(57)【要約】【課題】  基板をスクライブ切断法により複数本のスクライブ溝に沿って切断するにあたって、基板をワークテーブル上で移動させることなく各スクライブ溝を同時に切断できるようにする。【解決手段】  基板１０がスクライブ溝形成面側を下向きとして載置されるワークテーブル２０と、上記ワークテーブルに対して昇降可能な昇降ヘッド３１とを含み、上記昇降ヘッド３１にスクライブ溝１１１Ａ〜１１１Ｇごとに押圧チップ３２を取り付けて、各押圧チップ３２を同時に基板１０に押し付ける構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスなどの無機材料からなる基板で、その一方の面側に複数本のスクライブ溝が互いに平行として形成されている基板を切断対象とし、押圧チップを上記基板の他方の面側から上記各スクライブ溝にめがけて押し付けて上記基板に含まれている個々の基板片を切り出すスクライブ切断法による基板切断装置において、
上記基板がスクライブ溝形成面側を下向きとして載置されるワークテーブルと、上記ワークテーブルに対して昇降可能な昇降ヘッドとを含み、上記昇降ヘッドには上記スクライブ溝ごとに上記押圧チップが設けられていて、それら各押圧チップが上記昇降ヘッドにより同時に上記基板に押し付けられることを特徴とする基板切断装置。
【請求項２】
上記ワークテーブルには、隣接する上記スクライブ溝間に配置され上記基板を上記ワークテーブルのテーブル面から所定高さ位置に支持する複数のスペーサが設けられている請求項１に記載の基板切断装置。
【請求項３】
上記スペーサは上記押圧チップによる押圧力によっては弾性変形しない硬質材からなり、かつ、上記スペーサによる上記基板の支持高さが上記テーブル面から０．１ｍｍ〜ｔ／２（ｔは上記基板の板厚）である請求項２に記載の基板切断装置。
【請求項４】
上記ワークテーブルが上記押圧チップによる押圧力によっては弾性変形しない硬質材からなり、上記ワークテーブルの上記各スクライブ溝と対応する位置にのみ上記押圧チップに対する受台としてのゴム弾性体からなるチップ受台が埋設されている請求項１に記載の基板切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラスなどの無機材料からなる基板の基板切断装置に関し、さらに詳しく言えば、スクライブ切断法による基板切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラスなどの硬い基板を切断する方法としては、回転ブレードを用いるダイシング切断法，超高圧水流を用いたウォータジェット切断法，スクライブ切断法などが知られている。ここでスクライブ切断法とは、カッターなどにより基板の一方の面にスクライブ（ｓｃｒｉｂｅ）溝を形成した後、その他方の面側から圧力を加えて基板をスクライブ溝に沿って破断（分断）する方法である（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このうち、ダイシング切断法およびウォータジェット切断法は、切断後のカット断面が精密であるという利点はあるものの、いずれも冷却水の供給装置を必要とするため、装置自体の構造が複雑でコスト面での問題が多く、また、切断作業に時間がかかるという問題もある。
【０００４】
とりわけ、液晶パネルを構成するガラス基板（透明電極基板）において、水分は電極を腐食させる原因になりかねないため水を使用する切断法は好まれない。そこで、液晶パネルの分野においては、ガラス基板の切断に水が不要であり、しかも生産性およびコスト面で有利なスクライブ切断法が好ましく採用されている。
【０００５】
通常、液晶パネルはマザー基板から多面取りされるため切断工程が２回にわたって行われる。すなわち、マザー基板を列方向もしくは行方向に沿って切断して複数の液晶パネルを含む多連基板（スティック基板）を切り出す工程と、多連基板を切断して個々の液晶パネル（液晶セル）を切り出す工程とが行われる。いずれもスクライブ切断法により行われ、その基板切断装置の一例を図３および図４を参照して説明する。
【０００６】
ここでの例は多連基板から個々の液晶パネルを切り出す基板切断装置で、図３に示すように、多連基板１０が載置されるワークテーブル２０と、ワークテーブル２０に対して両矢印Ａ方向に沿って昇降可能な破断手段３０とを備えている。
【０００７】
多連基板１０は、周辺シール材を介して圧着された状態で図示しないマザー基板から切り出された一対のガラス基板（透明電極基板）１１，１２を含み、通常の液晶パネルにおいてその板厚は０．４〜０．７ｍｍ程度である。
【０００８】
ガラス基板１１，１２の各表面１１ａ，１２ａには、切り出される液晶パネルの対向する２辺に沿ってカッターホイールチップなどの切削手段により所定深さのスクライブ溝１１１，１２１（この例では各基板ともに７つのスクライブ溝１１１Ａ〜１１１Ｇ，１２１Ａ〜１２１Ｇ）が形成される。なお、スクライブ溝は「けがき溝」とも言う。
【０００９】
破断手段３０は、図示しない例えばエアシリンダなどの駆動手段に連結される昇降ヘッド３１と、昇降ヘッド３１の下端に取り付けられる例えばウレタン硬質ゴム材からなる押圧チップ３２とを備えている。
【００１０】
ワークテーブル２０は多連基板１０を平坦に支持するが、破断手段３０から押圧力がかけられた際にはその被押圧部分が若干凹み得るような弾性体からなる。図示しないが、ワークテーブル２０には多連基板１０を所定ピッチ（隣接するスクライブ溝間のピッチ）で水平方向（矢印Ｂ方向）に移動させる基板送り手段が設けられている。
【００１１】
多連基板１０の切断はガラス基板１１側とガラス基板１２側とで別々に行われるが、ガラス基板１１側を切断する場合には、ガラス基板１１を下側，ガラス基板１２を上側としてワークテーブル２０上に載置し、上記基板送り手段により図４（ａ）に示すように最初のスクライブ溝１１１Ａが破断手段３０の押圧チップ３２の真下に位置するように多連基板１０を送り込む。
【００１２】
そして、昇降ヘッド３１を下降させて押圧チップ３２をガラス基板１２側から押し付ける。この押圧力によりワークテーブル２０の被押圧部分が若干凹み、これに伴って図４（ｂ）に示すようにスクライブ溝１１１Ａの部分に反り（スクライブ溝を基点として左右が浮き上がるような反り）が生じてガラス基板１１がスクライブ溝１１１Ａに沿って破断する。
【００１３】
以後同様に、多連基板１０を移動させて各スクライブ溝１１１Ｂ〜１１１Ｇを破断手段３０の押圧チップ３２の真下位置に送り込み、各スクライブ溝１１１Ｂ〜１１１Ｇに沿ってガラス基板１１側を切断する。ガラス基板１１の切断が終了したら、今度はガラス基板１２側を下向きとしてワークテーブル２０上に載置し、その各スクライブ溝１２１Ａ〜１２１Ｇに沿ってガラス基板１２を切断する。これにより、多連基板１０に含まれている液晶パネルが１枚ずつ切り出される。
【００１４】
【特許文献１】特開平５−２７３５２５号公報（図８）
【特許文献２】特開２００２−１０３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、スクライブ切断法では図４（ｂ）に示すようにスクライブ溝を基点としてその左右両側を浮き上がらせるように基板を反らす必要があるため、上記従来の基板切断装置によると１箇所ずつしか切断できない。
【００１６】
したがって、上記の例のように各ガラス基板１１，１２にそれぞれ７つのスクライブ溝１１１，１２１が切り込まれている場合には、多連基板１０から個々の液晶パネルを全部切り出すまでには１４回の切断作業が必要となり生産性が悪い。
【００１７】
また、多連基板１０をワークテーブル２０上で移動させているが、ワークテーブル２０上には切断時に発生するガラス粉が付着しており、それによってパネル面に傷が付けらガラス傷不良が発生することもある。このような問題は、多連基板から個々の液晶パネルを切り出す場合だけでなく、マザー基板から多連基板を切り出す際にも同様に生ずる。
【００１８】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、基板をスクライブ切断法により複数本のスクライブ溝に沿って切断するにあたって、基板をワークテーブル上で移動させることなく各スクライブ溝を同時に切断し得る基板切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明は、ガラスなどの無機材料からなる基板で、その一方の面側に複数本のスクライブ溝が互いに平行として形成されている基板を切断対象とし、押圧チップを上記基板の他方の面側から上記各スクライブ溝にめがけて押し付けて上記基板に含まれている個々の基板片を切り出すスクライブ切断法による基板切断装置において、上記基板がスクライブ溝形成面側を下向きとして載置されるワークテーブルと、上記ワークテーブルに対して昇降可能な昇降ヘッドとを含み、上記昇降ヘッドには上記スクライブ溝ごとに上記押圧チップが設けられていて、それら各押圧チップが上記昇降ヘッドにより同時に上記基板に押し付けられることを特徴としている。
【００２０】
本発明において、ワークテーブルはその全体がテーブルとしてのある程度の硬さを有しながらも押圧チップによる押圧力によって部分的に凹み得るような弾性体製であってもよいが、基板に対して押圧チップを同時に作用させたとしても基板が確実に反るようにするため、ワークテーブルには隣接するスクライブ溝間に配置され基板をワークテーブルのテーブル面から所定高さ位置に支持する複数のスペーサが設けられていることが好ましい。
【００２１】
また、上記スペーサは押圧チップによる押圧力によっては弾性変形しない硬質材からなり、かつ、上記スペーサによる基板の支持高さがテーブル面から０．１ｍｍ〜ｔ／２（ｔは上記基板の板厚）であることが好ましい。
【００２２】
別の態様として、上記ワークテーブルを押圧チップによる押圧力によっては弾性変形しない硬質材とし、上記ワークテーブルの各スクライブ溝と対応する位置にのみ押圧チップに対する受台としてのゴム弾性体からなるチップ受台を埋設してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板に形成されている各スクライブ溝ごとに押圧チップが配置され、すべてのスクライブ溝に対して同時に押圧力を加えることにより、基板をスクライブ溝に沿って一気に破断することができ作業効率が格段に向上するとともに、基板をワークテーブル上で移動させる必要がないため基板面に擦り傷が付くこともない。
【００２４】
また、ワークテーブルに基板をそのテーブル面から所定高さ位置に支持する複数のスペーサを隣接するスクライブ溝間に配置することにより、押圧チップの押圧力によって基板がスクライブ溝を基点としてその両側が浮き上がるように確実に反るため基板をスクライブ溝に沿ってきれいに破断することができる。
【００２５】
また別の態様として、ワークテーブルの各スクライブ溝と対応する位置にのみ押圧チップに対する受台としてのゴム弾性体からなるチップ受台を埋設しても上記スペーサによる場合と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、図１および図２を参照して本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】
図１は本発明による基板切断装置の一例を模式的に示す側面図であり、この基板切断装置は、基板１０が載置されるワークテーブル２０と、ワークテーブル２０に対して昇降自在な破断手段３０とを備えている。この例において、基板１０は上記従来例で説明したのと同じく、図示しないマザー基板から周辺シール材を介して貼り合わされた状態で切り出された一対のガラス基板（透明電極基板）１１，１２を有する多連基板である。
【００２８】
図示しないが、多連基板１０には複数のセルが含まれており、この基板切断装置での切断ら先だって各セル内に液晶が注入され、また、ガラス基板１１，１２の各表面１１ａ，１２ａにはホイールチップなどの切削手段により所定深さのスクライブ溝１１１，１２１が形成される。
【００２９】
なお、この例においても先に説明した従来例と同じく、ガラス基板１１，１２の各々に７つのスクライブ溝が形成されているが、図面上での参照符号の錯綜を避けるためにガラス基板１１側のみに各スクライブ溝の参照符号１１１Ａ〜１１１Ｇを付す。各スクライブ溝１１１Ａ〜１１１Ｇは切り出す液晶パネル（液晶セル）の対向する２辺に沿うように互いに平行に入れられている。
【００３０】
破断手段３０は上記従来例と同様に図示しないエアシリンダなどの駆動手段に連結されている昇降ヘッド３１と、昇降ヘッド３１の下端に取り付けられた押圧チップ３２とを備えているが、本発明においては各スクライブ溝ごとに破断手段３０が用意されている。
【００３１】
この例では、７つのスクライブ溝１１１Ａ〜１１１Ｇに対して、押圧チップ３２を有する昇降ヘッド３１をそれぞれ割り当てているが、昇降ヘッド３１をひとつの共通ヘッドとして、その共通ヘッドに７つの押圧チップ３２を取り付けるようにしてもよい。なおこの例においても、押圧チップ３２はウレタン硬質ゴム材でその押圧面は所定の曲率で丸められているが、これとは別の材質および形状としてもよい。
【００３２】
例えばガラス基板１１側を切断する場合、多連基板１０は図１に示すようにガラス基板１１を下側としてワークテーブル２０のテーブル面２１に載置されるのであるが、本発明の好ましい態様によれば、ワークテーブル２０にはガラス基板１１の表面１１ａに接して多連基板１０をテーブル面２１上の所定高さ位置に支持する複数のスペーサ４０が配置されている。
【００３３】
スペーサ４０は基板のスクライブ溝に対して押圧チップ３２により押圧力が加えられた際に、そのスクライブ溝を基点としてその左右の両側が浮き上がるように基板を反らせるためのもので、好ましくは隣接するスクライブ溝の中間位置に配置される。この例では、スクライブ溝が７つであるため、スペーサ４０はテーブル面２１の８箇所に設けられている。
【００３４】
すなわち、ガラス基板１１の隣接するスクライブ溝１１１の間(スクライブ溝１１１Ａと１１１Ｂとの間，スクライブ溝１１１Ｂと１１１Ｃとの間，スクライブ溝１１１Ｃと１１１Ｄとの間，スクライブ溝１１１Ｄと１１１Ｅとの間，スクライブ溝１１１Ｅと１１１Ｆとの間，スクライブ溝１１１Ｆと１１１Ｇとの間）のほぼ中間点およびガラス基板１１の両端部１１ｂ，１１ｃと、その両端側に形成されたスクライブ溝１１１Ａ，１１１Ｇとのほぼ中間点の計８箇所に配置されている。
【００３５】
スペーサ４０は押圧チップ３２による押圧力によっては弾性変形しない金属材もしくは硬質合成樹脂材からなり、かつ、スペーサ４０による基板の支持高さがテーブル面２１から０．１ｍｍ〜ｔ／２であることが好ましい（ｔは切断される基板の板厚）。この支持高さはスクライブ溝間の距離に応じて選択され、その距離が短い場合には下限値側の値が選択され、長い場合には上限値側の値が選択されるであろう。
【００３６】
いずれにしても、０．１ｍｍ未満であるとスクライブ溝を破断させるに至るまで基板を十分に反らすことができない場合があり、他方においてｔ／２を超えると基板の反りが大きすぎてスクライブ溝以外の部分で破断が生ずるおそれがあるため好ましくない。液晶パネル用の上記ガラス基板１１，１２の板厚が例えば０．４〜０．７ｍｍであるとすると、この例でのスペーサ４０による好ましい支持高さの上限値は０．２〜０．３５ｍｍとなる。
【００３７】
スペーサ４０の先端形状は基板に対する支持点を明確にするうえで鋭角的であることが好ましいことから、この例ではスペーサ４０を矩形状の一辺を山形にしてなる断面五角柱とし、その山形の頂点部４１をスクライブ溝とほぼ平行にしているが、これ以外にスペーサ４０を例えば断面三角形状としてもよい。なお、ワークテーブル２０はスペーサ４０をしっかりと固定支持できるようにその全体が金属材や硬質樹脂から形成されることが好ましい。
【００３８】
多連基板１０に含まれている液晶パネルを同多連基板１０から切り出すには、まず、図１に示すようにガラス基板１１を下側として多連基板１０をスペーサ４０によりワークテーブル２０のテーブル面２１から所定高さ位置に支持されるように載置する。その際、図示しない位置決め手段により、ガラス基板１１のスクライブ溝１１１Ａ〜１１１Ｇが破断手段３０側の各押圧チップ３２と位置的に重なるように位置決めする。
【００３９】
そして、各昇降ヘッド３１を同時に降下させて各押圧チップ３２を多連基板１０の他方のガラス基板１２上に所定の圧力をもって押し付ける。そうすると、多連基板１０はスペーサ４０によりテーブル面２１上の所定高さ位置に支持されているため、先の図４（ｂ）で説明したようにガラス基板１１は各スクライブ溝１１１Ａ〜１１１Ｇを基点としてその左右両側が浮き上がるように波形に反り返って各スクライブ溝の部分が同時に破断されることになる。
【００４０】
このようにして、ガラス基板１１側を破断したら多連基板１０をひっくり返して今度は他方のガラス基板１２側を下向きとしてワークテーブル２０上に載置し、上記と同様にしてガラス基板１２側の各スクライブ溝１２１に沿ってガラス基板１２を破断することにより、多連基板１０から個々の液晶パネルを切り出す。
【００４１】
このように本発明によれば、例えば多連基板１０からそれに含まれている個々の液晶パネルを切り出すにあたって、ガラス基板１１およびガラス基板１２に対してそれぞれ１回の切断作業（計２回の切断作業）でよく、上記従来の１４回の切断作業に比べてその切断回数を大幅に低減することができる。しかも、多連基板１０をワークテーブル２０上で移動させる必要もないことから、パネル面に擦り傷が付くこともない。
【００４２】
上記の例ではスペーサ４０にて多連基板１０をテーブル面２１上から所定高さ位置に支持するようにしているが、図２（ａ）に示すようにワークテーブル２０の各スクライブ溝１１１（１２１）と対応する位置にのみ上記押圧チップ３２に対するゴム弾性体からなるチップ受台４０Ａを埋設してもよい。
【００４３】
なお、チップ受台４０Ａの上面はテーブル面２１に対し若干高くしてもよいしあるいは低くてもよいが、破断時の傷付き防止の観点からテーブル面２１と同一高さとすることがもっとも好ましい。
【００４４】
図２（ａ）の変形例によれば、押圧チップ３２によりガラス基板１２側からスクライブ溝１１１の部分が押圧されるとそれに伴ってチップ受台４０Ａが凹むため、上記の例と同じくガラス基板１１はスクライブ溝１１１を基点としてその左右両端が浮き上がるように反り最終的にスクライブ溝１１１に沿って破断する。
【００４５】
また、押圧時の基板の反り量を適正に管理するためチップ受台４０Ａの幅は基板の板厚ｔより大きくされ、好ましくは２ｔ〜１０ｔがよい。なお、各スクライブ溝１１１（１２１）はチップ受台４０Ａの幅方向の中央に位置するように配置されることが好ましい。
【００４６】
この変形例の場合、ガラス基板１１がワークテーブル２０のテーブル面２１に対して密着して置かれ、また、ワークテーブル２０にはチップ受台４０Ａの収納溝２２が形成されるため、押圧チップ３２の押圧力によっては収納溝２２のエッジがガラス基板１１に強く当たりガラス基板１１に傷が付けられることがあり得る。
【００４７】
これを防止するには、図２（ｂ）に示すように収納溝２２の両側面を溝底側からテーブル面２１に向かうにしたがって漸次開口幅が広くなるような傾斜面とし、すなわち収納溝２２の断面形状を逆二等辺台形（逆三角形でもよい）として収納溝２２のエッジの角度を鈍角とすることが好ましい。
【００４８】
別の方法として、チップ受台４０Ａの幅をできるだけ大きくして、スクライブ溝１１１を基点として浮き上がる両端の部分が収納溝２２のエッジにかからないようにする方法もある。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る基板切断装置は液晶パネルや有機ＥＬパネルを構成するガラス基板のみならず、例えばシリコンウェハーやセラミック基板など無機材料からなる硬質基板をスクライブ切断法によって切断する場合に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明による基板切断装置の主要な構成を模式的に示す側面図。
【図２】本発明の変形例の要部拡大図。
【図３】従来の基板切断装置の一例を模式的に示す側面図。
【図４】スクライブ切断法による破断作用を示す説明図。
【符号の説明】
【００５１】
１０  基板（多連基板）
１１，１２  ガラス基板
１１１，１２１  スクライブ溝
２０  ワークテーブル
２１  テーブル面
２２  収納溝
３０  破断手段
３１  昇降ヘッド
３２  押圧チップ
４０  スペーサ
４１  頂点部
４０Ａ  チップ受台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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