り欠きを刻設する方法を転動方式と称し、図１７の研削装置１４０を用いて稜線部２０ａに切り欠きを刻設する方法を研削方式と称する。
【００４１】
ガラス基板等の表面において良好な掛かりを得るためには、カッターホイール２０が少なくとも１つの切り欠き２０ｂを必要とする。切り欠き２０ｂは、稜線部の全周に少なくとも２００μｍを超えるピッチで形成されるのが好ましい。切り欠き２０ｂの深さは５μｍ以下で刻設されるのが好ましい。カッターホイール２０のホイール外径は特に制限はないが、ガラス基板の厚さに応じてホイール外径は、１．０〜５０ｍｍであり、特に好ましくは２．０〜３０ｍｍである。
なお、カッターホイール２０の稜線部の全周に形成される切り欠き２０ｂの個数を分割数ｎ、隣接する切り欠き２０ｂ間の距離をピッチＰ、カッターホイール２０の外径をＤとするとき、Ｐ／Ｄは、以下の式で表される。
すなわち、
π／ｎ（ｍａｘ）＜Ｐ／Ｄ＜π／ｎ（ｍｉｎ）・・・・・式１
【００４２】
ｎ（ｍｉｎ）＝１より、上記の式１は以下のように表示される。
π／ｎ（ｍａｘ）＜Ｐ／Ｄ＜π・・・・・式２
【００４３】
図７〜図９に基づいて、この発明に係るカッターホイールの分断特性を評価するために行った実験とその結果を説明する。
【００４４】
〔実験１〕
実験１では、カッターホイール２０の切り欠き２０ｂのピッチを１００μｍずつ変更し、前記した改良された大型ガラスを対象として内切りする際の刃先の掛かり具合（滑りにくさ）について検証した。
【００４５】
実験１の条件を以下に示す。
〔対象ガラス基板〕
対象ガラス基板Ｇ１：無アルカリガラス（厚さ０．７ｍｍのガラス単板）
対象ガラス基板Ｇ２：改良された大型ガラス（厚さ０．６３ｍｍのガラス単板）
〔カッターホイール〕
材質：超硬合金／外径Ｄ：３．０ｍｍ／厚さＴ：０．６５ｍｍ／軸孔径Ｈ：０．８ｍｍ
切り欠きのピッチＰ：１００〜４００μｍ（円周を９４〜２３均等分割）
切り欠きの深さｈ：２〜３μｍ／刃先角度Ｖ：１２０°
切り欠きの刻設方法：切り欠き刻設用工具３１を用いた前記の転動方式
〔スクライブ装置〕
三星ダイヤモンド株式会社製  ＭＳタイプ
〔設定条件〕
ガラス基板切り込み深さ：０．１５ｍｍ
スクライブ速度：８００ｍｍ／ｓ
刃先荷重：０．０６〜０．２０ＭＰａ
【００４６】
カッターホイールを用いてガラス基板のスクライブを行った際の、カッターホイールの刃先２の滑りの有無を対象ガラス基板Ｇ１および対象ガラス基板Ｇ２について、得られた切断領域の測定値から評価した。
【００４７】
なお、この発明における切断領域とは、カッターホイールに対するガラス基板の分断が可能な刃先荷重の領域と定義される。また、刃先荷重はゲージ圧（ＭＰａ）を対応する荷重（Ｋｇｆ）として用いた。
実験１では、切断領域の下限値（ＬＴＨ）を測定するとともに、切断領域の刃先荷重の高荷重側の０．１５ＭＰａおよび０．２０ＭＰａにおけるスクライブラインの良否判定を行った。
【００４８】
試料として用いられたカッターホイールの刃先の特徴を表１に示す。
【００４９】
【表１】
0005506747.tif 000002
【００５０】
図７は、実験１のカッターホイール２０の各対象ガラス基板に対する掛かり具合（滑りにくさ）を評価したものである。すなわち、対象ガラス基板Ｇ１，Ｇ２について、低荷重域と高荷重域の各設定値ごとにカッターホイール２０の刃先の滑りの有無を刃先の種類ごとに検証した結果を示す。
図７から明らかなように、サンプルＡの切り欠きのない刃先（カッターホイール１２０）については、刃先に滑りが生じたのに対して、この発明に係るサンプルＢ〜Ｅの切り欠きを有するカッターホイール２０については、広い切断領域で刃先に滑りが生じないことがわかった。
また、カッターホイール２０の切り欠きのピッチは、１００μｍ以上あればよく、好ましくは２００μｍ以上あれば確実に良好な掛かりが得られることがわかった。
【００５１】
〔実験２〕
実験２では、切り欠きのない刃先を有するカッターホイール１２０と、この発明の切り欠きを有するカッターホイール２０とについて、所定の切断領域で前記した改良された大型ガラスに対して内切りを行い、そのときのスクライブの状況について検証した。
【００５２】
実験２の条件を以下に示す。
〔対象ガラス基板〕
改良された大型ガラス（厚さ０．６３ｍｍのガラス単板）
〔カッターホイール〕
材質：超硬合金および焼結ダイヤモンド
外径Ｄ：３．０ｍｍ／厚さＴ：０．６５ｍｍ／軸孔径Ｈ：０．８ｍｍ
切り欠きのピッチＰ：３００μｍ（円周を３１均等分割）
切り欠きの深さｈ：２〜３μｍ／刃先角度Ｖ：１２０°
切り欠きの刻設方法：切り欠き刻設用工具３１を用いた前記の転動方式
〔スクライブ装置〕
三星ダイヤモンド株式会社製  ＭＳタイプ
〔設定条件〕
ガラス基板切り込み深さ：０．１０ｍｍ
スクライブ速度：８００ｍｍ／ｓ
刃先荷重：０．０３〜０．２０ＭＰａ
【００５３】
図８は、実験２において、材質が超硬合金で切り欠きのない刃先を有するサンプルＦのカッターホイール１２０と、この発明の切り欠き２０ｂを有するカッターホイール２０とについて、所定の切断領域で前記した改良された大型ガラスに対して内切りを行った結果を示す。
なお、サンプルＧは、材質が超硬合金で切り欠き刻設用工具３１を用いた前記の転動方式により切り欠き２０ｂを刻設したものであり、サンプルＨは、材質が焼結ダイヤモンドで従来の研削装置１４０を用いて切り欠き２０ｂを刻設したものである。なお、図８に記載した「切断領域」の「＜ＭＰａ」は、０．２０ＭＰａ以上でも切断が可能であったことを示す。
図８から明らかなように、サンプルＦの切り欠き２０ｂのない刃先（カッターホイール１２０）については、刃先に滑りが生じたのに対して、この発明の切り欠き２０ｂを有するカッターホイール２０については、広い切断領域で刃先２に滑りが生じないことがわかった。
また、カッターホイール２０の切り欠き２０ｂを前記した転動方式で刻設した場合でも、従来の研削装置１４０を用いた研削方式と同様の効果が得られることがわかった。
【００５４】
〔実験３〕
実験３では、カッターホイール２０の切り欠き２０ｂの深さを変えて、所定の切断領域で前記した改良された大型ガラスに対して内切りを行い、そのときのスクライブの状況を検証した。
【００５５】
実験３の条件を以下に示す。
〔対象ガラス基板〕
改良された大型ガラス（厚さ０．６３ｍｍのガラス単板）
〔カッターホイール〕
材質：超硬合金／外径Ｄ：３．０ｍｍ／厚さＴ：０．６５ｍｍ／軸孔径Ｈ：０．８ｍｍ
切り欠きのピッチＰ：４０〜９７４０μｍ（円周を２３０〜１分割）
切り欠きの深さｈ：１，２，３μｍの各深さ／刃先角度Ｖ：１２０°
切り欠きの刻設方法：切り欠き刻設用工具３１を用いた前記の転動方式
〔スクライブ装置〕
三星ダイヤモンド株式会社製  ＭＳタイプ
〔設定条件〕
ガラス基板切り込み深さ：０．１０ｍｍ
スクライブ速度：８００ｍｍ／ｓ
刃先荷重：０．０９〜０．２４ＭＰａ
【００５６】
図９は、実験３において、カッターホイール２０の切り欠き２０ｂの深さを１μｍ、２μｍおよび３μｍにそれぞれ設定して、前記した改良された大型ガラスに対して内切りを行い、得られた切断領域と評価を示す。なお、図９に記載した「切断領域」の「＜ＭＰａ」は、０．２０ＭＰａ以上でも切断が可能であったことを示す。
図９から明らかなように、切り欠きの深さが３μｍになると、ほぼ刃先に滑りが生じにくくなり、広い切断領域で安定した内切りが可能になることがわかった。
【００５７】
実験１〜３の結果から明らかなように、カッターホイール２０の切り欠きのピッチを１００μｍ以上にした場合、良好な掛かりが得られ、切り欠き２０ｂを前記した転動方式で刻設した場合でも、従来の研削方法と同様の効果が得られることがわかった。さらに、カッターホイール２０の切り欠き２０ｂの深さを３μｍにすると、ほぼ刃先に滑りが生じにくくなり、広い切断領域で安定した内切りが可能になることがわかった。さらに図示しないが４μｍ、５μｍまで深くしても刃先に滑りが生じにくくなっており、安定した内切りを行うことができる。要するに５μｍ以下、好ましくは３μｍ以上で安定した内切りが可能であった。
【００５８】
上記の実施の形態から明らかなように、切り欠き２０ｂが前記稜線部の全周に３μ以上５μｍ以下の深さで形成されることにより、良好な掛かりを得ることが可能となり、切り欠きの刻設が容易になる。
また、前記した従来の高浸透タイプのカッターホイール１０に比べて、切り欠きのピッチをより大きくした場合、すなわち、円周における分割数を減らした場合でも、良好な掛かりを得ることが可能となり、切り欠きの刻設が容易になる。
【００５９】
〔他の実施の形態〕
図１０および図１１を用いて、この発明のカッターホイールの他の実施の形態を説明する。
図１０および図１１は、カッターホイールの回転軸に沿う方向から見た本発明のカッターホイールの各側面図である。
【００６０】
図１０に示すように、カッターホイール５０は、切り欠き５０ｂが稜線部５１の全周に１つだけ形成される（すなわち、切り欠き５０ｂのピッチが稜線部５１の全周の長さになる）。カッターホイール５０では、例えば、内切りを行う際、カッターホイール５０が少なくても１回転して移動するわずかな範囲で刃先の掛かりを得ることができる。
【００６１】
図１１に示すように、カッターホイール６０は、切り欠き６０ｂが稜線部５１の全周にランダムなピッチおよび溝深さで複数形成される。カッターホイール６０では、良好な刃先の掛かりを得ることができる。また、切り欠き６０ｂの刻設の際の切り欠き６０ｂのピッチや溝深さの精度管理がほぼ不要になり、生産性が向上する。
【００６２】
前記した実施の形態に示すように、カッターホイール２０，６０では、脆性材料基板の表面において良好な掛かりが得られる。
すなわち、それぞれの切り欠きが２００μｍを超えるピッチで１つ以上形成されることにより良好な掛かりを得ることが可能となる。
【００６３】
さらに、前記した刻設装置３０を用いた転動方式によってカッターホイールを製造すれば、切り欠きの刻設に要する設備が簡略化され、作業時間も従来に比べて格段に短縮される。また、このような刻設作業は経験差や個人差を伴わないので、生産性は向上する。
なお、カッターホイール２０，６０におけるそれぞれの切り欠きの形成は、前記した刻設装置３０を用いた転動方式に限定されることなく、従来の研削方式であってもよいし、放電加工あるいはレーザ加工であってもよい。
【００６４】
また、この発明には、柄の先に設けたホルダに、本発明の脆性材料基板スクライブ用カッターホイール２０，６０を回転自在に軸着してなる手動スクライブ工具が含まれる。
図１２は、上記した手動スクライブ工具の正面図である。
手動スクライブ工具９０は、一端にカッターホイール２０，６０が取り換え可能装着されるホルダ９１と、ホルダ９１を着脱可能な棒状のハンドル９２とから主に構成される。
ハンドル９２は、内部に油室９３が形成され、一端がホルダ９１との結合部を形成し、他端が油室９３に潤滑油を供給するためのキャップ９４を着脱自在に備えている。
【００６５】
さらに、この発明には、公知のスクライブ装置に、本発明の脆性材料基板スクライブ用カッターホイール２０，６０を回転自在に取り付けて脆性材料基板をスクライブすることができるスクライブ装置およびスクライブ方法が含まれる。
このようなスクライブ装置としては、図１３に示したような前記のスクライブ装置が挙げられる。
【００６６】
この発明のカッターホイールは、無アルカリガラスまたは合成石英ガラスであるガラス基板に特に有効であり、用途としてはＴＦＴ液晶パネルを代表例とする各種の平面表示パネル用の各種脆性材料基板に適用される。
【００６７】
この発明の脆性材料基板のスクライブ用のカッターホイールでは、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成され、前記稜線部に少なくとも１つの切り欠きを刻設することによって、脆性材料基板の表面において良好な掛かりが得られる。
【００６８】
切り欠きが前記稜線部の全周に１つ形成されてなる場合であっても、刃先の掛かりを良好にすることができ、切り欠きの刻設に要する作業時間が短縮される。
切り欠きが前記稜線部の全周にピッチおよび／または深さがランダムに複数形成されておれば、製造時の精度管理がほぼ不要になり、良好な刃先の掛かりが得られる。
【００６９】
また、この発明の脆性材料基板のスクライブ用カッターホイールは、ディスク状ホイールの円周部に沿ってＶ字形の稜線部が刃先として形成されたカッターホイールに対し、前記稜線部に少なくとも１つの切り欠きを刻設するに際し、前記カッターホイールの稜線部より硬い材料からなり、少なくとも１つの突条が形成された切り欠き刻設用工具の上で、前記カッターホイールを前記突条に当接させ、加圧しながら転動させるようにしているので、切り欠きの刻設に要する設備が簡略化され、作業時間も従来に比べて格段に短縮される。また、このような刻設作業は経験差や個人差を伴わないので、生産性は向上する。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、脆性材料基板を分断する際に用いるカッターホイールの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
２  刃先
１０  カッターホイール（従来品）
１０ａ  突起
２０  カッターホイール
２０ａ  稜線部
２０ｂ  切り欠き
３０  刻設装置
３１  切り欠き刻設用工具
３２  突条
５０  カッターホイール
５０ｂ  切り欠き
６０  カッターホイール
６０ｂ  切り欠き
９０  手動スクライブ工具
１００  スクライブ装置
１２０  カッターホイール（従来品）
【図１】
0005506747.tif 000003
【図２】
0005506747.tif 000004
【図３】
0005506747.tif 000005
【図４】
0005506747.tif 000006
【図５】
0005506747.tif 000007
【図６】
0005506747.tif 000008
【図７】
0005506747.tif 000009
【図８】
0005506747.tif 000010
【図９】
0005506747.tif 000011
【図１０】
0005506747.tif 000012
【図１１】
0005506747.tif 000013
【図１２】
0005506747.tif 000014
【図１３】
0005506747.tif 000015
【図１４】
0005506747.tif 000016
【図１５】
0005506747.tif 000017
【図１６】
0005506747.tif 000018
【図１７】
0005506747.tif 000019
【図１８】
0005506747.tif 000020
【図１９】
0005506747.tif 000021