專利名稱：脆性材料基板的劃線方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將用于平板顯示器(以下稱作FPD)的玻璃基板、半導(dǎo)體晶片或陶瓷等各種脆性材料基板截?cái)鄷r，在脆性材料基板的表面上形成相互交叉的多道劃痕線的脆性材料基板的劃線方法及劃線裝置。
背景技術(shù)：
作為與FPD相關(guān)的商品，液晶顯示屏、液晶投影儀基板、有機(jī)電致發(fā)光元件等，在各種用途中用作包括圖像及文字的顯示機(jī)構(gòu)。這些FPD中，例如通過貼合一對玻璃基板而形成的液晶顯示屏，在其制造過程中，在相互貼合分別為大尺寸的一對母玻璃之后，截?cái)喑梢?guī)定的大小。要截?cái)嘣撃覆ＡЩ澹紫?，依次錯開行進(jìn)開始位置地以規(guī)定次數(shù)反復(fù)進(jìn)行作業(yè)，即，相對于母玻璃基板的表面對刀輪施加載荷并使刀輪向一個方向轉(zhuǎn)動(行進(jìn))的作業(yè)，在這樣形成并行的第一方向的劃痕線后，這次將刀輪的行進(jìn)方向改變?yōu)榕c此前交叉的方向而形成與第1方向的劃痕線交叉的第2方向的劃痕線，從而進(jìn)行交叉劃線。之后，進(jìn)行了上述交叉劃線的母玻璃基板，被送到斷裂機(jī)，在此對該基板以劃痕線為中心軸施加規(guī)定的彎曲應(yīng)力，從而沿著劃痕線截?cái)?，由此來獲得目標(biāo)液晶顯示屏。
作為適合在用于進(jìn)行這樣的脆性材料基板的交叉劃線的劃線裝置中采用的刀輪，本案申請人以前開發(fā)過通過在刀尖棱線上等間隔設(shè)置細(xì)小的切口而形成有突起的“玻璃刀輪”(特許第3074143號公報(bào)參照特許文獻(xiàn)1)。在采用了該玻璃刀輪的劃線裝置上，抑制了劃線時的殘留應(yīng)力的產(chǎn)生，并且斷裂后，在玻璃截?cái)嗝嫔喜粫龃鬅o用缺口(水平裂縫)的產(chǎn)生，可獲得貫通玻璃的高穿透的垂直裂縫。
當(dāng)使用采用了在刀輪的刀尖棱線上未做任何凹凸等加工的刀輪的劃線裝置來對脆性材料基板進(jìn)行交叉劃線時，會產(chǎn)生稱作交點(diǎn)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象(在刀輪通過最初形成的劃痕線的位置附近，沒有形成應(yīng)該從后方形成的劃痕線的現(xiàn)象)。在最初形成的劃痕線(垂直裂縫的痕跡)的兩側(cè)有應(yīng)力殘存，在之后與最初形成的劃痕線交叉形成劃痕線時，刀輪在殘存有上述的應(yīng)力的部位，用于在脆性材料基板上生成垂直裂縫的、刀輪對脆性材料基板的按壓力減弱，因此，會頻繁發(fā)生不形成劃痕線的現(xiàn)象。但是，利用備有通過在刀尖棱線上等間隔設(shè)置細(xì)小的切口而形成有突起的刀輪的劃線裝置進(jìn)行交叉劃線時，通過刀輪的刀尖棱線上形成的突起對脆性材料基板施加打點(diǎn)沖擊，在刀輪通過上述殘存有應(yīng)力的部位時，該刀輪對脆性材料基板的按壓力不會減弱，所以，不會發(fā)生在眾所周知的采用了在刀輪的刀尖棱線上未做任何凹凸等加工的刀輪的劃線裝置上出現(xiàn)的稱作交點(diǎn)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，并且能夠獲得高穿透的垂直裂縫，所以具有劃線后利用斷裂機(jī)進(jìn)行的截?cái)嘧鳂I(yè)可以順利進(jìn)行的優(yōu)點(diǎn)。
但是，根據(jù)采用了上述特許文獻(xiàn)1的刀輪的劃線裝置，如果在脆性材料基板上僅在一個方向形成劃痕線則沒有任何問題，但在進(jìn)行前述交叉劃線時(參照圖26)，有時會在劃痕線彼此(L1～L3與L4～L7)的交點(diǎn)S處，產(chǎn)生圖27至圖29所示的在本行業(yè)中稱作崩碎(カケ)、毛邊(コヅリ)、歪切邊(ソゲ)的缺陷。
所謂崩碎，如圖27所示，是指刀輪C在脆性材料基板G上壓接滾動的一側(cè)的基板下沉(參照圖中的箭頭)，在臨近已有的劃痕線L1～L3的地方，越到處于半截?cái)酄顟B(tài)的相反側(cè)的基板上之時所產(chǎn)生(用圖中的符號α表示)的缺陷。
叉，所謂毛邊，如圖28所示，是指刀輪C在脆性材料基板G上壓接滾動，在臨近已有的劃痕線L1～L3之前，處于半截?cái)酄顟B(tài)的基板彼此錯動，從而在各自端面部產(chǎn)生細(xì)小的崩碎，稱其為毛邊β。
所謂歪切邊，如圖29所示，是指刀輪C在脆性材料基板G上壓接滾動，臨近已有的劃痕線L1～L3中的任何一道時，半截?cái)酄顟B(tài)(垂直裂縫K到達(dá)脆性材料基板G的厚度的約90％的狀態(tài))的劃痕線L1～L3在脆性材料基板G的背面附近被向傾斜方向截?cái)?。這種缺陷稱作歪切邊γ。
上述的各種缺陷的任何一種當(dāng)然都會損害產(chǎn)品品質(zhì)，成為降低FPD基板的制造合格率的原因。
因此，本發(fā)明人為了解決上述各種問題而反復(fù)進(jìn)行了深入研究，著眼于利用特許文獻(xiàn)1中公開的刀輪在脆性材料基板上進(jìn)行劃線時產(chǎn)生的特有的現(xiàn)象，完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明人確認(rèn)了下述事實(shí)在利用上述刀輪劃線時，劃線剛開始后，由于形成于刀輪的刀尖棱線上的突起，使得刀輪自身不會在脆性材料基板上滑動，并且深的垂直裂縫向劃線方向的相反方向進(jìn)展。圖24及圖25是展示該現(xiàn)象的示意圖。在刀輪C上施加了刀尖載荷(參照圖中箭頭標(biāo)記P)的狀態(tài)下開始劃線(刀輪C一邊沿圖25中的順時針方向旋轉(zhuǎn)一邊向箭頭T所示的方向前進(jìn))，進(jìn)入加載過程后[參照圖24①至③]，刀輪C如上述那樣由于刀尖棱線的突起而不會在脆性材料基板G上滑動，所以伴隨著刀輪C的旋轉(zhuǎn)移動，脆性材料基板G上生成垂直裂縫K[參照圖24②及③]。在該劃線剛開始之后生成的高穿透的垂直裂縫K以向劃線方向的相反方向進(jìn)展的方式形成。
又，在劃線過程中，刀輪的突起賦予脆性材料基板打點(diǎn)沖擊而形成垂直裂縫K，所以有時會出現(xiàn)形成的垂直裂縫自身以向劃線方向進(jìn)展的方式形成的現(xiàn)象。該現(xiàn)象是如下所述地產(chǎn)生的，由于打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)積蓄了使得垂直裂縫向劃線方向進(jìn)展的能量，在劃線停止后垂直裂縫的前端會向該停止位置前方伸長，其結(jié)果，高穿透的垂直裂縫以向劃線方向進(jìn)展的方式形成。
因此本發(fā)明人利用上述的垂直裂縫的進(jìn)展現(xiàn)象，分別預(yù)想到了以下情況并利用實(shí)驗(yàn)而對其進(jìn)行了確認(rèn)在交叉劃線時，如果從已有的第1方向的劃痕線的附近開始劃線，則由于上述前者的現(xiàn)象，垂直裂縫到達(dá)該已有的第1方向的劃痕線；以及如果在已有的第1方向的下一條劃痕線的附近結(jié)束劃線，則由于上述后者的現(xiàn)象，垂直裂縫到達(dá)該已有的第1方向的下一條劃痕線。
又，本發(fā)明者人利用實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)在利用上述刀輪進(jìn)行交叉劃線時，如果使得與在形成第1方向的至少一道劃痕線時施加在刀輪上的載荷相比，形成與第1方向的劃痕線交叉的第2方向的至少一道劃痕線時施加在刀輪上的載荷較小，則不會發(fā)生如前述那樣的稱作崩碎、毛邊、歪切邊的缺陷。
本發(fā)明，是為了解決前述現(xiàn)有的問題而根據(jù)上述的發(fā)現(xiàn)做出的，目的在于提供一種劃線方法及劃線裝置，其能夠不導(dǎo)致前述那樣的易于在劃痕線交點(diǎn)產(chǎn)生的缺陷地形成相互交叉的劃痕線。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的脆性材料基板的劃線方法，是在脆性材料基板的表面上沿相互交叉的方向形成多道劃痕線的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，利用劃線機(jī)構(gòu)形成第1方向的至少一道劃痕線，所述劃線機(jī)構(gòu)通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫，之后，利用前述劃線機(jī)構(gòu)，以不會在與前述第1方向的劃痕線之間產(chǎn)生交點(diǎn)的方式劃線，由此來形成沿著與該第1方向的至少一道劃痕線交叉的方向的第2方向的至少一道劃痕線。
另外，本發(fā)明的劃線裝置，是實(shí)施上述劃線方法的劃線裝置，其特征在于，備有劃線機(jī)構(gòu)，通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫；行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用該劃線機(jī)構(gòu)而在前述第2方向上形成至少一道劃痕線時，使該劃線機(jī)構(gòu)避開形成于前述第1方向上的劃痕線地行進(jìn)。
如果采用這樣的劃線方法及劃線裝置，則用于形成第2方向的劃痕線的劃線剛從第1方向的劃痕線的附近位置剛剛開始之后，由于前述那樣的垂直裂縫的進(jìn)展現(xiàn)象，垂直裂縫到達(dá)該第1方向的劃痕線，并且在快要到達(dá)后面的第1方向的劃痕線之前停止劃線，從而由于上述現(xiàn)象，垂直裂縫到達(dá)該下一道第1方向的劃痕線。這樣，利用對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊的劃線機(jī)構(gòu)，來以不會在與第1方向的至少一道劃痕線之間產(chǎn)生交點(diǎn)的方式進(jìn)行劃線，即，使劃線機(jī)構(gòu)避開前述第1方向的劃痕線地行進(jìn)，由此在第1方向的劃痕線與第2方向的劃痕線的交點(diǎn)處不會承受來自劃線機(jī)構(gòu)的載荷，從而在形成與各第1方向的至少一道劃痕線交叉的第2方向的至少一道劃痕線之時不會伴隨前述崩碎、毛邊、歪切邊的缺陷。
又，本發(fā)明的另外的劃線方法，是在脆性材料基板的表面上相互交叉地形成多道劃痕線的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，當(dāng)利用劃線機(jī)構(gòu)在脆性材料基板的表面上依次形成第1方向的至少一道劃痕線、和與該第1方向的至少一道劃痕線交叉的第2方向的至少一道劃痕線時，將在前述第1方向上形成至少一道劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P1、與在前述第2方向上形成至少一道劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P2的關(guān)系設(shè)為P1＞P2，所述劃線機(jī)構(gòu)通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫。
另外，本發(fā)明的另外的脆性材料基板的劃線裝置，是實(shí)施上述另外的劃線方法的劃線裝置，其特征在于，備有劃線機(jī)構(gòu)，通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫；載荷控制機(jī)構(gòu)，控制施加在劃線機(jī)構(gòu)上的載荷，使得在前述第1方向上形成劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P1、與在前述第2方向上形成劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P2的關(guān)系為P1＞P2。
如果采用這樣的劃線方法及劃線裝置，則前述崩碎、毛邊、歪切邊的缺陷都不會發(fā)生。
因此，可提高前述FPD的產(chǎn)品合格率。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的劃線裝置的一例的概略主視圖。
圖2是表示本發(fā)明中使用的刀輪的一例的圖，圖2(a)是從旋轉(zhuǎn)軸方向所視的刀輪的外觀側(cè)視圖，圖2(b)是從與旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向所視的刀輪的外觀主視圖，圖2(c)是圖2(a)所示的刀尖棱線部A的放大圖。
圖3是表示利用圖2所示的刀輪在脆性材料基板上劃線時生成的垂直裂縫的放大剖視圖。
圖4是表示刀輪的其他例子的局部放大圖。
圖5是表示刀輪的又一例子的局部放大圖。
圖6是表示刀輪的又一例子的局部放大圖。
圖7是說明本發(fā)明的劃線方法的脆性材料基板的俯視圖。
圖8是說明本發(fā)明的劃線方法的脆性材料基板的俯視圖。
圖9是說明本發(fā)明的劃線方法的脆性材料基板的局部放大俯視圖。
圖10是說明本發(fā)明的實(shí)施例的脆性材料基板的俯視圖。
圖11是說明本發(fā)明的實(shí)施例1中產(chǎn)生的歪切邊的大小的局部放大俯視圖。
圖12是說明本發(fā)明的實(shí)施例1中產(chǎn)生的崩碎的大小的局部放大俯視圖。
圖13是說明本發(fā)明的實(shí)施例1中的刀輪的相對于脆性材料基板(玻璃板)的設(shè)定深度的局部放大側(cè)視圖。
圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的歪切邊的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的歪切邊的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖16是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的崩碎的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖17是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的崩碎的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的毛邊的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖19是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的歪切邊的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的歪切邊的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖21是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的崩碎的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的崩碎的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖23是表示本發(fā)明的實(shí)施例2中的毛邊的發(fā)生率的雷達(dá)圖表。
圖24是說明利用圖2的刀輪劃線時在脆性材料基板上形成的垂直裂縫的進(jìn)展現(xiàn)象的概略剖視圖。
圖25是說明利用圖2的刀輪劃線時在脆性材料基板上形成的垂直裂縫的進(jìn)展現(xiàn)象的圖。
圖26是用于說明現(xiàn)有的劃線方法中的交叉劃線的脆性材料基板的俯視圖。
圖27是說明由于現(xiàn)有的劃線方法而發(fā)生的崩碎的圖。
圖28是說明由于現(xiàn)有的劃線方法而發(fā)生的毛邊的圖。
圖29是說明由于現(xiàn)有的劃線方法而發(fā)生的歪切邊的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的劃線裝置的概略主視圖。
該劃線裝置具有利用例如真空吸引機(jī)構(gòu)吸附固定所載置的脆性材料基板G的可水平旋轉(zhuǎn)的工作臺1；支承該工作臺1使其可向Y方向(與紙面垂直的方向)移動的平行的一對導(dǎo)軌2、2；使工作臺1沿著該導(dǎo)軌2、2移動的滾珠絲杠3；沿著與Y方向垂直的X方向(該圖中的左右方向)架設(shè)在工作臺1的上方的導(dǎo)桿4；可在X方向上滑動地設(shè)置在該導(dǎo)桿4上的劃線頭5；使劃線頭5滑動的馬達(dá)6；可升降移動且自由擺頭地設(shè)置在劃線頭5的下部的末端保持器7；可旋轉(zhuǎn)地安裝在該末端保持器7的下端的刀輪8；設(shè)置在導(dǎo)桿4的上方且對工作臺1上的脆性材料基板G上所記載的對準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行識別的一對CCD攝像機(jī)9；控制上述劃線頭5的滑動動作及末端保持器7的升降動作、使上述刀輪8在形成第2劃痕線時避開第1劃痕線地行進(jìn)的由軟件構(gòu)成的行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)。
另外，上述劃線裝置是一例，也可以是劃線頭5被固定，而工作臺1向X及Y方向移動的類型，或工作臺1被固定，而劃線頭5向X及Y方向移動的類型。
圖2所示的刀輪8(8A)是能夠?qū)Υ嘈圆牧匣錑的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊的類型的刀輪。圖2(a)是從旋轉(zhuǎn)軸方向所視的刀輪8的外觀側(cè)視圖，圖2(b)是從與旋轉(zhuǎn)軸垂直的方向所視的刀輪8的外觀主視圖。又，圖2(c)是刀尖棱線部A的放大圖。在此，在刀輪8A的刀尖棱線10上，如圖8(c)所示，通過切出U字形狀的槽11，而以間距P的間隔獲得高度h的突起12。
在此例示的刀輪8A，輪直徑φ為2.5mm、輪厚W為0.65mm、刀尖角度2θ為125°、突起數(shù)為125個、突起的高度h是5μm、間距P為63μm，將在刀尖載荷為0.35N、劃線速度為300mm/sec的條件下使用該刀輪8在1.1mm厚的玻璃板上劃線時的玻璃截面示于圖3。
在圖3中，玻璃板的上表面的壓痕L是使刀輪8在玻璃板G的上表面上壓接滾動時產(chǎn)生的，稱其為劃痕線(該線在垂直于紙面的方向上延伸)。在刻設(shè)該劃痕線L的同時，產(chǎn)生從該劃痕線L向正下方向延伸的裂縫(垂直裂縫)K，此時，產(chǎn)生了在板厚方向大致貫通玻璃板的較長的裂縫(實(shí)測962μm)，即產(chǎn)生了高穿透的垂直裂縫。
這樣，上述刀輪8，即使增大刀尖載荷，也不會產(chǎn)生水平裂縫，而與其載荷的大小成比例地獲得高穿透的垂直裂縫K。當(dāng)這樣在劃線時獲得的垂直裂縫K是高穿透的裂縫時，則在后面工序的斷裂作業(yè)中，能夠進(jìn)行沿著劃痕線的準(zhǔn)確的斷裂，提高合格率。又，因?yàn)閿嗔炎鳂I(yè)容易，所以可減輕或簡化斷裂工序的內(nèi)容。
圖4～圖6是表示其他的刀輪的圓周棱線部的局部放大圖。
圖4的刀輪8B，展示的是具有與上述刀輪8A不同的形狀的突起121的例子，通過在刀尖棱線101上切出V字形狀的槽111而形成突起121。
圖5的刀輪8C，展示的是具有與刀輪8A、8B都不同的形狀的突起122的例子，通過在刀尖棱線102上切出鋸齒狀的槽112而形成突起122。
圖6的刀輪8D，展示的是具有與上述刀輪不同的形狀的突起123的例子，通過在刀尖棱線103上切出矩形的槽113而形成突起123。
下面，關(guān)于由前述行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)對劃線頭5的滑動動作及末端保持器7的升降動作的控制，采用形成3道第1劃痕線、和4道與之交叉的第2劃痕線的情況為例，并參照圖7至圖9進(jìn)行說明。
首先，在劃線之前，將第1劃痕線L1～L3的形成位置及相互間隔、第2劃痕線L4～L7的形成位置及相互間隔這些信息分別作為參數(shù)，另外關(guān)于各第2劃痕線L4～L7的每一條，將第1劃痕線L1～L3的各條之間的劃線開始位置及劃線停止位置這些信息分別作為參數(shù)，輸入到裝載有構(gòu)成行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)的軟件的未圖示的計(jì)算機(jī)。
即，如圖7所示，作為決定第1劃痕線L1～L3的各形成位置及相互間隔的值，以脆性材料基板G的左上角為基準(zhǔn)點(diǎn)0，將從該基準(zhǔn)點(diǎn)0向X方向(在圖7及圖8中的右方向)的間隔距離輸入上述計(jì)算機(jī)。在此，為了簡化說明，如下所述地設(shè)定為簡單的值，設(shè)劃痕線L1在X方向上距基準(zhǔn)點(diǎn)10mm，劃痕線L2距基準(zhǔn)點(diǎn)100mm，劃痕線L3距基準(zhǔn)點(diǎn)200mm。
然后，作為決定第2劃痕線L4～L7的各形成位置及相互間隔的值，將從該基準(zhǔn)點(diǎn)向Y方向(在圖7及圖8上的下方向)的間隔距離適當(dāng)輸入前述計(jì)算機(jī)。
接著，關(guān)于第2劃痕線L4～L7的每一條，作為決定第1劃痕線L1與L2之間的劃線開始位置A1的值，將在第1劃痕線L1距基準(zhǔn)點(diǎn)0的離開距離上加上規(guī)定距離后的值(在圖8的例子中是10.5mm)輸入上述計(jì)算機(jī)。又，作為決定第1劃痕線L2與L3之間的劃線開始位置A3的值，將在第1劃痕線L2距基準(zhǔn)點(diǎn)0的離開距離上加上規(guī)定距離后的值(在圖8的例子中是100.5mm)輸入上述計(jì)算機(jī)。在此，將從第1劃痕線L1與L2分別向X方向離開0.5mm的位置作為第2劃痕線L4～L7的劃線開始位置。
又，關(guān)于第2劃痕線L4～L7的每一條，作為決定第1劃痕線L1與L2之間的劃線停止位置A2的值，將第1劃痕線L2距基準(zhǔn)點(diǎn)0的離開距離減去規(guī)定距離后的值(在圖8的例子中是99.5mm)輸入上述計(jì)算機(jī)。又，作為決定第1劃痕線L2與L3之間的劃線停止位置A4的值，將第1劃痕線L3距基準(zhǔn)點(diǎn)0的離開距離減去僅規(guī)定距離后的值(在圖8的例子中是199.5mm)輸入上述計(jì)算機(jī)。在此，將從第1劃痕線L2與L3分別向X方向的相反方向離開0.5mm的位置作為第2劃痕線L4～L7各自的劃線停止位置。
圖9是表示第1劃痕線L1與L2之間的劃線開始位置A1與停止位置A2的局部放大圖。在上述例子中，將第1劃痕線L1與劃線開始位置A1之間的距離B1、及第1劃痕線L2與劃線停止位置A2之間的距離B2分別設(shè)為0.5mm，但該值是根據(jù)脆性材料基板G的材質(zhì)或厚度、劃線時的刀尖載荷等適當(dāng)調(diào)整的，實(shí)際上，優(yōu)選地設(shè)為大致0.5mm～0.7mm左右。
另外，上述各值的輸入順序是任意的，不限于上述例子。又，前述基準(zhǔn)點(diǎn)0的位置，也不必是脆性材料基板G的左上角，也可是其他的任意的角，或除角以外的位置，例如任意邊的中央這些已知的規(guī)定位置。
如果如上述那樣關(guān)于第1及第2劃痕線L1～L7完成了劃線位置等各值的設(shè)定，則開始劃線。劃線開始后，首先，根據(jù)上述輸入值，在脆性材料基板G上形成第1劃痕線L1～L3。
當(dāng)上述內(nèi)容完成后，前述工作臺1旋轉(zhuǎn)90度，開始第2劃痕線L4～L7的劃線，但此時，前述劃線頭5，受上述控制機(jī)構(gòu)控制，沿著前述導(dǎo)桿4滑動到第2劃痕線L4的開始位置的上方，到達(dá)該位置后暫時停止，上述末端保持器7下降。這樣，設(shè)于末端保持器7上的刀輪8下降到前述劃線開始位置A1。之后，在刀輪8上施加刀尖載荷，在該狀態(tài)下劃線頭5向下一條第1劃痕線L2滑動。當(dāng)劃線頭5開始滑動而開始劃線時，如前述那樣，通過刀輪8，在脆性材料基板G上，高穿透的垂直裂縫向劃線方向的相反方向，即向著第1劃痕線L1的方向進(jìn)展，其結(jié)果，使第2劃痕線L4的開始端到達(dá)第1劃痕線L1。
不久，刀輪8到達(dá)規(guī)定位置，即到達(dá)設(shè)定在第1劃痕線L2的近前的劃線停止位置A2，此時劃線頭5停止，末端保持器7上升而使刀輪8脫離脆性材料基板G。在刀輪8到達(dá)了停止位置A2的時刻，如前述那樣，劃線停止后垂直裂縫的前端也會向該停止位置的前方伸長，高穿透的垂直裂縫向劃線方向進(jìn)展地形成，其結(jié)果，第2劃痕線L4的終端到達(dá)第1劃痕線L2。
如果末端保持器7的上升完成，則劃線頭5再次向X方向滑動，而從第1劃痕線L2的上方通過。然后，劃線頭5到達(dá)第1劃痕線L2與L3之間的劃線開始位置A3的上方后暫時停止，末端保持器7再次下降。這樣，刀輪8下降到規(guī)定的劃線開始位置A3，即下降到在X方向上距第1劃痕線L2規(guī)定距離的位置。之后，再次在刀輪8上施加刀尖載荷，在該狀態(tài)下劃線頭5向最終的第1劃痕線L3滑動。
當(dāng)?shù)遁?到達(dá)規(guī)定位置，即到達(dá)設(shè)定在第1劃痕線L3近前的劃線停止位置A4時，劃線頭5停止，末端保持器7上升而使刀輪8脫離脆性材料基板G。以上，完成第2劃痕線L4的劃線。之后，對于剩下的第2劃痕線L5～L7也依次與上述同樣地形成。
另外，在上述實(shí)施方式中，作為劃線機(jī)構(gòu)，例示的是由劃線頭5、末端保持器7、刀輪8等構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，但只要是可對脆性材料基板G的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊的機(jī)構(gòu)即可，也可是其他的結(jié)構(gòu)。
例如，也可對按壓在脆性材料基板G的表面上的刀具施加伴隨振動致動器的周期伸縮的振動，來周期地增大賦予刀具的按壓力(載荷)，這樣對脆性材料基板G施加打點(diǎn)沖擊。作為其一例，有特許第2954566號公報(bào)上介紹的裝置，所以不在此詳述。
下面，說明方案3及4涉及的發(fā)明的實(shí)施方式。
劃線裝置的形式，基本上與上述實(shí)施方式中說明的一樣，所以在此只說明不同點(diǎn)。
在上述實(shí)施方式中，具有由軟件構(gòu)成的行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)，所述行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)控制上述劃線頭5的滑動動作及末端保持器7的升降動作，以便在形成第2劃痕線時使上述刀輪避開第1劃痕線地行進(jìn)，但在本實(shí)施方式中，取代該行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)，具有由軟件構(gòu)成的載荷控制機(jī)構(gòu)。
該載荷控制機(jī)構(gòu)控制施加在刀輪上的載荷，使得形成前述第1劃痕線時相對于前述刀輪的刀尖載荷P1、與形成前述第2劃痕線時相對于前述刀輪的刀尖載荷P2的關(guān)系為P1＞P2。
通過具有這樣的載荷控制機(jī)構(gòu)，在交叉劃線時，前述那樣的崩碎、毛邊、歪切邊的缺陷都不會發(fā)生。
下面說明實(shí)施例。
(實(shí)施例1)作為脆性材料基板，針對板厚0.7mm的玻璃板，如圖10所示，各劃出5道第1劃痕線L1～L5及5道第2劃痕線L6～L10，對于這些第1及第2劃痕線的合計(jì)25處的所有交點(diǎn)，考察前述崩碎、毛邊、歪切邊各缺陷的發(fā)生率。另外，以下所說的歪切邊的大小，是指在圖11中用標(biāo)記m表示的尺寸，所謂崩碎的大小，指在圖12中用標(biāo)記n表示的尺寸。
作為劃線的條件，設(shè)刀輪的行進(jìn)速度為300mm/sec，設(shè)刀輪越上玻璃板之前的設(shè)定深度(參照圖13的標(biāo)記d)，即切入量為0.15mm。另外，圖中的標(biāo)記8表示刀輪，G′表示玻璃板。又，形成第1劃痕線L1～L5時施加在刀輪上的刀尖載荷P1的設(shè)定值設(shè)為0.15MPa、0.20MPa、0.25MPa、0.30MPa4種，另一方面形成第2劃痕線L6～L10時施加在刀輪上的刀尖載荷P2的設(shè)定值設(shè)為0.15MPa、0.20MPa、0.25MPa、0.30MPa4種。
將根據(jù)上述條件而劃線的結(jié)果示于圖14至圖18的雷達(dá)圖表。
圖14表示大小為100～200μm的歪切邊的發(fā)生率，圖15表示大小為200～300μm的歪切邊的發(fā)生率，圖16表示大小為150～300μm的崩碎的發(fā)生率，圖17表示大小為300μm以上的崩碎的發(fā)生率，圖18表示毛邊的發(fā)生率。
從這些圖可知，當(dāng)將形成第1劃痕線L1～L5時相對于刀輪的刀尖載荷P1、與形成第2劃痕線L6～L10時相對于刀輪的刀尖載荷P2的關(guān)系設(shè)為P1＞P2時，上述崩碎、毛邊、歪切邊的發(fā)生率均降低。
(實(shí)施例2)除設(shè)刀輪的行進(jìn)速度為100mm/sec，設(shè)形成第1劃痕線L1～L5時施加在刀輪上的刀尖載荷P1的設(shè)定值為0.15MPa、0.20MPa、0.25MPa3種，另一方面設(shè)形成第2劃痕線L6～L10時施加在刀輪上施加的刀尖載荷P2的設(shè)定值設(shè)為0.15MPa、0.20MPa、0.25MPa3種以外，以與上述實(shí)施例1同樣的條件進(jìn)行劃線。
其結(jié)果示于圖19至圖23的雷達(dá)圖表。
圖19表示大小為100～200μm的歪切邊的發(fā)生率，圖20表示大小為200～300μm的歪切邊的發(fā)生率，圖21表示大小為150～300μm的崩碎的發(fā)生率，圖22表示大小為300μm以上的崩碎的發(fā)生率，圖23表示毛邊的發(fā)生率。
從這些圖可知，當(dāng)將形成第1劃痕線L1～L5時施加在刀輪上的刀尖載荷P1、與形成第2劃痕線L6～L10時施加在刀輪上的刀尖載荷P2的關(guān)系設(shè)為P1＞P2時，上述崩碎、毛邊、歪切邊的發(fā)生率均降低。
另外，在上述實(shí)施方式中，作為劃線機(jī)構(gòu)，例示的是由劃線頭5、末端保持器7、刀輪8等構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，但只要是可對脆性材料基板G的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊的機(jī)構(gòu)即可，也可是其他的結(jié)構(gòu)。
例如，也可對按壓在脆性材料基板G的表面上的刀具施加伴隨振動致動器的周期伸縮的振動，來周期地增大賦予刀具的按壓力(載荷)，這樣對脆性材料基板G施加打點(diǎn)沖擊。作為其一例，有特許第2954566號公報(bào)上介紹的裝置，所以不在此詳述。
另外，在上述說明中，主要敘述了在作為脆性材料基板的一種的玻璃基板上形成劃痕線的情況，但不限于此，例如，本發(fā)明的劃線裝置及劃線方法也可以有效地應(yīng)用于在液晶顯示屏、等離子顯示屏(PDP)、有機(jī)EL顯示器等貼合有脆性材料基板的平板顯示器(FPD)、透過型投影儀基板、反射型投影儀基板等的母貼合基板上形成劃痕線的工序中。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的劃線裝置及劃線方法，可以應(yīng)用于作為脆性材料基板的玻璃基板、貼合有脆性材料基板的FPD或母貼合基板等，形成劃痕線時不會導(dǎo)致易于在形成于這些基板上的劃痕線的交點(diǎn)處產(chǎn)生的缺陷。
權(quán)利要求
1.一種脆性材料基板的劃線方法，是在脆性材料基板的表面上沿相互交叉的方向形成多道劃痕線的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，利用劃線機(jī)構(gòu)形成第1方向的至少一道劃痕線，所述劃線機(jī)構(gòu)通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫，之后，利用前述劃線機(jī)構(gòu)，以不會在與前述第1方向的劃痕線之間產(chǎn)生交點(diǎn)的方式劃線，由此來形成沿著與該第1方向的至少一道劃痕線交叉的方向的第2方向的至少一道劃痕線。
2.一種脆性材料基板的劃線裝置，是實(shí)施權(quán)利要求1所述的劃線方法的劃線裝置，其特征在于，備有劃線機(jī)構(gòu)，通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫；行進(jìn)控制機(jī)構(gòu)，當(dāng)利用該劃線機(jī)構(gòu)而在前述第2方向上形成至少一道劃痕線時，使該劃線機(jī)構(gòu)避開形成于前述第1方向上的劃痕線地行進(jìn)。
3.一種脆性材料基板的劃線方法，是在脆性材料基板的表面上相互交叉地形成多道劃痕線的脆性材料基板的劃線方法，其特征在于，當(dāng)利用劃線機(jī)構(gòu)在脆性材料基板的表面上依次形成第1方向的至少一道劃痕線、和與該第1方向的至少一道劃痕線交叉的第2方向的至少一道劃痕線時，將在前述第1方向上形成至少一道劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P1、與在前述第2方向上形成至少一道劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P2的關(guān)系設(shè)為P1＞P2，所述劃線機(jī)構(gòu)通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫。
4.一種脆性材料基板的劃線裝置，是實(shí)施權(quán)利要求3所述的劃線方法的劃線裝置，其特征在于，備有劃線機(jī)構(gòu)，通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫；載荷控制機(jī)構(gòu)，控制施加在劃線機(jī)構(gòu)上的載荷，使得在前述第1方向上形成劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P1、與在前述第2方向上形成劃痕線時施加在前述劃線機(jī)構(gòu)上的載荷P2的關(guān)系為P1＞P2。
全文摘要
本脆性材料基板的劃線方法是在脆性材料基板的表面上沿相互交叉的方向形成多道劃痕線的方法，利用劃線機(jī)構(gòu)在第1方向上形成至少一條劃痕線，所述劃線機(jī)構(gòu)通過對脆性材料基板的表面施加短周期的打點(diǎn)沖擊而在該脆性材料基板內(nèi)生成高穿透的垂直裂縫。之后，利用前述劃線機(jī)構(gòu)，以不會在與形成于第1方向上的劃痕線之間產(chǎn)生交點(diǎn)的方式劃線，由此來形成沿著與該第1方向的至少一道劃痕線交叉的方向的第2方向的至少一道劃痕線。
文檔編號C03B33/10GK1708381SQ200380102500
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者前川和哉, 江島谷彰 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司