(57)【要約】【課題】切断面におけるチッピングの発生を防止することができるとともに、効率的にガラス基板を切断する。【解決手段】切断刃は、切断されるガラス基板のガラス硬度よりも低い硬度の材料からなる軟質部と、切断刃の断面形状における軟質部の中央部に軟質部に挟まれて配置され、切断されるガラス基板のガラス硬度よりも高い硬度の材料からなる薄板状の硬質部とを有し、切断刃の刃先を、断面形状が凸湾曲状に形成し、硬質部を凸湾曲状の刃先の先端に配置する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板を切断する切断刃において、
切断されるガラス基板のガラス硬度よりも低い硬度の材料からなる軟質部と、前記切断刃の断面形状における軟質部の中央部に前記軟質部に挟まれて配置され、切断される前記ガラス基板のガラス硬度よりも高い硬度の材料からなる薄板状の硬質部とを有し、
その刃先は、断面形状が凸湾曲状に形成され、前記硬質部が前記凸湾曲状の刃先の先端に配置されていることを特徴とする切断刃。
【請求項２】
全体として円盤状に形成されており、全周縁が刃先とされている請求項１に記載の切断刃。
【請求項３】
刃先の断面形状が凸湾曲状の切断刃を用い、前記切断刃の刃先のうち切断されるガラス基板のガラス硬度よりも高い硬度の材料からなる薄板状の硬質部により前記ガラス基板の切断位置を押圧して該切断位置に垂直クラックを形成するとともに、前記硬質部を挟むように配置され、切断される前記ガラス基板のガラス硬度よりも低い硬度の材料からなる軟質部により前記切断位置の周辺部を押圧することにより、前記垂直クラックの進行を促進させて前記ガラス基板を切断することを特徴とする切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断刃および切断方法に係り、特に、ガラス基板を切断する切断刃および切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、表示パネルを作成するにあたり、複数のパネル形成領域を有する平面積の大きな一対のガラス基板を用いた表示パネルの製造方法が用いられている。このような表示パネルの製造方法の一例としては、複数のパネル形成領域が設定された一対のガラス基板を貼り合わせて大判状のマルチセルを作成し、このマルチセルにおける各隣位するパネル形成領域の間隙における所定の切断位置を切断することにより、複数個の表示パネルを同時に製造する方法がある。
【０００３】
ここで、マルチセルを切断する方法としては、切断スピードが速く生産性が高いことや、大型の設備を必要としない等の観点から、スクライブ＆ブレーク（Scribe and Break）方式が多用されている。
【０００４】
図５は、従来のスクライブ＆ブレーク方式の切断方法に用いられる切断刃であり、図５に示すように、このスクライブ＆ブレーク方式に用いられる切断刃１１は、平面形状が円盤状に形成されている。この切断刃１１は、超硬合金や人工ダイヤモンド等のガラス硬度よりも高い硬度の材料によって構成されており、切断刃１１の全周縁は、断面形状が尖鋭状の刃先１２とされている。
【０００５】
このような従来の切断刃１１によってマルチセルを個々の表示パネルに切断するには、図６に示すように、まず、マルチセルにおけるガラス基板１５の切断位置に切断刃１１の刃先１２を当接させた後、３００ｇ〜１ｋｇ程度の荷重を加えて刃先１２の先端部をガラス基板１５の表面に食い込ませる。
【０００６】
続いて、切断刃１１を回転させながら移動させて、ガラス基板１５の切断位置にＶ溝のスクラブラインを形成した後、スクライブラインに沿ってガラス基板１５の裏面より荷重を加えることにより、ガラス基板１５を分断する（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
これにより、マルチセルから個々の表示パネルを切断していた。
【０００８】
しかし、前述のスクライブ＆ブレーク方式では、スクライブラインを形成するために切断刃１１の刃先全体をガラス硬度よりも高い硬度の材料によって構成し、尖鋭状の刃先１２の先端部をガラス基板１５の表面に食い込ませることにより、ガラス基板１５の切断位置の表面を破砕するとともに、ガラスの硬度よりも高い硬度の材料からなる刃先１２の先端部およびその側縁部によってガラス基板１５に強い荷重を加えて垂直方向に垂直クラックを生じさせる。このとき、ガラス基板１５に対して垂直方向すなわち切断方向Ｃだけでなくガラス基板１５に対して傾斜する方向にも歪みが生じてしまう。このため、前記切断位置の破砕および前記ガラス基板１５の歪みにより、ガラス基板１５には切断方向Ｃだけでなく傾斜する方向にガラス基板１５にクラックが生じてしまい、この結果、ガラス基板１５の切断面に欠けやチッピングが発生してしまうおそれがあるという問題を有していた。
【０００９】
また、スクライブ＆ブレーク方式の切断方法によれば、ガラス基板１５にスクライブラインを形成した後、スクライブラインに沿ってガラス基板１５の裏面より荷重を加えてガラス基板１５を分断するため、切断に要する工程が多く、ガラス基板１５を効率的に切断することができないという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２９２２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、切断面におけるチッピングの発生を防止することができるとともに、効率的にガラス基板を切断することができる切断刃および切断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】
【００１２】
前記目的を達成するため、本発明に係る切断刃の特徴は、ガラス基板を切断する切断刃において、切断されるガラス基板のガラス硬度よりも低い硬度の材料からなる軟質部と、前記切断刃の断面形状における軟質部の中央部に前記軟質部に挟まれて配置され、切断される前記ガラス基板のガラス硬度よりも高い硬度の材料からなる薄板状の硬質部とを有し、その刃先は、断面形状が凸湾曲状に形成され、前記硬質部が前記凸湾曲状の刃先の先端に配置されている点にある。
【００１３】
また、前記切断刃は、全体として円盤状に形成されており、全周縁が刃先とされていることが好ましい。
【００１４】
ここで、本発明においては、切断刃の全体が前記軟質部と前記硬質部とによって構成されている場合のほか、切断刃の刃先が前記軟質部と前記硬質部とによって構成されている場合を含む。
【００１５】
この本発明の切断刃によれば、切断刃の刃先は断面形状が凸湾曲状に形成されており、ガラス硬度よりも高い硬度の材料により構成された硬質部をガラス基板の切断位置に当接させることにより、ガラス基板の表面を粉砕することなく、ガラス基板の切断位置に、ガラス基板に対して垂直方向、すなわち切断方向に垂直クラックを形成することができる。これとともに、ガラス硬度よりも低い硬度の材料により構成された軟質部を切断位置の周辺部に高い荷重によって当接させることにより、ガラス基板を傷つけることなく、ガラス基板に対して傾斜する方向に荷重を加えることができる。そして、この傾斜方向の荷重によってガラス基板の切断位置に生じた垂直クラックに対して水平方向に分力を生じさせ、この水平方向の分力により、前記垂直クラックを、ガラス基板に対して垂直方向に容易に進行させて、ガラス基板を切断することができる。
【００１６】
また、平面形状が円盤状であって、全周縁が刃先とされた切断刃を用いることにより、切断刃を回転させながら、ガラス基板の切断位置を移動させて、容易にガラス基板を切断することができる。
【００１７】
また、本発明に係る切断方法の特徴は、刃先の断面形状が凸湾曲状の切断刃を用い、前記切断刃の刃先のうち切断されるガラス基材のガラス硬度よりも高い硬度の材料からなる薄板状の硬質部により前記ガラス基板の切断位置を押圧して該切断位置に垂直クラックを形成するとともに、前記硬質部を挟むように配置され、切断される前記ガラス基板のガラス硬度よりも低い硬度の材料からなる軟質部により前記切断位置の周辺部を押圧することにより、前記垂直クラックの進行を促進させて前記ガラス基板を切断する点にある。
【００１８】
この本発明の切断方法によれば、切断刃の刃先は断面形状が凸湾曲状に形成されており、ガラス硬度よりも高い硬度の材料により構成された硬質部をガラス基板の切断位置に高い荷重によって当接させることにより、ガラス基板の表面を粉砕することなく、ガラス基板の切断位置に、ガラス基板に対して垂直方向、すなわち切断方向に垂直クラックを形成することができる。これとともに、ガラス硬度よりも低い硬度であって弾力性を有する材料により構成された軟質部を切断位置の周辺部に高い荷重によって当接させることにより、ガラス基板を傷つけることなく、ガラス基板に対して傾斜する方向に荷重を加えることができる。そして、この傾斜方向の荷重によりガラス基板の切断位置に生じた垂直クラックに対して水平方向に分力を生じさせ、この水平方向の分力により、前記垂直クラックをガラス基板に対して垂直方向に容易に進行させてガラス基板の裏面に到達させ、ガラス基板を切断することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上述べたように、本発明に係る切断刃および切断方法によれば、ガラス基板を傷つけることなく、硬質部からの荷重によりガラス基板の切断位置に形成した垂直クラックを、軟質部からの荷重により垂直クラックに対して水平方向に作用する分力によって、ガラス基板に対して垂直方向、すなわち切断方向に進行させて、ガラス基板を切断することができるので、切断面におけるチッピングや欠けの発生を防止することができる。
【００２０】
また、切断刃をガラス基板の切断位置に押圧することにより、ガラス基板を切断することができるので、切断工程の簡略化を図ることができ、効率よくガラス基板を切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る切断刃および切断方法の一実施形態を図１から図４を参照して説明する。
【００２２】
図１（ａ）は、本実施形態に係る切断刃を示す模式的平面図、（ｂ）は、図１（ａ）の切断刃のＡ−Ａ線における模式的断面図である。
【００２３】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、切断刃１は、平面形状が円盤状であって断面形状が平板状に形成され、円盤状の切断刃１の全周縁が刃先２とされており、切断刃１の平面形状における中心部分には、切断刃１を貫通する貫通孔３が形成されている。そして、この切断刃１は、貫通孔３を介して支持されて、回転しながら、図２に示すように、刃先２をガラス基板５の切断位置に押圧させることにより、ガラス基板５を切断するようになっている。
【００２４】
切断刃１は、切断するガラス基板５のガラス硬度よりも低い硬度であって、弾力性を有する材料からなる平面形状が円盤状の軟質部７を有している。この軟質部７は、硬度が６００〜９００Ｈｖ（ビッカース硬度）のガラスと比較して、３００〜８００Ｈｖ程度の硬度のチタン系材料により構成されることが好ましい。
【００２５】
切断刃１の断面形状における中央部には、切断するガラス基板５のガラス硬度よりも高い硬度の材料からなる薄板状の硬質部８が軟質部７に挟まれて配置されている。硬質部８は、例えば厚みが１００ｎｍ〜１０μｍ程度に形成されており、３０００〜４０００Ｈｖ程度の硬度のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）や窒化チタン（ＴｉＮ）等の材料により構成されることが好ましい。
【００２６】
前記切断刃１の刃先２は、図３に示すように、断面形状が半円形状の凸湾曲状に形成されており、この刃先２は、例えば、切断刃１の厚みが１ｍｍのとき、ｒ＝０．５〜１ｍｍ程度となるように形成されている。そして、硬質部８は、凸湾曲状の刃先２の先端部分に配置されている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る切断刃１を用いたガラス基板５の切断方法について説明する。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、切断するガラス基板５として、表示パネルを構成するマルチセルのガラス基板５を切断する場合を用いて説明するが、本発明に係る切断刃１により切断されるガラス基板５は、これに限定されるものではない。
【００２９】
まず、複数のパネル形成領域を有するマルチセルにおけるガラス基板５の切断位置に、切断刃１の刃先２を当接させ、高い荷重によって切断刃１をガラス基板に押圧する。ここで、高い荷重とは、切断刃１によりガラス基板５に加えられる荷重が、ガラス基板５における切断刃１の当接面と反対側の裏面に至る程度であり、本実施形態においては、３〜１０ｋｇの荷重によって切断刃１をガラス基板に押圧する。
【００３０】
これにより、切断刃１の硬質部８により切断位置が押圧されるとともに、硬質部８を挟むように配置された軟質部７によって切断位置の周辺部が押圧される。
【００３１】
すると、硬質部８がガラス基板５の切断位置に押圧されることにより、ガラス基板５に対して垂直方向、すなわち切断方向Ｂに荷重が加わるとともに、先端部が凸湾曲状に形成された軟質部７がガラス基板５の切断位置の周辺部を押圧されて、ガラス基板５に対して傾斜する方向に荷重が加わる。ここで、軟質部７は切断するガラス基板５のガラス硬度よりも低い硬度であって弾力性を有する材料により構成されているので、ガラス基板５を傷つけることなく、ガラス基板５に対して傾斜する方向に荷重を加えることができる。
【００３２】
このとき、硬質部８はガラス硬度よりも高い硬度の材料により構成されているので、ガラス基板５の切断位置に、切断方向Ｂに垂直クラック１０が生じるとともに、軟質部７により加わったガラス基板５に対して傾斜する方向の荷重によりガラス基板５の切断位置に生じた垂直クラックに対して水平方向の分力が生じるので、この水平方向の分力により、前記垂直クラック１０はガラス基板５に対して切断方向Ｂに進行する。そして、前記垂直クラック１０は、ガラス基板５の裏面に到達する。
【００３３】
そして、貫通孔３を軸として切断刃１を回転させながら、切断位置に沿って切断刃１を移動させることによって、ガラス基板５を切断することができ、これにより、マルチセルから個々の表示パネルを分断することができる。
【００３４】
本実施形態によれば、切断刃１の刃先２は断面形状が凸湾曲状に形成されており、ガラス硬度よりも高い硬度の材料により構成された硬質部８をガラス基板５の切断位置に高い荷重によって当接させることにより、ガラス基板５の表面を粉砕することなく、ガラス基板５の切断位置に、ガラス基板５に対して垂直方向、すなわち切断方向Ｂの垂直クラック１０を形成することができる。これとともに、ガラス硬度よりも低い硬度であって弾力性を有する材料により構成された軟質部７を切断位置の周辺部に高い荷重によって当接させることにより、ガラス基板を傷つけることなく、ガラス基板５に対して傾斜する方向に荷重を加えることができる。そして、この傾斜方向の荷重によりガラス基板５の切断位置の垂直クラック１０に対して水平方向の分力が生じ、この水平方向の分力によって、前記垂直クラック１０を、切断方向Ｂに容易に進行させてガラス基板５の裏面に到達させることができ、これにより、ガラス基板５を切断することができる。
【００３５】
したがって、ガラス基板５を傷つけることなく、前記傾斜方向の荷重によってガラス基板５に発生した前記水平方向の分力により、垂直クラック１０をガラス基板５の切断方向Ｂに進行させてガラス基板５を切断することができるので、切断面におけるチッピングの発生を防止することができる。これにより、ガラス基板５の切断面にチッピングや欠けのない高品質の表示パネルを作成することができる。
【００３６】
また、切断刃１をガラス基板５の切断位置に押圧することにより、ガラス基板５を切断することができるので、切断工程の簡略化を図ることができ、効率よくガラス基板５を切断することができる。
【００３７】
さらに、切断刃１の刃先２が凸湾曲状に形成されているので、ガラス基板５を粉砕することなく、従来と比較して１０倍程度の高い荷重によって切断刃１をガラス基板５に押圧することができる。
【００３８】
さらに、また、切断刃１は円盤状であって、全周縁が刃先２とされているので、切断刃１を回転させながら、ガラス基板５の切断位置を移動させることにより、容易にガラス基板５を切断することができる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００４０】
例えば、本実施形態においては、切断刃１は、平面形状が円盤状であって断面形状が平板状であるが、切断刃１の形状は本実施形態に限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、切断刃１は、断面形状が楕円形状であってもよい。
【００４１】
また、本実施形態において切断刃１は、円盤状の軟質部７と、軟質部７に挟まれた円盤状の硬質部８とを有しているが、これに限定されるものではなく、前記切断刃１の刃先２が前記軟質部７と前記硬質部８とによって構成されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は、本発明に係る切断刃の一実施形態を示す模式的平面図、（ｂ）は、図１（ａ）の切断刃のＡ−Ａ線における模式的断面図
【図２】図１（ａ）（ｂ）の切断刃をガラス基板に押圧した状態を示す模式的断面図
【図３】図１（ａ）（ｂ）の切断刃の刃先の先端部を示す模式的断面図
【図４】本発明に係る切断刃の他の実施形態を示す模式的断面図
【図５】従来の切断刃の一例を示す模式的断面図
【図６】図５の切断刃をガラス基板に押圧した状態を示す模式的断面図
【符号の説明】
【００４３】
１  切断刃
２  刃先
３  貫通孔
５  ガラス基板
７  軟質部
８  硬質部
１０  垂直クラック
Ｂ  切断方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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